Dozvolite mi da vam predstavim SAP koji vas u posljednje vrijeme posebno zanima! Super upijajući polimer (SAP) je nova vrsta funkcionalnog polimernog materijala. Ima visoku sposobnost upijanja vode koja je nekoliko stotina do nekoliko tisuća puta teža od njega samog, te ima izvrsna svojstva zadržavanja vode. Nakon što upije vodu i nabubri u hidrogel, teško ju je odvojiti čak i pod tlakom. Stoga ima širok raspon upotrebe u raznim područjima kao što su proizvodi za osobnu higijenu, industrijska i poljoprivredna proizvodnja te građevinarstvo.
Superapsorbirajuća smola je vrsta makromolekula koje sadrže hidrofilne skupine i umreženu strukturu. Prvi su je proizveli Fanta i drugi cijepljenjem škroba s poliakrilonitrilom, a zatim saponifikacijom. Prema sirovinama, postoje serije škroba (cijepljeni, karboksimetilirani itd.), serije celuloze (karboksimetilirani, cijepljeni itd.), serije sintetičkih polimera (poliakrilna kiselina, polivinil alkohol, polioksi etilenska serija itd.) u nekoliko kategorija. U usporedbi sa škrobom i celulozom, superapsorbirajuća smola poliakrilne kiseline ima niz prednosti kao što su niski troškovi proizvodnje, jednostavan proces, visoka učinkovitost proizvodnje, jak kapacitet apsorpcije vode i dugi rok trajanja proizvoda. Postala je trenutno žarište istraživanja u ovom području.
Koji je princip ovog proizvoda? Trenutno, poliakrilna kiselina čini 80% svjetske proizvodnje super upijajućih smola. Super upijajuća smola je općenito polimerni elektrolit koji sadrži hidrofilnu skupinu i umreženu strukturu. Prije upijanja vode, polimerni lanci su blizu jedan drugome i isprepleteni, umreženi u mrežnu strukturu, kako bi se postiglo ukupno pričvršćivanje. U kontaktu s vodom, molekule vode prodiru u smolu kapilarnim djelovanjem i difuzijom, a ionizirane skupine na lancu ioniziraju se u vodi. Zbog elektrostatskog odbijanja između istih iona na lancu, polimerni lanac se rasteže i bubri. Zbog zahtjeva električne neutralnosti, protuioni ne mogu migrirati izvan smole, a razlika u koncentraciji iona između otopine unutar i izvan smole stvara reverzni osmotski tlak. Pod djelovanjem tlaka reverzne osmoze, voda dalje ulazi u smolu i stvara hidrogel. Istovremeno, umrežena mrežna struktura i vodikove veze same smole ograničavaju neograničeno širenje gela. Kada voda sadrži malu količinu soli, reverzni osmotski tlak će se smanjiti, a istovremeno, zbog zaštitnog učinka protuiona, polimerni lanac će se skupiti, što rezultira velikim smanjenjem kapaciteta apsorpcije vode smole. Općenito, kapacitet apsorpcije vode superapsorpcijske smole u 0,9%-tnoj otopini NaCl iznosi samo oko 1/10 kapaciteta deionizirane vode. Apsorpcija vode i zadržavanje vode dva su aspekta istog problema. Lin Runxiong i suradnici raspravljali su o njima u termodinamici. Pod određenom temperaturom i tlakom, superapsorpcijska smola može spontano apsorbirati vodu, a voda ulazi u smolu, smanjujući slobodnu entalpiju cijelog sustava dok ne postigne ravnotežu. Ako voda izlazi iz smole, povećavajući slobodnu entalpiju, to ne doprinosi stabilnosti sustava. Diferencijalna termička analiza pokazuje da je 50% vode koju apsorbira superapsorpcijska smola još uvijek zatvoreno u mreži gela iznad 150°C. Stoga, čak i ako se tlak primijeni na normalnoj temperaturi, voda neće izaći iz superupijajuće smole, što je određeno termodinamičkim svojstvima superupijajuće smole.
Sljedeći put, recite specifičnu svrhu SAP-a.
Vrijeme objave: 08.12.2021.