الحديث الأول - بوليمر فائق الامتصاص

اسمحوا لي أن أقدم لكم SAP الذي أثار اهتمامكم أكثر مؤخرًا! البوليمر فائق الامتصاص (SAP) هو نوع جديد من مادة البوليمر الوظيفية. تتميز بوظيفة امتصاص الماء العالية التي تمتص الماء أثقل منها بمئات إلى عدة آلاف مرة، ولها أداء ممتاز في الاحتفاظ بالمياه. بمجرد أن يمتص الماء وينتفخ ليصبح هيدروجيل، يصعب فصل الماء حتى لو تم الضغط عليه. ولذلك، فإن لديها مجموعة واسعة من الاستخدامات في مجالات مختلفة مثل منتجات النظافة الشخصية، والإنتاج الصناعي والزراعي، والهندسة المدنية.

الراتنجات فائقة الامتصاص هي نوع من الجزيئات الكبيرة التي تحتوي على مجموعات محبة للماء وبنية مترابطة. تم إنتاجه لأول مرة من قبل شركة فانتا وآخرين عن طريق تطعيم النشا بالبولي أكريلونيتريل ثم التصبن. وفقا للمواد الخام، هناك سلسلة النشا (المطعمة، كربوكسي ميثيل، الخ)، سلسلة السليلوز (كربوكسي ميثيل، المطعمة، الخ)، سلسلة البوليمر الاصطناعية (حمض البولي أكريليك، كحول البولي فينيل، سلسلة بولي أوكسي إيثيلين، الخ) في عدة فئات . بالمقارنة مع النشا والسليلوز، فإن راتينج حمض البولي أكريليك فائق الامتصاص لديه سلسلة من المزايا مثل تكلفة الإنتاج المنخفضة، والعملية البسيطة، وكفاءة الإنتاج العالية، والقدرة القوية على امتصاص الماء، وعمر المنتج الطويل. لقد أصبحت نقطة البحث الحالية في هذا المجال.

ما هو مبدأ هذا المنتج؟ في الوقت الحاضر، يمثل حمض البولي أكريليك 80% من إنتاج الراتنجات فائقة الامتصاص في العالم. الراتينج فائق الامتصاص عبارة عن إلكتروليت بوليمر بشكل عام يحتوي على مجموعة محبة للماء وبنية مترابطة. قبل امتصاص الماء، تكون سلاسل البوليمر قريبة من بعضها البعض ومتشابكة معًا، ومترابطة بشكل متقاطع لتشكل بنية شبكية، وذلك لتحقيق التثبيت الشامل. عندما تتلامس جزيئات الماء مع الماء، تخترق جزيئات الماء الراتنج من خلال العمل الشعري والانتشار، وتتأين المجموعات المتأينة الموجودة في السلسلة في الماء. بسبب التنافر الكهروستاتيكي بين نفس الأيونات الموجودة على السلسلة، تتمدد سلسلة البوليمر وتنتفخ. نظرًا لمتطلبات الحياد الكهربائي، لا يمكن للأيونات المضادة أن تهاجر إلى خارج الراتنج، ويشكل الفرق في تركيز الأيونات بين المحلول داخل وخارج الراتنج ضغطًا تناضحيًا عكسيًا. تحت تأثير ضغط التناضح العكسي، يدخل الماء إلى الراتنج ليشكل هيدروجيل. وفي الوقت نفسه، فإن بنية الشبكة المتقاطعة والترابط الهيدروجيني للراتنج نفسه يحد من التوسع غير المحدود للجيل. عندما يحتوي الماء على كمية صغيرة من الملح، فإن الضغط الأسموزي العكسي سوف ينخفض، وفي الوقت نفسه، بسبب تأثير التدريع للأيون المضاد، سوف تتقلص سلسلة البوليمر، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قدرة امتصاص الماء الراتنج. بشكل عام، قدرة امتصاص الماء للراتنج فائق الامتصاص في محلول كلوريد الصوديوم 0.9% هي فقط حوالي 1/10 من قدرة الماء منزوع الأيونات. امتصاص الماء واحتباس الماء هما جانبان لنفس المشكلة. لين Runxiong وآخرون. ناقشتها في الديناميكا الحرارية. تحت درجة حرارة وضغط معينين، يمكن للراتنج فائق الامتصاص أن يمتص الماء تلقائيًا، ويدخل الماء إلى الراتنج، مما يقلل المحتوى الحراري الحر للنظام بأكمله حتى يصل إلى التوازن. إذا هرب الماء من الراتنج، مما يزيد من المحتوى الحراري الحر، فإنه لا يفضي إلى استقرار النظام. يُظهر التحليل الحراري التفاضلي أن 50% من الماء الذي يمتصه الراتينج فائق الامتصاص لا يزال محصورًا في شبكة الهلام عند درجة حرارة تزيد عن 150 درجة مئوية. لذلك، حتى لو تم تطبيق الضغط عند درجة الحرارة العادية، فلن يتسرب الماء من الراتينج فائق الامتصاص، وهو ما تحدده الخواص الديناميكية الحرارية للراتنج فائق الامتصاص.

في المرة القادمة، حدد الغرض المحدد من SAP.