Son zamanlarda daha çok ilginizi çeken Süper Emici Polimeri (SAP) tanıtayım! Süper Emici Polimer (SAP), yeni bir fonksiyonel polimer malzeme türüdür. Kendinden yüzlerce ila binlerce kat daha ağır suyu emebilen yüksek su emme özelliğine sahiptir ve mükemmel su tutma performansı gösterir. Suyu emdikten ve hidrojel haline geldikten sonra, basınç altında bile suyu ayırmak zordur. Bu nedenle, kişisel hijyen ürünleri, endüstriyel ve tarımsal üretim ve inşaat mühendisliği gibi çeşitli alanlarda geniş bir kullanım yelpazesine sahiptir.
Süper emici reçine, hidrofilik gruplar ve çapraz bağlı yapı içeren bir tür makromoleküldür. İlk olarak Fanta ve diğerleri tarafından nişastanın poliakrilonitril ile aşılanması ve ardından sabunlaştırılmasıyla üretilmiştir. Hammaddelere göre, nişasta serisi (aşılanmış, karboksimetillenmiş, vb.), selüloz serisi (karboksimetillenmiş, aşılanmış, vb.), sentetik polimer serisi (poliakrilik asit, polivinil alkol, polioksietilen serisi, vb.) olmak üzere çeşitli kategorilerde mevcuttur. Nişasta ve selüloz ile karşılaştırıldığında, poliakrilik asit süper emici reçine, düşük üretim maliyeti, basit işlem, yüksek üretim verimliliği, güçlü su emme kapasitesi ve uzun ürün raf ömrü gibi bir dizi avantaja sahiptir. Bu alanda güncel araştırma odağı haline gelmiştir.
Bu ürünün çalışma prensibi nedir? Şu anda, poliakrilik asit, dünyadaki süper emici reçine üretiminin %80'ini oluşturmaktadır. Süper emici reçine genellikle hidrofilik bir grup ve çapraz bağlı bir yapı içeren bir polimer elektrolittir. Su emmeden önce, polimer zincirleri birbirine yakın ve birbirine dolanmış haldedir, çapraz bağlanarak bir ağ yapısı oluşturur ve böylece genel bir tutunma sağlanır. Su ile temas ettiğinde, su molekülleri kılcal etki ve difüzyon yoluyla reçineye nüfuz eder ve zincirdeki iyonize gruplar suda iyonize olur. Zincirdeki aynı iyonlar arasındaki elektrostatik itme nedeniyle, polimer zinciri gerilir ve şişer. Elektriksel nötrlük gerekliliği nedeniyle, karşı iyonlar reçinenin dışına göç edemez ve reçinenin içindeki ve dışındaki çözelti arasındaki iyon konsantrasyonu farkı ters ozmotik basınç oluşturur. Ters ozmoz basıncının etkisi altında, su daha da reçineye girerek bir hidrojel oluşturur. Aynı zamanda, reçinenin çapraz bağlı ağ yapısı ve hidrojen bağları, jelin sınırsız genişlemesini sınırlandırır. Su az miktarda tuz içerdiğinde, ters ozmotik basınç azalır ve aynı zamanda, karşı iyonun koruyucu etkisi nedeniyle polimer zinciri büzülür, bu da reçinenin su emme kapasitesinde büyük bir azalmaya neden olur. Genel olarak, süper emici reçinenin %0,9 NaCl çözeltisindeki su emme kapasitesi, deiyonize suyunkinin yaklaşık 1/10'u kadardır. Su emme ve su tutma, aynı problemin iki yönüdür. Lin Runxiong ve arkadaşları bunları termodinamikte tartışmıştır. Belirli bir sıcaklık ve basınç altında, süper emici reçine suyu kendiliğinden emebilir ve su reçineye girerek, dengeye ulaşana kadar tüm sistemin serbest entalpisini azaltır. Su reçineden kaçarsa, serbest entalpi artar ve bu da sistemin stabilitesi için elverişli değildir. Diferansiyel termal analiz, süper emici reçine tarafından emilen suyun %50'sinin 150°C'nin üzerinde jel ağı içinde kaldığını göstermektedir. Bu nedenle, normal sıcaklıkta basınç uygulansa bile, su süper emici reçineden dışarı çıkmaz; bu durum süper emici reçinenin termodinamik özellikleriyle belirlenir.
Bir dahaki sefere SAP'nin özel amacını anlatın.
Yayın tarihi: 08-12-2021