Lad mig introducere den SAP, som du er blevet mere interesseret i for nylig! Superabsorberende polymer (SAP) er en ny type funktionelt polymermateriale. Det har en høj vandabsorptionsfunktion, der absorberer vand, der er flere hundrede til flere tusinde gange tungere end sig selv, og har fremragende vandretentionsevne. Når det absorberer vand og svulmer op til en hydrogel, er det vanskeligt at adskille vandet, selvom det er under tryk. Derfor har det en bred vifte af anvendelser inden for forskellige områder såsom produkter til personlig hygiejne, industriel og landbrugsproduktion samt anlægsarbejder.
Superabsorberende harpiks er en slags makromolekyler, der indeholder hydrofile grupper og tværbundne strukturer. Det blev først produceret af Fanta og andre ved podning af stivelse med polyacrylonitril og derefter forsæbning. Ifølge råmaterialerne opdeles der i flere kategorier: stivelsesserier (podet, carboxymethyleret osv.), celluloseserier (carboxymethyleret, podet osv.) og syntetiske polymerserier (polyacrylsyre, polyvinylalkohol, polyoxyethylenserier osv.). Sammenlignet med stivelse og cellulose har superabsorberende polyacrylsyre en række fordele, såsom lave produktionsomkostninger, enkel proces, høj produktionseffektivitet, stærk vandabsorptionskapacitet og lang produktholdbarhed. Det er blevet det nuværende forskningscenter inden for dette felt.
Hvad er princippet bag dette produkt? I øjeblikket tegner polyacrylsyre sig for 80% af verdens superabsorberende harpiksproduktion. Superabsorberende harpiks er generelt en polymerelektrolyt, der indeholder en hydrofil gruppe og en tværbundet struktur. Før polymerkæderne absorberes, er de tæt på hinanden og tværbundet for at danne en netværksstruktur for at opnå den samlede fastgørelse. Når de er i kontakt med vand, trænger vandmolekyler ind i harpiksen gennem kapillærvirkning og diffusion, og de ioniserede grupper på kæden ioniseres i vandet. På grund af den elektrostatiske frastødning mellem de samme ioner på kæden strækker og svulmer polymerkæden. På grund af kravet om elektrisk neutralitet kan modioner ikke migrere til ydersiden af harpiksen, og forskellen i ionkoncentration mellem opløsningen indeni og uden for harpiksen danner et omvendt osmotisk tryk. Under påvirkning af omvendt osmosetryk trænger vand yderligere ind i harpiksen for at danne en hydrogel. Samtidig begrænser den tværbundne netværksstruktur og hydrogenbinding i selve harpiksen gelens ubegrænsede udvidelse. Når vandet indeholder en lille mængde salt, vil det omvendte osmotiske tryk falde, og samtidig vil polymerkæden på grund af modionens afskærmende effekt krympe, hvilket resulterer i et stort fald i harpiksens vandabsorptionskapacitet. Generelt er vandabsorptionskapaciteten af superabsorberende harpik i en 0,9% NaCl-opløsning kun omkring 1/10 af den for deioniseret vand. Vandabsorption og vandretention er to aspekter af det samme problem. Lin Runxiong et al. har diskuteret dem i termodynamik. Under en bestemt temperatur og tryk kan den superabsorberende harpiks absorbere vand spontant, og vandet trænger ind i harpiksen, hvilket reducerer den frie entalpi i hele systemet, indtil det når ligevægt. Hvis vand undslipper harpiksen, hvilket øger den frie entalpi, er det ikke befordrende for systemets stabilitet. Differentiel termisk analyse viser, at 50% af det vand, der absorberes af den superabsorberende harpiks, stadig er indesluttet i gelnetværket over 150°C. Derfor vil vand ikke slippe ud af den superabsorberende harpiks, selvom der påføres tryk ved normal temperatur, hvilket bestemmes af den superabsorberende harpiks' termodynamiske egenskaber.
Næste gang, fortæl det specifikke formål med SAP.
Opslagstidspunkt: 8. dec. 2021