Позвольте мне представить SAP, который в последнее время вас больше интересует! Суперабсорбирующий полимер (SAP) — это новый тип функционального полимерного материала.Он обладает высокой водопоглощающей способностью, которая поглощает воду в несколько сотен или тысяч раз тяжелее, чем он сам, и обладает превосходными показателями удержания воды.Когда он поглощает воду и превращается в гидрогель, воду трудно отделить, даже если она находится под давлением.Поэтому он имеет широкий спектр применения в различных областях, таких как средства личной гигиены, промышленное и сельскохозяйственное производство, а также гражданское строительство.
Суперабсорбирующая смола представляет собой разновидность макромолекул, содержащих гидрофильные группы и сшитую структуру.Впервые его произвели Fanta и другие путем прививки крахмала полиакрилонитрилом и последующего омыления.По сырью различают ряд крахмала (привитой, карбоксиметилированный и др.), ряд целлюлозы (карбоксиметилированный, привитой и др.), ряд синтетических полимеров (полиакриловая кислота, поливиниловый спирт, полиоксиэтиленовый ряд и др.) в нескольких категориях. .По сравнению с крахмалом и целлюлозой, суперабсорбирующая смола на основе полиакриловой кислоты имеет ряд преимуществ, таких как низкая стоимость производства, простота процесса, высокая эффективность производства, сильная водопоглощающая способность и длительный срок хранения продукта.В настоящее время он стал центром исследований в этой области.
Каков принцип этого продукта?В настоящее время на долю полиакриловой кислоты приходится 80% мирового производства суперабсорбирующих смол.Супервпитывающая смола обычно представляет собой полимерный электролит, содержащий гидрофильную группу и сшитую структуру.Перед поглощением воды полимерные цепи располагаются близко друг к другу и переплетаются, сшиваются, образуя сетчатую структуру, чтобы обеспечить общее скрепление.При контакте с водой молекулы воды проникают в смолу посредством капиллярного действия и диффузии, а ионизированные группы в цепи ионизируются в воде.Из-за электростатического отталкивания между одними ионами цепи полимерная цепь растягивается и набухает.Из-за требования электронейтральности противоионы не могут мигрировать наружу смолы, а разница в концентрации ионов между раствором внутри и снаружи смолы образует обратное осмотическое давление.Под действием давления обратного осмоса вода далее поступает в смолу, образуя гидрогель.В то же время сшитая сетчатая структура и водородные связи самой смолы ограничивают неограниченное расширение геля.Когда вода содержит небольшое количество соли, обратное осмотическое давление будет уменьшаться, и в то же время из-за экранирующего действия противоиона полимерная цепь сжимается, что приводит к значительному снижению водопоглощающей способности воды. смола.Как правило, водопоглощающая способность суперабсорбирующей смолы в 0,9% растворе NaCl составляет всего около 1/10 от способности деионизированной воды.Водопоглощение и удержание воды — это два аспекта одной и той же проблемы.Линь Рунсюн и др.обсуждали их в термодинамике.При определенной температуре и давлении суперабсорбирующая смола может самопроизвольно поглощать воду, и вода попадает в смолу, снижая свободную энтальпию всей системы до тех пор, пока она не достигнет равновесия.Если вода выходит из смолы, увеличивая свободную энтальпию, это не способствует стабильности системы.Дифференциальный термический анализ показывает, что 50% воды, поглощенной суперабсорбирующей смолой, все еще заключено в гелевой сетке при температуре выше 150°C.Следовательно, даже если приложить давление при нормальной температуре, вода не выйдет из суперабсорбирующей смолы, что определяется термодинамическими свойствами суперабсорбирующей смолы.
В следующий раз расскажите о конкретной цели SAP.
Время публикации: 08 декабря 2021 г.