Laat me u kennis laten maken met SAP, waar u de laatste tijd meer interesse in heeft! Superabsorberend polymeer (SAP) is een nieuw type functioneel polymeermateriaal. Het heeft een hoog waterabsorberend vermogen, waardoor het water kan absorberen dat honderden tot duizenden keren zwaarder is dan het polymeer zelf, en het heeft uitstekende waterretentie-eigenschappen. Zodra het water heeft geabsorbeerd en is opgezwollen tot een hydrogel, is het moeilijk om het water te scheiden, zelfs onder druk. Daarom heeft het een breed scala aan toepassingen in diverse sectoren, zoals persoonlijke verzorgingsproducten, industriële en agrarische productie en civiele techniek.
Superabsorberende hars is een soort macromoleculen met hydrofiele groepen en een verknoopte structuur. Het werd voor het eerst geproduceerd door Fanta en anderen door zetmeel te enten met polyacrylonitril en vervolgens te verzepen. Afhankelijk van de grondstoffen zijn er verschillende categorieën superabsorberende harsen: zetmeel (geënt, gecarboxymethyliseerd, enz.), cellulose (gecarboxymethyliseerd, geënt, enz.) en synthetische polymeren (polyacrylzuur, polyvinylalcohol, polyoxyethyleen, enz.). Vergeleken met zetmeel en cellulose heeft superabsorberende hars op basis van polyacrylzuur een aantal voordelen, zoals lage productiekosten, een eenvoudig proces, een hoge productie-efficiëntie, een sterk waterabsorberend vermogen en een lange houdbaarheid. Het is momenteel een belangrijk onderzoeksonderwerp in dit vakgebied.
Wat is het principe van dit product? Momenteel is polyacrylzuur goed voor 80% van de wereldwijde productie van superabsorberende harsen. Superabsorberende hars is over het algemeen een polymeer-elektrolyt met een hydrofiele groep en een verknoopte structuur. Voordat het water absorbeert, liggen de polymeerketens dicht bij elkaar en zijn ze met elkaar verstrengeld, waardoor een netwerkstructuur ontstaat die zorgt voor een algehele hechting. Bij contact met water dringen watermoleculen door capillaire werking en diffusie de hars binnen, en de geïoniseerde groepen op de keten worden in het water geïoniseerd. Door de elektrostatische afstoting tussen gelijke ionen op de keten rekt de polymeerketen uit en zwelt op. Vanwege de vereiste elektrische neutraliteit kunnen tegenionen niet naar de buitenkant van de hars migreren, en het verschil in ionenconcentratie tussen de oplossing binnen en buiten de hars creëert een omgekeerde osmotische druk. Onder invloed van deze omgekeerde osmotische druk dringt water verder de hars binnen en vormt een hydrogel. Tegelijkertijd beperken de verknoopte netwerkstructuur en de waterstofbruggen van het hars zelf de onbeperkte uitzetting van de gel. Wanneer het water een kleine hoeveelheid zout bevat, neemt de omgekeerde osmotische druk af en krimpt tegelijkertijd de polymeerketen door het afschermende effect van het tegenion, wat resulteert in een sterke afname van het waterabsorptievermogen van het hars. Over het algemeen is het waterabsorptievermogen van superabsorberend hars in een 0,9% NaCl-oplossing slechts ongeveer 1/10 van dat van gedemineraliseerd water. Waterabsorptie en waterretentie zijn twee aspecten van hetzelfde probleem. Lin Runxiong et al. hebben deze besproken in de thermodynamica. Onder een bepaalde temperatuur en druk kan het superabsorberende hars spontaan water absorberen. Het water dringt het hars binnen, waardoor de vrije enthalpie van het gehele systeem afneemt totdat een evenwicht is bereikt. Als water uit het hars ontsnapt, waardoor de vrije enthalpie toeneemt, is dit niet bevorderlijk voor de stabiliteit van het systeem. Differentiële thermische analyse toont aan dat 50% van het door de superabsorberende hars geabsorbeerde water boven 150 °C nog steeds in het gelnetwerk is opgesloten. Daarom zal er, zelfs onder druk bij normale temperatuur, geen water uit de superabsorberende hars ontsnappen. Dit wordt bepaald door de thermodynamische eigenschappen van de superabsorberende hars.
Vertel de volgende keer wat het specifieke doel van SAP is.
Geplaatst op: 8 december 2021