Суперупијајући полимер (САП), функционални макромолекуларни материјал, познат је по својој изузетној способности да апсорбује и задржава течности. Може да апсорбујестотине до хиљаде пута веће од сопствене тежине у дејонизованој водии десетине пута већу од тежине у течностима које садрже јоне{0}} (као што су физиолошки раствор или урин). Када апсорбује течности, формира стабилан гел и једва ослобађа апсорбовану воду чак и под умереним притиском. Због ових јединствених својстава, САП се широко примењује у више области.
1. Основна својства
Вредност САП-а у практичним применама углавном је одређена његовим трима кључним способностима: апсорпцијом воде, задржавањем воде и стабилношћу.
Ултра{0}}висок капацитет апсорпције воде: Коефицијент апсорпције воде САП-а за дејонизовану воду генерално се креће од 300 до 1.500 пута (неке посебне оцене могу да премаше 2.000 пута). За течности које садрже јоне (нпр. физиолошки раствор, урин, раствор у земљи), однос апсорпције се смањује на 30-80 пута због ослабљеног осмотског притиска изазваног јонима. Међутим, ово је и даље много веће од традиционалних материјала који упијају воду као што су сунђери (5-10 пута) и памук (10-20 пута).
Снажан капацитет задржавања воде: Гел формиран након упијања воде може да задржи преко 80% воде чак и под притиском од 0,7-1,0 кПа (слично притиску који се врши на пелене током људских активности), ефикасно спречавајући поновну-инфилтрацију- течности, што је основни разлог за његову употребу у пеленама и санитаријама. У природним условима, брзина испаравања воде гела који упија воду је само 1/10 до 1/20 оне у чистој води, а период задржавања воде може трајати од неколико дана до неколико месеци.
Добра стабилност и сигурност:
Хемијска стабилност: Отпоран је на киселине и алкалије (стабилан у пХ опсегу од 4-10) и може да издржи високе и ниске температуре (без смрзавања и пуцања на -20 степени, без топљења испод 80 степени).
Биолошка безбедност: Главни САП (нпр. тип натријум полиакрилата) је прошао токсиколошке тестове, не показујући иритацију или сензибилизацију коже. Испуњава стандарде за храну/медицину{3}}као што су ФДА и ЕУ ЦЕ и може бити у директном контакту са људским телом.
Реверзибилна могућност рециклирања: Гел формиран након упијања воде може да се врати у првобитно стање праха након сушења (нпр. природно{2}}сушење на ваздуху или-печење на ниској температури). Још увек може да задржи више од 80% свог капацитета упијања воде када поново апсорбује воду, што га чини погодним за сценарије који захтевају поновљену употребу, као што су пољопривреда и заштита животне средине.
2. Класификација
САП се углавном класификује на основу извора сировина. Различити типови имају значајне разлике у перформансама и трошковима, што одређује њихове применљиве сценарије.
| Категорија | Сировинска основа | Основне карактеристике | Типична поља примене |
|---|---|---|---|
| САП модификован природним полимером | Скроб, целулоза, хитин итд. | Биоразградиво, ниска цена сировина; али слаба чврстоћа након упијања воде и лака деградација | Пољопривредно задржавање воде, супстрати за саднице, еколошки прихватљиви материјали за једнократну употребу |
| Потпуно синтетички САП | Мономери као што су акрилна киселина и акриламид | Висок однос апсорпције воде, висока чврстоћа гела, добра стабилност; тешко деградирати | Пелене, хигијенски улошци, индустријска хидроизолација |
| Полу{0}}САП | Природни полимери + синтетички мономери | Балансира "биоразградљивост" и "снагу", средњи трошак |
Медицински завоји, регенератори земљишта
|
тренутно,потпуно синтетички САП(углавном натријум полиакрилат) чини више од 90% тржишног удела. Његове стабилне перформансе и погодност за велику-индустријску производњу омогућавају му да испуни високе стандарде производа за личну негу.
3. Механизам апсорпције воде
Капацитет упијања воде САП-а произилази из његовог синергистичког ефектатродимензионална унакрсна{1}}структура мрежеихидрофилне групе. Конкретан процес се може поделити у три корака:
Брза адсорпција молекула воде: САП молекуларни ланци садрже велики број хидрофилних група (као што су карбоксилат -ЦОО⁻, хидроксил -ОХ и амид група -ЦОНХ₂). Ове групе се комбинују са молекулима водеводоничне везе, брзо "хватајући" воду на површину смоле.
Отицање мреже и апсорпција{0}}зависна од јона: За јонски САП (нпр. натријум полиакрилат), хидрофилне групе јонизују у води да генеришу негативна наелектрисања (као што је -ЦОО⁻). Електростатичко одбијање између јона „разтеже“ полимерне ланце, проширујући тродимензионалну структуру мреже- и стварајући простор за смештај више воде. Истовремено, концентрација јона унутар смоле је већа од оне споља, формирајућиосмотски притисак, који покреће молекуле воде да континуирано улазе у интерну мрежу.
Затварање воде помоћу унакрсне{0}}повезане структуре: Полимерни ланци су повезани хемијским унакрсним{0}}тачкама повезивања, које спречавају да се цео полимер раствори у води. Након што апсорбује велику количину воде, проширена мрежа „заробљава“ молекуле воде у празнинама структуре путем физичког преплитања и водоничне везе, постижући дуготрајно-задржавање воде.
4. Типична поља примене
Производи за личну негу: Као основни материјал за пелене, хигијенске улошке и производе за инконтиненцију код одраслих, може ефикасно да апсорбује и закључа течности, одржавајући површину сувом и смањујући иритацију коже. Такође се користи у медицинским завојима за апсорпцију ексудата из ране и стварање влажног окружења за подстицање зарастања рана.
Пољопривреда и хортикултура: Када се помеша са земљом као средством за задржавање{0}} воде, може смањити учесталост наводњавања за 30%-50% и побољшати стопу преживљавања усева у сушним областима. Такође се користи за премазивање семена како би се обезбедила континуирана влага за клијање семена и рани раст садница.
Индустријски и грађевински сектори: Користи се као водоотпорни материјал у водоотпорним премазима за каблове и цевоводе за спречавање продирања воде. У очвршћавању бетона, може контролисати влажност, успорити испаравање воде и спречити пукотине. Поред тога, може се користити као средство за сушење да апсорбује влагу из околине и заштити прецизне инструменте.
Заштита животне средине: Модификовани САП се може користити у третману отпадних вода за адсорбовање јона тешких метала (нпр. олово, бакар) или загађивача нафте. Због свог брзог{3}}својства бубрења водом, такође се користи у производњи врећа са песком за контролу поплава за привремено затварање цурења у хитним ситуацијама.
Отхер Фиелдс: Користи се за прављење материјала{0}}осетљивих на температуру који ослобађају воду када температура порасте, погодан за интелигентне системе за наводњавање. Такође се може користити за прављење вештачког снега за снимање филмова или за зимске спортове (као што су скијалишта).
Popularne oznake: суперупијајући полимерни сок, Кина, произвођачи, добављачи, фабрика, јефтино, попуст, понуда, ниска цена, бесплатан узорак
