Суперабсорбуючий полімер (SAP), функціональний макромолекулярний матеріал, відомий своєю винятковою здатністю поглинати та утримувати рідини. Він може поглинатиу сотні чи тисячі разів перевищує власну вагу в деіонізованій водіі в десятки разів перевищує його вагу в рідинах,-що містять іони (таких як фізіологічний розчин або сеча). Після поглинання рідини він утворює стабільний гель і майже не вивільняє поглинену воду навіть під помірним тиском. Завдяки цим унікальним властивостям SAP знайшов широке застосування в багатьох сферах.
1. Основні властивості
Значення SAP у практичному застосуванні в основному визначається трьома його ключовими властивостями: водопоглинанням, водоутриманням і стабільністю.
Над-висока водопоглинаюча здатність: Коефіцієнт водопоглинання SAP для деіонізованої води зазвичай становить від 300 до 1500 разів (деякі спеціальні класи можуть перевищувати 2000 разів). Для іон-вмісних рідин (наприклад, фізіологічного розчину, сечі, ґрунтового розчину) коефіцієнт поглинання зменшується до 30-80 разів через послаблення осмотичного тиску, викликаного іонами. Однак це все ще набагато більше, ніж у традиційних водопоглинаючих матеріалів, таких як губки (у 5-10 разів) і бавовна (у 10-20 разів).
Сильна здатність утримувати воду: Гель, який утворюється після поглинання води, може утримувати понад 80% води навіть під тиском 0,7-1,0 кПа (подібно до тиску, який чиниться на підгузки під час діяльності людини), ефективно запобігаючи повторному{3}}проникненню рідини-це основна причина його використання в підгузках і гігієнічних прокладках. У природних умовах швидкість випаровування води водопоглинаючим гелем становить лише 1/10-1/20 від швидкості випаровування чистої води, а період утримання води може тривати від кількох днів до кількох місяців.
Гарна стабільність і безпека:
Хімічна стабільність: він стійкий до кислот і лугів (стабільний в діапазоні рН 4-10) і може витримувати високі та низькі температури (не замерзає і не розтріскується при -20 градусах, не плавиться нижче 80 градусів).
Біологічна безпека: основний SAP (наприклад, тип поліакрилату натрію) пройшов токсикологічні тести, не виявивши подразнення шкіри або сенсибілізації. Він відповідає харчовим/медичним-стандартам, таким як FDA та ЄС CE, і може безпосередньо контактувати з тілом людини.
Зворотна переробка: Гель, який утворюється після поглинання води, може повернутися до початкового порошкоподібного стану після сушіння (наприклад, природного повітря-сушіння або низько-температурного запікання). Він все ще може зберігати понад 80% своєї водопоглинальної здатності при повторному поглинанні води, що робить його придатним для сценаріїв, що потребують багаторазового використання, таких як сільське господарство та захист навколишнього середовища.
2. Класифікація
SAP в основному класифікується на основі джерел сировини. Різні типи мають суттєві відмінності в продуктивності та вартості, які визначають їх застосовні сценарії.
| Категорія | Сировинна база | Основні характеристики | Типові сфери застосування |
|---|---|---|---|
| Модифікований природним полімером SAP | Крохмаль, целюлоза, хітин та ін. | Біорозкладаний, низька вартість сировини; але погана міцність після водопоглинання та легкої деградації | Сільськогосподарські водозатримки, субстрати для розсади, одноразові екологічно чисті матеріали |
| Повністю синтетичний SAP | Мономери, такі як акрилова кислота та акриламід | Високий коефіцієнт водопоглинання, висока міцність гелю, хороша стабільність; важко деградувати | Підгузки, гігієнічні прокладки, промислова гідроізоляція |
| Напів-синтетичний SAP | Природні полімери + синтетичні мономери | Баланси «біорозкладаність» і «міцність», середня вартість |
Перев'язувальні матеріали, ґрунтові кондиціонери
|
в даний час,повністю синтетичний SAP(переважно поліакрилат натрію) займає понад 90% частки ринку. Його стабільна продуктивність і придатність для-великомасштабного промислового виробництва дозволяють йому відповідати високим стандартам засобів особистої гігієни.
3. Механізм поглинання води
Водопоглинаюча здатність SAP випливає з його синергічного ефектутри{0}}вимірна структура-зв’язаної мережіігідрофільні групи. Конкретний процес можна розділити на три етапи:
Швидка адсорбція молекул води: молекулярні ланцюги SAP містять велику кількість гідрофільних груп (таких як карбоксилат -COO⁻, гідроксил -OH і амідна група -CONH₂). Ці групи з'єднуються з молекулами води черезводневі зв'язки, швидко «захоплюючи» воду на поверхню смоли.
Розбухання мережі та іонно-поглинання: Для іонного SAP (наприклад, поліакрилату натрію) гідрофільні групи іонізуються у воді, утворюючи негативні заряди (такі як -COO⁻). Електростатичне відштовхування між іонами «розтягує» полімерні ланцюги, розширюючи три-тривимірну мережеву структуру та створюючи простір для розміщення більшої кількості води. У той же час концентрація іонів всередині смоли вища, ніж зовні, утворюючиосмотичний тиск, який змушує молекули води безперервно потрапляти у внутрішню мережу.
Блокування води завдяки -з’єднаній структурі: полімерні ланцюги з’єднані точками хімічного -з’єднання, які запобігають розчиненню всього полімеру у воді. Після поглинання великої кількості води розширена мережа «затримує» молекули води в проміжках структури через фізичне заплутування та утворення водневих зв’язків, досягаючи тривалого -утримання води.
4. Типові сфери застосування
Засоби особистої гігієни: Будучи основним матеріалом підгузків, гігієнічних серветок і виробів для дорослих при нетриманні, він може ефективно поглинати та затримувати рідини, зберігаючи поверхню сухою та зменшуючи подразнення шкіри. Він також використовується в медичних пов’язках для поглинання ранового ексудату та створення вологого середовища для сприяння загоєнню ран.
Сільське господарство та садівництво: при змішуванні з ґрунтом як водо{0}}утримувача він може зменшити частоту зрошення на 30%-50% і підвищити рівень виживання культур у посушливих районах. Він також використовується для покриття насіння для забезпечення постійної вологи для проростання насіння та раннього росту розсади.
Промисловий і будівельний сектори: Використовується як водонепроникний матеріал у водонепроникних покриттях для кабелів і трубопроводів для запобігання проникненню води. Під час твердіння бетону він може контролювати вологість, сповільнювати випаровування води та запобігати появі тріщин. Крім того, його можна використовувати як осушувач для поглинання вологи в навколишньому середовищі та захисту точних інструментів.
Охорона навколишнього середовища: Модифікований SAP можна використовувати в обробці стічних вод для адсорбції іонів важких металів (наприклад, свинцю, міді) або нафтових забруднювачів. Завдяки його властивості швидкого набухання у воді він також використовується у виробництві мішків з піском для боротьби з повенями для тимчасового закриття витоків у надзвичайних ситуаціях.
Інші поля: використовується для створення чутливих до температури-матеріалів, які виділяють воду, коли температура підвищується, придатних для інтелектуальних систем поливу. Його також можна використовувати для створення штучного снігу для зйомок фільмів або місць зимових видів спорту (наприклад, гірськолижних курортів).
Популярні Мітки: супервбираючий полімерний сік, Китай, виробники, постачальники, фабрика, дешево, знижка, ціна, низька ціна, безкоштовний зразок
