Dovolte mi představit SAP, o který máte v poslední době větší zájem! Superabsorpční polymer (SAP) je nový typ funkčního polymerního materiálu. Má vysokou schopnost absorpce vody, která absorbuje vodu několik setkrát až několik tisíckrát těžší než on sám, a má vynikající vlastnosti zadržování vody. Jakmile absorbuje vodu a nabobtná do hydrogelu, je obtížné ji oddělit, i když je pod tlakem. Proto má široké uplatnění v různých oblastech, jako jsou produkty osobní hygieny, průmyslová a zemědělská výroba a stavebnictví.
Superabsorpční pryskyřice je druh makromolekul obsahujících hydrofilní skupiny a zesítěnou strukturu. Poprvé ji vyrobila společnost Fanta a další roubováním škrobu s polyakrylonitrilem a následným zmýdelněním. Podle suroviny existuje řada škrobů (roubovaný, karboxymethylovaný atd.), řada celulózy (karboxymethylovaný, roubovaný atd.) a řada syntetických polymerů (polyakrylová kyselina, polyvinylalkohol, polyoxyethylenová řada atd.) v několika kategoriích. Ve srovnání se škrobem a celulózou má polyakrylová kyselina superabsorpční pryskyřice řadu výhod, jako jsou nízké výrobní náklady, jednoduchý proces, vysoká výrobní účinnost, vysoká absorpční kapacita a dlouhá trvanlivost produktu. V současné době se stala středem zájmu výzkumu v této oblasti.
Jaký je princip tohoto produktu? V současné době tvoří kyselina polyakrylová 80 % světové produkce superabsorpčních pryskyřic. Superabsorpční pryskyřice je obecně polymerní elektrolyt obsahující hydrofilní skupinu a zesítěnou strukturu. Před absorpcí vody jsou polymerní řetězce blízko sebe a propleteny dohromady, zesítěny a tvoří síťovou strukturu, čímž se dosáhne celkového upevnění. Při kontaktu s vodou molekuly vody pronikají do pryskyřice kapilárním působením a difúzí a ionizované skupiny na řetězci jsou ve vodě ionizovány. V důsledku elektrostatického odpuzování mezi stejnými ionty na řetězci se polymerní řetězec natahuje a bobtná. Vzhledem k požadavku elektrické neutrality nemohou protiionty migrovat ven z pryskyřice a rozdíl v koncentraci iontů mezi roztokem uvnitř a vně pryskyřice vytváří reverzní osmotický tlak. Působením tlaku reverzní osmózy voda dále vstupuje do pryskyřice a vytváří hydrogel. Zároveň zesítěná síťová struktura a vodíkové vazby samotné pryskyřice omezují neomezené rozpínání gelu. Pokud voda obsahuje malé množství soli, reverzní osmotický tlak se sníží a zároveň se v důsledku stínící funkce protiiontu zmenší polymerní řetězec, což vede k velkému snížení absorpční kapacity pryskyřice. Obecně je absorpční kapacita superabsorpční pryskyřice v 0,9% roztoku NaCl pouze asi 1/10 kapacity deionizované vody. Absorpce vody a zadržování vody jsou dva aspekty stejného problému. Lin Runxiong a kol. je rozebírali v termodynamice. Za určité teploty a tlaku může superabsorpční pryskyřice spontánně absorbovat vodu a ta vstupuje do pryskyřice, čímž se snižuje volná entalpie celého systému, dokud nedosáhne rovnováhy. Pokud voda uniká z pryskyřice a zvyšuje se volná entalpie, nepřispívá to ke stabilitě systému. Diferenciální termická analýza ukazuje, že 50 % vody absorbované superabsorpční pryskyřicí je stále uzavřeno v gelové síti nad 150 °C. Proto i při použití tlaku za normální teploty voda ze superabsorpční pryskyřice neunikne, což je dáno termodynamickými vlastnostmi superabsorpční pryskyřice.
Příště mi sdělte konkrétní účel SAPu.
Čas zveřejnění: 8. prosince 2021