שיחה ראשונה - פולימר סופג

הרשו לי להציג את ה- SAP שאתה מעוניין בו יותר לאחרונה! פולימר סופג סופג (SAP) הוא סוג חדש של חומר פולימר פונקציונלי. יש לו פונקציית ספיגת מים גבוהה הסופגת מים כמה מאות עד כמה אלפי פעמים כבדים יותר מעצמו, ויש לה ביצועי שמירת מים מצוינים. ברגע שהוא סופג מים ומתנפח להידרוג'ל, קשה להפריד בין המים גם אם הם בלחצים. לפיכך, יש לו מגוון רחב של שימושים בתחומים שונים כמו מוצרי היגיינה אישיים, ייצור תעשייתי וחקלאי והנדסה אזרחית.

שרף סופג סופר הוא סוג של מקרומולקולות המכילות קבוצות הידרופיליות ומבנה צולב. זה הופק לראשונה על ידי פנטה ואחרים על ידי השתלת עמילן עם Polyacrylonitrile ואז Saponified. על פי חומרי הגלם, ישנן סדרות עמילן (השתלות, קרבוקסימתילציה וכו '), סדרות תאית (קרבוקסימתילטציה, שתל וכו'), סדרת פולימרים סינתטיים (חומצה פוליאקרילית, אלכוהול פוליוויניל, סדרת אתילן פוליוקסי וכו ') בכמה קטגוריות. בהשוואה לעמילן ותאי, לשרף סופר -ספיגה של חומצה פוליאקרילית יש סדרה של יתרונות כמו עלות ייצור נמוכה, תהליך פשוט, יעילות ייצור גבוהה, יכולת ספיגת מים חזקה וחיי מדף מוצרים ארוכים. זה הפך לנקודה החמה המחקרית הנוכחית בתחום זה.

מה העיקרון של מוצר זה? נכון לעכשיו, חומצה פוליאקרילית מהווה 80% מייצור שרף סופג -סופג בעולם. השרף הסופג סופג הוא בדרך כלל אלקטרוליט פולימר המכיל קבוצה הידרופילית ומבנה צולב. לפני ספיגת מים, שרשראות הפולימר קרובות זו לזו ומסתבכות זו לזו, מקושרות צולבות ליצירת מבנה רשת, כדי להשיג את ההידוק הכולל. כאשר הם במגע עם מים, מולקולות מים חודרות לשרף באמצעות פעולה ודיפוזיה נימים, והקבוצות המונינות בשרשרת מיוננות במים. בשל הדחייה האלקטרוסטטית בין אותם יונים בשרשרת, שרשרת הפולימר נמתחת ומתנפחת. בשל הדרישה של נייטרליות חשמלית, יוני מונה אינם יכולים לנדוד לחלק החיצוני של השרף, וההבדל בריכוז היונים בין הפיתרון בתוך השרף ומחוצה לו מהווה לחץ אוסמוטי הפוך. בפעולה של לחץ אוסמוזה הפוכה, מים נכנסים עוד יותר לשרף ליצירת הידרוגל. במקביל, מבנה הרשת המקושרת וקשירת מימן של השרף עצמו מגבילים את ההתרחבות הבלתי מוגבלת של הג'ל. כאשר המים מכילים כמות קטנה של מלח, הלחץ האוסמוטי ההפוך יקטן, ובו זמנית, בגלל השפעת המגן של יון הדלפק, שרשרת הפולימר תתכווץ, וכתוצאה מכך ירידה גדולה ביכולת ספיגת המים של השרף. באופן כללי, יכולת ספיגת המים של שרף סופג סופר בתמיסת NaCl של 0.9% היא רק בערך 1/10 מזה של מים מיוניזים. ספיגת מים ושמירת מים הם שני היבטים של אותה בעיה. לין Runxiong et al. דנו בהם בתרמודינמיקה. תחת טמפרטורה ולחץ מסוימים, השרף הסופג העל יכול לספוג מים באופן ספונטני, והמים נכנסים לשרף, ומפחיתים את האנטלפיה החופשית של המערכת כולה עד שהם מגיעים לשיווי משקל. אם מים בורחים מהשרף, הגדלת האנטלפיה החופשית, הם אינם תורמים ליציבות המערכת. ניתוח תרמי דיפרנציאלי מראה כי 50% מהמים שנספגו על ידי השרף הסופג סופג עדיין סגור ברשת הג'ל מעל 150 מעלות צלזיוס. לפיכך, גם אם מופעל לחץ בטמפרטורה רגילה, מים לא יברחו מהשרף הסופג העל, אשר נקבע על ידי התכונות התרמודינמיות של השרף הסופג העל.

בפעם הבאה, טל למטרה הספציפית של SAP.