Låt mig presentera den SAP som ni är mer intresserade av på sistone! Superabsorberande polymer (SAP) är en ny typ av funktionellt polymermaterial. Det har en hög vattenabsorptionsfunktion som absorberar vatten flera hundra till flera tusen gånger tyngre än sig självt, och har utmärkt vattenretentionsförmåga. När det väl absorberat vatten och sväller till en hydrogel är det svårt att separera vattnet även om det är under tryck. Därför har det ett brett användningsområde inom olika områden som personliga hygienprodukter, industri- och jordbruksproduktion samt anläggningsteknik.
Superabsorberande harts är en typ av makromolekyler som innehåller hydrofila grupper och tvärbundna strukturer. Det producerades först av Fanta och andra genom att ympa stärkelse med polyakrylonitril och sedan förtvåla. Beroende på råmaterial finns det flera kategorier av stärkelseserier (ympade, karboximetylerade, etc.), cellulosaserier (karboximetylerade, ympade, etc.), syntetiska polymerserier (polyakrylsyra, polyvinylalkohol, polyoxietylenserier, etc.). Jämfört med stärkelse och cellulosa har superabsorberande polyakrylsyraharts en rad fördelar, såsom låg produktionskostnad, enkel process, hög produktionseffektivitet, stark vattenabsorptionskapacitet och lång produkthållbarhet. Det har blivit den nuvarande forskningshotspoten inom detta område.
Vad är principen bakom denna produkt? För närvarande står polyakrylsyra för 80 % av världens superabsorberande hartsproduktion. Superabsorberande harts är i allmänhet en polymerelektrolyt som innehåller en hydrofil grupp och en tvärbunden struktur. Innan polymerkedjorna absorberas nära varandra och intrasslas de samman, tvärbundna för att bilda en nätverksstruktur för att uppnå en övergripande fästning. Vid kontakt med vatten tränger vattenmolekylerna in i hartset genom kapillärverkan och diffusion, och de joniserade grupperna på kedjan joniseras i vattnet. På grund av den elektrostatiska avstötningen mellan samma joner på kedjan sträcks och sväller polymerkedjan. På grund av kravet på elektrisk neutralitet kan motjoner inte migrera till utsidan av hartset, och skillnaden i jonkoncentration mellan lösningen inuti och utanför hartset bildar ett omvänt osmotiskt tryck. Under inverkan av omvänd osmos tryck tränger vatten vidare in i hartset för att bilda en hydrogel. Samtidigt begränsar den tvärbundna nätverksstrukturen och vätebindningen i själva hartset gelens obegränsade expansion. När vattnet innehåller en liten mängd salt minskar det omvända osmotiska trycket, och samtidigt, på grund av motjonens skärmande effekt, krymper polymerkedjan, vilket resulterar i en kraftig minskning av hartsets vattenabsorptionskapacitet. Generellt sett är superabsorberande harts vattenabsorptionskapacitet i 0,9 % NaCl-lösning endast cirka 1/10 av avjoniserat vattens. Vattenabsorption och vattenretention är två aspekter av samma problem. Lin Runxiong et al. diskuterade dem inom termodynamiken. Under en viss temperatur och tryck kan det superabsorberande hartset absorbera vatten spontant, och vattnet kommer in i hartset, vilket minskar den fria entalpin i hela systemet tills det når jämvikt. Om vatten läcker ut från hartset och den fria entalpin ökar, är det inte gynnsamt för systemets stabilitet. Differentiell termisk analys visar att 50 % av vattnet som absorberas av det superabsorberande hartset fortfarande är inneslutet i gelnätverket över 150 °C. Därför, även om tryck appliceras vid normal temperatur, kommer vatten inte att läcka ut från det superabsorberande hartset, vilket bestäms av det superabsorberande hartsets termodynamiska egenskaper.
Nästa gång, berätta det specifika syftet med SAP.
Publiceringstid: 8 december 2021