Laat me je de SAP voorstellen waar je de laatste tijd meer interesse in hebt! Superabsorberend polymeer (SAP) is een nieuw type functioneel polymeermateriaal. Het heeft een hoge waterabsorptie en absorbeert water dat honderden tot duizenden keren zwaarder is dan het materiaal zelf, en heeft een uitstekende waterretentie. Zodra het water absorbeert en opzwelt 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 macromolecuul met hydrofiele groepen en een vernette structuur. Het werd voor het eerst geproduceerd door Fanta en andere bedrijven door zetmeel te enten met polyacrylonitril en vervolgens te verzepen. Afhankelijk van de grondstoffen zijn er verschillende categorieën: zetmeel (geënt, gecarboxymethyleerd, enz.), cellulose (gecarboxymethyleerd, geënt, enz.) en synthetische polymeren (polyacrylzuur, polyvinylalcohol, polyoxyethyleen, enz.). Vergeleken met zetmeel en cellulose heeft superabsorberende polyacrylzuurhars een aantal voordelen, zoals lage productiekosten, een eenvoudig proces, een hoge productie-efficiëntie, een sterk waterabsorberend vermogen en een lange houdbaarheid. Het is uitgegroeid tot een hot topic voor onderzoek op dit gebied.
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 polymeerelektrolyt met een hydrofiele groep en een vernette structuur. Voordat ze water absorberen, liggen de polymeerketens dicht op elkaar en verstrengeld, waardoor een netwerkstructuur ontstaat die de algehele binding tot stand brengt. Bij contact met water dringen watermoleculen door capillaire werking en diffusie de hars binnen, en de geïoniseerde groepen in de keten worden in het water geïoniseerd. Door de elektrostatische afstoting tussen dezelfde ionen in de keten rekt en zwelt de polymeerketen. Vanwege de vereiste van elektrische neutraliteit kunnen tegenionen niet naar buiten de hars migreren, en het verschil in ionenconcentratie tussen de oplossing binnen en buiten de hars creëert een omgekeerde osmotische druk. Onder invloed van de omgekeerde osmosedruk dringt water verder de hars binnen en vormt een hydrogel. Tegelijkertijd beperken de vernettingsnetwerkstructuur en de waterstofbruggen van de hars zelf de onbeperkte expansie van de gel. Wanneer het water een kleine hoeveelheid zout bevat, neemt de omgekeerde osmotische druk af en krimpt tegelijkertijd, door de afschermende werking van het tegenion, de polymeerketen, wat resulteert in een sterke afname van het waterabsorptievermogen van de hars. Over het algemeen is het waterabsorptievermogen van superabsorberende hars in een 0,9% NaCl-oplossing slechts ongeveer 1/10 van dat van gedeïoniseerd water. Waterabsorptie en waterretentie zijn twee aspecten van hetzelfde probleem. Lin Runxiong et al. bespraken deze aspecten in de thermodynamica. Onder een bepaalde temperatuur en druk kan de superabsorberende hars spontaan water absorberen, waardoor het water de hars binnendringt en de vrije enthalpie van het hele systeem afneemt totdat het evenwicht is bereikt. Als water uit de hars ontsnapt en 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 zit. Daarom zal er, zelfs bij druk bij normale temperatuur, geen water uit de superabsorberende hars ontsnappen. Dit wordt bepaald door de thermodynamische eigenschappen van de superabsorberende hars.
Leg de volgende keer uit wat het specifieke doel van SAP is.
Plaatsingstijd: 08-12-2021