Leyfðu mér að kynna þér SAP sem þú hefur haft meiri áhuga á undanförnum árum! Ofurgleypið fjölliða (e. Super Absorbent Polymer, SAP) er ný tegund af virku fjölliðaefni. Það hefur mikla vatnsgleypni sem drekkur í sig vatn sem er nokkur hundruð til nokkur þúsund sinnum þyngra en það sjálft og hefur framúrskarandi vatnsheldni. Þegar það hefur tekið í sig vatn og bólgnað í vatnsgel er erfitt að aðskilja vatnið jafnvel þótt það sé undir þrýstingi. Þess vegna hefur það fjölbreytt notkunarsvið á ýmsum sviðum eins og í persónulegum hreinlætisvörum, iðnaðar- og landbúnaðarframleiðslu og byggingarverkfræði.
Ofurgleypið plastefni er tegund af stórsameindum sem innihalda vatnssæknar hópa og þverbundna uppbyggingu. Það var fyrst framleitt af Fanta og öðrum með því að græða sterkju með pólýakrýlnítríli og síðan sápa það. Samkvæmt hráefnum eru nokkrir flokkar af sterkju (grædd, karboxýmetýleruð, o.s.frv.), sellulósa (karboxýmetýleruð, grædd, o.s.frv.), tilbúnum fjölliðum (pólýakrýlsýra, pólývínýlalkóhól, pólýoxýetýlen, o.s.frv.). Í samanburði við sterkju og sellulósa hefur ofurgleypið plastefni úr pólýakrýlsýru fjölda kosta eins og lágan framleiðslukostnað, einfalt ferli, mikla framleiðsluhagkvæmni, sterka vatnsgleypni og langan geymsluþol vörunnar. Það hefur orðið að vinsælustu rannsóknarstöðunum á þessu sviði.
Hver er meginreglan á bak við þessa vöru? Eins og er er pólýakrýlsýra um 80% af heimsframleiðslu á ofurgleypandi plastefnum. Ofurgleypið plastefni er almennt fjölliðuraflausn sem inniheldur vatnssækinn hóp og þverbundinn byggingu. Áður en það gleypir vatn eru fjölliðukeðjurnar þétt saman og fléttaðar saman, þverbundnar til að mynda netbyggingu, til að ná heildarfestingu. Þegar vatnssameindir komast í snertingu við vatn komast þær inn í plastefnið með háræðavirkni og dreifingu, og jónuðu hóparnir á keðjunni jónast í vatninu. Vegna rafstöðuvirkni milli sömu jóna á keðjunni teygist fjölliðukeðjan og bólgnar út. Vegna kröfu um rafmagnshlutleysi geta mótjónir ekki færst út fyrir plastefnið, og mismunurinn á jónaþéttni milli lausnarinnar innan og utan plastefnisins myndar öfugan osmósuþrýsting. Undir áhrifum öfugs osmósuþrýstings fer vatn lengra inn í plastefnið til að mynda vetnisgel. Á sama tíma takmarka þverbundin netbygging og vetnistengi plastefnisins sjálfs ótakmarkaða útþenslu gelsins. Þegar vatnið inniheldur lítið magn af salti lækkar öfug osmósuþrýstingurinn og á sama tíma, vegna skjöldunaráhrifa mótjónanna, minnkar fjölliðukeðjan, sem leiðir til mikillar minnkunar á vatnsgleypni plastefnisins. Almennt er vatnsgleypni ofurgleypni plastefnis í 0,9% NaCl lausn aðeins um 1/10 af vatnsgleypni afjónaðs vatns. Vatnsgleypni og vatnsheldni eru tveir þættir sama vandamálsins. Lin Runxiong o.fl. ræddu þau í varmafræði. Við ákveðið hitastig og þrýsting getur ofurgleypni plastefnið tekið upp vatn sjálfkrafa og vatnið fer inn í plastefnið, sem minnkar frjálsa entalpíu alls kerfisins þar til það nær jafnvægi. Ef vatn sleppur úr plastefninu og eykur frjálsa entalpíu, er það ekki stuðlað að stöðugleika kerfisins. Mismunandi hitagreining sýnir að 50% af vatninu sem ofurgleypni plastefnið frásogast er enn innilokað í gelnetinu yfir 150°C. Þess vegna, jafnvel þótt þrýstingur sé beitt við eðlilegt hitastig, mun vatn ekki sleppa úr ofurgleypna plastefninu, sem er ákvarðað af varmafræðilegum eiginleikum ofurgleypna plastefnisins.
Næst skaltu segja frá tilgangi SAP.
Birtingartími: 8. des. 2021