La meg introdusere SAP-en som du har vært mer interessert i i det siste! Superabsorberende polymer (SAP) er en ny type funksjonelt polymermateriale. Den har en høy vannabsorpsjonsfunksjon som absorberer vann som er flere hundre til flere tusen ganger tyngre enn seg selv, og har utmerket vannretensjonsevne. Når den absorberer vann og sveller til en hydrogel, er det vanskelig å separere vannet selv om det er under trykk. Derfor har den et bredt spekter av bruksområder innen ulike felt som personlige hygieneprodukter, industriell og landbruksproduksjon og anleggsvirksomhet.
Superabsorberende harpiks er en type makromolekyler som inneholder hydrofile grupper og tverrbundet struktur. Den ble først produsert av Fanta og andre ved å pode stivelse med polyakrylonitril og deretter forsåpe. I henhold til råmaterialene er det flere kategorier av stivelsesserier (podet, karboksymetylert, etc.), celluloseserier (karboksymetylert, podet, etc.), syntetiske polymerserier (polyakrylsyre, polyvinylalkohol, polyoksyetylenserier, etc.). Sammenlignet med stivelse og cellulose har superabsorberende polyakrylsyreharpiks en rekke fordeler som lave produksjonskostnader, enkel prosess, høy produksjonseffektivitet, sterk vannabsorberingskapasitet og lang holdbarhet. Det har blitt det nåværende forskningsfokuset på dette feltet.
Hva er prinsippet bak dette produktet? For tiden står polyakrylsyre for 80 % av verdens superabsorberende harpiksproduksjon. Superabsorberende harpiks er vanligvis en polymerelektrolytt som inneholder en hydrofil gruppe og en tverrbundet struktur. Før vann absorberes, er polymerkjedene tett inntil hverandre og viklet sammen, tverrbundet for å danne en nettverksstruktur, for å oppnå en generell feste. Ved kontakt med vann trenger vannmolekyler inn i harpiksen gjennom kapillærvirkning og diffusjon, og de ioniserte gruppene på kjeden ioniseres i vannet. På grunn av den elektrostatiske frastøtningen mellom de samme ionene på kjeden, strekker og sveller polymerkjeden. På grunn av kravet om elektrisk nøytralitet kan ikke motioner migrere til utsiden av harpiksen, og forskjellen i ionkonsentrasjon mellom løsningen inni og utenfor harpiksen danner et omvendt osmotisk trykk. Under påvirkning av omvendt osmosetrykk trenger vann videre inn i harpiksen for å danne en hydrogel. Samtidig begrenser den tverrbundne nettverksstrukturen og hydrogenbindingen i selve harpiksen den ubegrensede ekspansjonen av gelen. Når vannet inneholder en liten mengde salt, vil det omvendte osmotiske trykket synke, og samtidig, på grunn av den skjermende effekten av motionet, vil polymerkjeden krympe, noe som resulterer i en stor reduksjon i harpiksens vannabsorpsjonskapasitet. Vanligvis er vannabsorpsjonskapasiteten til superabsorberende harpiks i 0,9 % NaCl-løsning bare omtrent 1/10 av den til avionisert vann. Vannabsorpsjon og vannretensjon er to aspekter av det samme problemet. Lin Runxiong et al. diskuterte dem i termodynamikk. Under en viss temperatur og trykk kan den superabsorberende harpiksen absorbere vann spontant, og vannet trenger inn i harpiksen, noe som reduserer den frie entalpien til hele systemet til det når likevekt. Hvis vann slipper ut fra harpiksen og øker den frie entalpien, er det ikke gunstig for systemets stabilitet. Differensiell termisk analyse viser at 50 % av vannet som absorberes av den superabsorberende harpiksen fortsatt er innesluttet i gelnettverket over 150 °C. Derfor, selv om det påføres trykk ved normal temperatur, vil ikke vann slippe ut fra den superabsorberende harpiksen, noe som bestemmes av de termodynamiske egenskapene til den superabsorberende harpiksen.
Neste gang, fortell hva SAP er det spesifikke formålet med.
Publisert: 08. des. 2021