Сүүлийн үед илүү их сонирхож байгаа SAP-ыг танилцуулъя! Super Absorbent Polymer (SAP) нь шинэ төрлийн функциональ полимер материал юм. Өөрөөсөө хэдэн зуугаас хэдэн мянга дахин хүнд ус шингээх өндөр ус шингээх функцтэй, ус хадгалах маш сайн үзүүлэлттэй. Нэгэнт ус шингээж, хавдаж, гидрогель болж хувирдаг тул даралттай байсан ч усыг салгахад хэцүү байдаг. Тиймээс хувийн ариун цэврийн бүтээгдэхүүнүүд, аж үйлдвэр, хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэл, барилгын инженерчлэл гэх мэт төрөл бүрийн салбарт өргөн хүрээний хэрэглээтэй.
Супер шингээгч давирхай нь гидрофиль бүлэг, хөндлөн холбоос бүхий бүтэц агуулсан нэг төрлийн макромолекул юм. Үүнийг эхлээд Фанта болон бусад хүмүүс цардуулыг полиакрилонитрилээр залгаж, дараа нь саванжуулах замаар үйлдвэрлэжээ. Түүхий эдээр нь цардуулын цуваа (залгагдсан, карбоксиметилжсэн гэх мэт), целлюлозын цуваа (карбоксиметилжүүлсэн, залгагдсан гэх мэт), синтетик полимер цуврал (полиакрилийн хүчил, поливинил спирт, полиокси этилен цуврал гэх мэт) хэд хэдэн ангилалд хуваагдана. . Цардуул, целлюлозтой харьцуулахад полиакрилийн хүчлийн супер шингээгч давирхай нь үйлдвэрлэлийн өртөг бага, үйл явц нь энгийн, үйлдвэрлэлийн өндөр үр ашиг, ус шингээх чадвар сайтай, бүтээгдэхүүний хадгалах хугацаа урт зэрэг олон давуу талтай. Энэ нь энэ салбарын өнөөгийн судалгааны халуун цэг болсон.
Энэ бүтээгдэхүүний зарчим юу вэ? Одоогийн байдлаар дэлхийн супер шингээгч давирхайн үйлдвэрлэлийн 80%-ийг полиакрилийн хүчил эзэлж байна. Супер шингээгч давирхай нь ерөнхийдөө гидрофиль бүлэг, хөндлөн холбоос бүхий бүтэц агуулсан полимер электролит юм. Ус шингээхийн өмнө полимер гинж нь бие биентэйгээ ойртож, хоорондоо орооцолдож, сүлжээний бүтцийг бий болгож, ерөнхий бэхэлгээг бий болгодог. Устай харьцах үед усны молекулууд хялгасан судасны үйлчлэл, тархалтаар дамжин давирхайд нэвтэрч, гинжин хэлхээний ионжсон бүлгүүд усанд ионждог. Гинжин дээрх ижил ионуудын хоорондох электростатик түлхэлтийн улмаас полимер гинж сунаж, хавагнадаг. Цахилгаан саармаг байдлын шаардлагаас шалтгаалан эсрэг ионууд давирхайн гадна тал руу шилжиж чадахгүй бөгөөд давирхайн доторх болон гаднах уусмалын хоорондох ионы концентрацийн зөрүү нь урвуу осмосын даралтыг үүсгэдэг. Урвуу осмос даралтын нөлөөн дор ус нь давирхай руу орж, гидрогель үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ, давирхайн хөндлөн холбоос бүхий сүлжээний бүтэц, устөрөгчийн холбоо нь өөрөө гель хязгааргүй тэлэлтийг хязгаарладаг. Усанд бага хэмжээний давс агуулагдах үед урвуу осмосын даралт буурч, үүний зэрэгцээ эсрэг ионы хамгаалалтын нөлөөгөөр полимер гинж багасаж, ус шингээх чадвар ихээхэн буурдаг. давирхай. Ерөнхийдөө 0.9% NaCl уусмал дахь супер шингээгч давирхайн ус шингээх чадвар нь ионгүйжүүлсэн усны 1/10 орчим байдаг. Ус шингээх, ус хадгалах нь нэг асуудлын хоёр тал юм. Лин Рунсионг нар. Тэднийг термодинамикийн чиглэлээр хэлэлцсэн. Тодорхой температур, даралтын дор супер шингээгч давирхай нь усыг аяндаа шингээж авах боломжтой бөгөөд ус нь давирхайд орж, тэнцвэрт байдалд хүрэх хүртэл бүхэл системийн чөлөөт энтальпийг бууруулдаг. Хэрэв давирхайгаас ус урсаж, чөлөөт энтальпийг нэмэгдүүлбэл энэ нь системийн тогтвортой байдалд нөлөөлөхгүй. Дифференциал дулааны шинжилгээ нь супер шингээгч давирхайд шингэсэн усны 50% нь 150 ° C-аас дээш температурт гель сүлжээнд хаалттай хэвээр байгааг харуулж байна. Тиймээс хэвийн температурт даралтыг хэрэглэсэн ч супер шингээгч давирхайн термодинамик шинж чанараар тодорхойлогддог супер шингээгч давирхайгаас ус гарахгүй.
Дараагийн удаа SAP-ийн тодорхой зорилгыг хэлнэ үү.
Шуудангийн цаг: 2021 оны 12-р сарын 08