Dovoľte mi predstaviť SAP, o ktorý máte v poslednej dobe väčší záujem! Superabsorpčný polymér (SAP) je nový typ funkčného polymérneho materiálu. Má vysokú absorpčnú schopnosť absorbovať vodu niekoľko sto až niekoľko tisíckrát ťažšiu ako je on sám a má vynikajúce vlastnosti zadržiavania vody. Keď absorbuje vodu a napučí do hydrogélu, je ťažké ju oddeliť, aj keď je pod tlakom. Preto má široké využitie v rôznych oblastiach, ako sú produkty osobnej hygieny, priemyselná a poľnohospodárska výroba a stavebné inžinierstvo.
Superabsorpčná živica je druh makromolekúl obsahujúcich hydrofilné skupiny a zosieťovanú štruktúru. Prvýkrát ju vyrobila spoločnosť Fanta a ďalší štepením škrobu s polyakrylonitrilom a následným zmydelnením. Podľa surovín existuje niekoľko kategórií škrobových radov (štepený, karboxymetylovaný atď.), celulózových radov (karboxymetylovaný, štepený atď.) a syntetických polymérov (polyakrylová kyselina, polyvinylalkohol, polyoxyetylénová séria atď.). V porovnaní so škrobom a celulózou má polyakrylová kyselina superabsorpčná živica s radom výhod, ako sú nízke výrobné náklady, jednoduchý proces, vysoká výrobná účinnosť, vysoká schopnosť absorpcie vody a dlhá trvanlivosť produktu. V súčasnosti sa stala výskumným bodom v tejto oblasti.
Aký je princíp tohto produktu? V súčasnosti kyselina polyakrylová predstavuje 80 % svetovej produkcie superabsorpčnej živice. Superabsorpčná živica je vo všeobecnosti polymérny elektrolyt obsahujúci hydrofilnú skupinu a zosieťovanú štruktúru. Pred absorpciou vody sú polymérne reťazce blízko seba a prepletené, zosieťované a tvoria sieťovú štruktúru, čím sa dosiahne celkové upevnenie. Pri kontakte s vodou molekuly vody prenikajú do živice kapilárnym pôsobením a difúziou a ionizované skupiny v reťazci sú vo vode ionizované. V dôsledku elektrostatického odpudzovania medzi rovnakými iónmi v reťazci sa polymérny reťazec naťahuje a napučiava. Vzhľadom na požiadavku elektrickej neutrality nemôžu protiióny migrovať von zo živice a rozdiel v koncentrácii iónov medzi roztokom vo vnútri a mimo živice vytvára reverzný osmotický tlak. Pôsobením tlaku reverznej osmózy voda ďalej vstupuje do živice a vytvára hydrogél. Zároveň zosieťovaná sieťová štruktúra a vodíkové väzby samotnej živice obmedzujú neobmedzené rozpínanie gélu. Keď voda obsahuje malé množstvo soli, reverzný osmotický tlak sa zníži a zároveň sa v dôsledku tieniaceho účinku protiiónu zmrští polymérny reťazec, čo vedie k výraznému zníženiu absorpčnej kapacity živice. Vo všeobecnosti je absorpčná kapacita superabsorpčnej živice v 0,9 % roztoku NaCl len približne 1/10 kapacity deionizovanej vody. Absorpcia vody a zadržiavanie vody sú dva aspekty toho istého problému. Lin Runxiong a kol. ich rozoberali v termodynamike. Pri určitej teplote a tlaku môže superabsorpčná živica spontánne absorbovať vodu a voda vstupuje do živice, čím sa znižuje voľná entalpia celého systému, až kým nedosiahne rovnováhu. Ak voda uniká zo živice a zvyšuje sa voľná entalpia, neprispieva to k stabilite systému. Diferenciálna termická analýza ukazuje, že 50 % vody absorbovanej superabsorpčnou živicou je stále uzavretých v gélovej sieti nad 150 °C. Preto aj pri použití tlaku pri normálnej teplote voda zo superabsorpčnej živice neunikne, čo je určené termodynamickými vlastnosťami superabsorpčnej živice.
Nabudúce povedzte konkrétny účel SAPu.
Čas uverejnenia: 8. decembra 2021