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 hiljada puta teža od njega samog, te ima odlične performanse zadržavanja vode. Nakon što upije vodu i nabubri u hidrogel, teško ju je odvojiti čak i ako je pod pritiskom. Stoga ima širok spektar upotrebe u raznim oblastima kao što su proizvodi za ličnu higijenu, industrijska i poljoprivredna proizvodnja te građevinarstvo.
Superapsorbujuća smola je vrsta makromolekula koje sadrže hidrofilne grupe i umreženu strukturu. Prvi put su je proizveli Fanta i drugi kalemljenjem škroba s poliakrilonitrilom, a zatim saponifikacijom. Prema sirovinama, postoje serije škroba (kalemljeni, karboksimetilirani, itd.), serije celuloze (karboksimetilirani, kalemljeni, itd.), serije sintetičkih polimera (poliakrilna kiselina, polivinil alkohol, polioksi etilenska serija, itd.) u nekoliko kategorija. U poređenju sa škrobom i celulozom, superapsorbujuća smola poliakrilne kiseline ima niz prednosti kao što su niski troškovi proizvodnje, jednostavan proces, visoka efikasnost proizvodnje, jak kapacitet apsorpcije vode i dug rok trajanja proizvoda. Postala je trenutno žarište istraživanja u ovoj oblasti.
Koji je princip ovog proizvoda? Trenutno, poliakrilna kiselina čini 80% svjetske proizvodnje super upijajućih smola. Super upijajuća smola je uglavnom polimerni elektrolit koji sadrži hidrofilnu grupu i umreženu strukturu. Prije apsorpcije vode, polimerni lanci su blizu jedan drugom i isprepleteni, umreženi u formiranje mrežne strukture, kako bi se postiglo ukupno pričvršćivanje. Kada su u kontaktu s vodom, molekule vode prodiru u smolu kapilarnim djelovanjem i difuzijom, a ionizirane grupe na lancu se ioniziraju u vodi. Zbog elektrostatičkog odbijanja između istih iona na lancu, polimerni lanac se rasteže i bubri. Zbog zahtjeva električne neutralnosti, suprotni ioni ne mogu migrirati izvan smole, a razlika u koncentraciji iona između otopine unutar i izvan smole formira reverzni osmotski pritisak. Pod djelovanjem pritiska reverzne osmoze, voda dalje ulazi u smolu i formira hidrogel. Istovremeno, umrežena mrežna struktura i vodikove veze same smole ograničavaju neograničeno širenje gela. Kada voda sadrži malu količinu soli, reverzni osmotski pritisak će se smanjiti, a istovremeno, zbog zaštitnog efekta kontra-jona, polimerni lanac će se skupiti, što rezultira velikim smanjenjem kapaciteta apsorpcije vode smole. Općenito, kapacitet apsorpcije vode superapsorbujuće smole u 0,9% rastvoru NaCl je samo oko 1/10 kapaciteta deionizirane vode. Apsorpcija vode i zadržavanje vode su dva aspekta istog problema. Lin Runxiong i saradnici su ih razmatrali u termodinamici. Pod određenom temperaturom i pritiskom, superapsorbujuća smola može spontano apsorbirati vodu, a voda ulazi u smolu, smanjujući slobodnu entalpiju cijelog sistema dok ne dostigne ravnotežu. Ako voda izlazi iz smole, povećavajući slobodnu entalpiju, to ne doprinosi stabilnosti sistema. Diferencijalna termička analiza pokazuje da je 50% vode koju apsorbuje superapsorbujuća smola i dalje zatvoreno u mreži gela iznad 150°C. Stoga, čak i ako se pritisak primijeni na normalnoj temperaturi, voda neće izaći iz superapsorbirajuće smole, što je određeno termodinamičkim svojstvima superapsorbirajuće smole.
Sljedeći put, recite konkretnu svrhu SAP-a.
Vrijeme objave: 08.12.2021.