Naj vam predstavim SAP, ki vas v zadnjem času bolj zanima! Super vpojni polimer (SAP) je nova vrsta funkcionalnega polimernega materiala. Ima visoko sposobnost absorpcije vode, ki absorbira vodo, ki je nekaj sto do nekaj tisočkrat težja od njega samega, in ima odlično sposobnost zadrževanja vode. Ko absorbira vodo in nabrekne v hidrogel, jo je težko ločiti, tudi če je pod tlakom. Zato ima široko paleto uporabe na različnih področjih, kot so izdelki za osebno higieno, industrijska in kmetijska proizvodnja ter gradbeništvo.
Super vpojna smola je vrsta makromolekul, ki vsebujejo hidrofilne skupine in zamreženo strukturo. Prvič so jo proizvedli Fanta in drugi s cepljenjem škroba s poliakrilonitrilom in nato z umiljenjem. Glede na surovine obstajajo vrste škroba (cepljen, karboksimetiliran itd.), vrste celuloze (karboksimetiliran, cepljen itd.) in vrste sintetičnih polimerov (poliakrilna kislina, polivinil alkohol, polioksietilenska vrsta itd.) v več kategorijah. V primerjavi s škrobom in celulozo ima super vpojna smola na osnovi poliakrilne kisline vrsto prednosti, kot so nizki proizvodni stroški, preprost postopek, visoka proizvodna učinkovitost, visoka sposobnost absorpcije vode in dolg rok trajanja izdelka. Postala je trenutno raziskovalno središče na tem področju.
Kakšno je načelo tega izdelka? Trenutno poliakrilna kislina predstavlja 80 % svetovne proizvodnje super vpojnih smol. Super vpojna smola je običajno polimerni elektrolit, ki vsebuje hidrofilno skupino in zamreženo strukturo. Preden absorbirajo vodo, so polimerne verige tesno skupaj in prepletene, zamrežene v mrežno strukturo, da se doseže celovito pritrjevanje. Ko so v stiku z vodo, molekule vode prodrejo v smolo s kapilarnim delovanjem in difuzijo, ionizirane skupine na verigi pa se ionizirajo v vodi. Zaradi elektrostatičnega odbijanja med istimi ioni na verigi se polimerna veriga raztegne in nabrekne. Zaradi zahteve po električni nevtralnosti se protiioni ne morejo premakniti navzven iz smole, razlika v koncentraciji ionov med raztopino znotraj in zunaj smole pa tvori reverzni osmotski tlak. Pod vplivom tlaka reverzne osmoze voda naprej vstopi v smolo in tvori hidrogel. Hkrati zamrežena mrežna struktura in vodikove vezi same smole omejujejo neomejeno širjenje gela. Ko voda vsebuje majhno količino soli, se bo reverzni osmotski tlak zmanjšal, hkrati pa se bo zaradi zaščitnega učinka protiiona polimerna veriga skrčila, kar bo povzročilo močno zmanjšanje sposobnosti absorpcije vode smole. Na splošno je sposobnost absorpcije vode supervpojne smole v 0,9 % raztopini NaCl le približno 1/10 sposobnosti deionizirane vode. Absorpcija vode in zadrževanje vode sta dva vidika istega problema. Lin Runxiong in sodelavci so ju obravnavali v termodinamiki. Pri določeni temperaturi in tlaku lahko supervpojna smola spontano absorbira vodo, ki vstopi v smolo, kar zmanjša prosto entalpijo celotnega sistema, dokler ne doseže ravnovesja. Če voda uhaja iz smole in poveča prosto entalpijo, to ne prispeva k stabilnosti sistema. Diferencialna termična analiza kaže, da je 50 % vode, ki jo absorbira supervpojna smola, še vedno zaprte v gelski mreži nad 150 °C. Zato voda ne bo uhajala iz super vpojne smole, tudi če se tlak izvaja pri normalni temperaturi, kar je določeno s termodinamičnimi lastnostmi super vpojne smole.
Naslednjič povej konkreten namen SAP-a.
Čas objave: 8. dec. 2021