Нека ви представя SAP, който напоследък ви интересува най-много! Супер абсорбиращият полимер (SAP) е нов вид функционален полимерен материал. Той има висока водопоглъщаща функция, която абсорбира вода от няколкостотин до няколко хиляди пъти по-тежка от него самия, и има отлични водозадържащи свойства. След като абсорбира вода и набъбне в хидрогел, е трудно да се отдели водата, дори ако е под налягане. Следователно, той има широк спектър от приложения в различни области, като например продукти за лична хигиена, промишлено и селскостопанско производство и гражданско строителство.
Суперабсорбиращата смола е вид макромолекули, съдържащи хидрофилни групи и омрежена структура. За първи път е произведена от Fanta и други чрез присаждане на нишесте с полиакрилонитрил и последващо осапуняване. Според суровините, съществуват серии от нишесте (присадени, карбоксиметилирани и др.), серии от целулоза (карбоксиметилирани, присадени и др.), серии от синтетични полимери (полиакрилова киселина, поливинилов алкохол, полиоксиетиленова серия и др.) в няколко категории. В сравнение с нишестето и целулозата, суперабсорбиращата смола на основата на полиакрилова киселина има редица предимства, като ниска производствена цена, прост процес, висока производствена ефективност, силен капацитет за абсорбиране на вода и дълъг срок на годност на продукта. Тя се е превърнала в настоящата гореща точка на изследванията в тази област.
Какъв е принципът на този продукт? В момента полиакриловата киселина представлява 80% от световното производство на супер абсорбиращи смоли. Супер абсорбиращите смоли обикновено са полимерен електролит, съдържащ хидрофилна група и омрежена структура. Преди да абсорбират вода, полимерните вериги са близо една до друга и се преплитат, омрежвайки се, за да образуват мрежова структура, за да се постигне цялостно закрепване. При контакт с вода, водните молекули проникват в смолата чрез капилярно действие и дифузия, а йонизираните групи във веригата се йонизират във водата. Поради електростатичното отблъскване между едни и същи йони във веригата, полимерната верига се разтяга и набъбва. Поради изискването за електрическа неутралност, противойоните не могат да мигрират извън смолата и разликата в концентрацията на йони между разтвора вътре и извън смолата образува обратно осмотично налягане. Под действието на налягането на обратната осмоза водата навлиза допълнително в смолата, за да образува хидрогел. В същото време омрежената мрежова структура и водородните връзки на самата смола ограничават неограниченото разширяване на гела. Когато водата съдържа малко количество сол, обратното осмотично налягане ще намалее и същевременно, поради екраниращия ефект на противойона, полимерната верига ще се свие, което ще доведе до значително намаляване на водопоглъщателния капацитет на смолата. Обикновено водопоглъщателният капацитет на суперабсорбиращата смола в 0,9% разтвор на NaCl е само около 1/10 от този на дейонизирана вода. Водопоглъщането и задържането на вода са два аспекта на един и същ проблем. Лин Рунсионг и др. ги обсъждат в термодинамиката. При определена температура и налягане суперабсорбиращата смола може да абсорбира вода спонтанно и водата навлиза в смолата, намалявайки свободната енталпия на цялата система, докато достигне равновесие. Ако водата излезе от смолата, увеличавайки свободната енталпия, това не е благоприятно за стабилността на системата. Диференциалният термичен анализ показва, че 50% от водата, абсорбирана от суперабсорбиращата смола, все още е затворена в гелната мрежа над 150°C. Следователно, дори ако се приложи налягане при нормална температура, водата няма да излезе от суперабсорбиращата смола, което се определя от термодинамичните свойства на суперабсорбиращата смола.
Следващия път, кажете конкретната цел на SAP.
Време на публикуване: 08 декември 2021 г.