Ļaujiet man iepazīstināt ar SAP, kas jūs pēdējā laikā ir īpaši interesējis! Superabsorbējošais polimērs (SAP) ir jauna veida funkcionāls polimēra materiāls. Tam ir augsta ūdens absorbcijas funkcija, kas absorbē ūdeni, kas ir vairākus simtus līdz vairākus tūkstošus reižu smagāks par sevi, un tam ir lieliska ūdens saglabāšanas spēja. Kad tas absorbē ūdeni un uzbriest hidrogelā, to ir grūti atdalīt pat spiediena ietekmē. Tāpēc tam ir plašs pielietojumu klāsts dažādās jomās, piemēram, personīgās higiēnas līdzekļos, rūpnieciskajā un lauksaimnieciskajā ražošanā, kā arī inženierzinātnēs.
Superabsorbējoša sveķu masa ir makromolekulu veids, kas satur hidrofilas grupas un šķērssaistītu struktūru. To sākotnēji ražoja Fanta un citi, potējot cieti ar poliakrilnitrilu un pēc tam saponificējot. Atkarībā no izejvielām ir cietes sērijas (potētas, karboksimetilētas utt.), celulozes sērijas (karboksimetilētas, potētas utt.), sintētisko polimēru sērijas (poliakrilskābe, polivinilspirts, polioksietilēna sērija utt.) vairākās kategorijās. Salīdzinot ar cieti un celulozi, poliakrilskābes superabsorbējošajiem sveķiem ir virkne priekšrocību, piemēram, zemas ražošanas izmaksas, vienkāršs process, augsta ražošanas efektivitāte, spēcīga ūdens absorbcijas spēja un ilgs produkta glabāšanas laiks. Tie ir kļuvuši par pašreizējo pētniecības centru šajā jomā.
Kāds ir šī produkta princips? Pašlaik poliakrilskābe veido 80% no pasaulē saražotās superabsorbējošās sveķu produkcijas. Superabsorbējošā sveķu viela parasti ir polimēra elektrolīts, kas satur hidrofilu grupu un savstarpēji saistītu struktūru. Pirms ūdens absorbēšanas polimēru ķēdes atrodas tuvu viena otrai un savijušās kopā, savstarpēji saistītas, veidojot tīklveida struktūru, lai panāktu vispārēju stiprinājumu. Saskaroties ar ūdeni, ūdens molekulas iekļūst sveķos, izmantojot kapilāro darbību un difūziju, un ķēdes jonizētās grupas tiek jonizētas ūdenī. Elektrostatiskās atgrūšanās dēļ starp tiem pašiem joniem ķēdē polimēru ķēde stiepjas un uzbriest. Elektriskās neitralitātes prasības dēļ pretjoni nevar migrēt uz sveķu ārpusi, un jonu koncentrācijas atšķirība starp šķīdumu sveķu iekšpusē un ārpusē veido reversās osmotiskā spiediena efektu. Reversās osmozes spiediena ietekmē ūdens tālāk iekļūst sveķos, veidojot hidrogelu. Tajā pašā laikā pašu sveķu šķērssaistītā tīklveida struktūra un ūdeņraža saites ierobežo gēla neierobežoto izplešanos. Kad ūdenī ir neliels sāls daudzums, reversais osmotiskais spiediens samazinās, un vienlaikus pretjonu ekranējošā efekta dēļ polimēra ķēde saraujas, kā rezultātā ievērojami samazinās sveķu ūdens absorbcijas spēja. Parasti superabsorbējošas sveķu ūdens absorbcijas spēja 0,9% NaCl šķīdumā ir tikai aptuveni 1/10 no dejonizēta ūdens absorbcijas spējas. Ūdens absorbcija un ūdens aizture ir vienas un tās pašas problēmas divi aspekti. Lin Runxiong et al. tos apsprieda termodinamikā. Noteiktā temperatūrā un spiedienā superabsorbējoša sveķu viela var spontāni absorbēt ūdeni, un ūdens nonāk sveķos, samazinot visas sistēmas brīvo entalpiju, līdz tā sasniedz līdzsvaru. Ja ūdens izplūst no sveķiem, palielinot brīvo entalpiju, tas neveicina sistēmas stabilitāti. Diferenciālā termiskā analīze rāda, ka 50% no superabsorbējošas sveķu absorbētā ūdens joprojām ir ieslēgts gēla tīklā virs 150°C. Tāpēc pat tad, ja spiediens tiek pielikts normālā temperatūrā, ūdens no superabsorbējošās sveķu masas neizplūdīs, ko nosaka superabsorbējošās sveķu masas termodinamiskās īpašības.
Nākamreiz pastāstiet par SAP konkrēto mērķi.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 8. decembris