Permítanme presentarles el SAP que más les ha interesado últimamente. El polímero superabsorbente (SAP) es un nuevo tipo de material polimérico funcional. Posee una alta capacidad de absorción de agua, absorbiendo agua de cientos a miles de veces más pesada que él mismo, y posee una excelente capacidad de retención de agua. Una vez que absorbe agua y se hincha formando un hidrogel, es difícil separarla, incluso bajo presión. Por lo tanto, tiene una amplia gama de usos en diversos campos, como productos de higiene personal, producción industrial y agrícola, e ingeniería civil.
La resina superabsorbente es un tipo de macromolécula con grupos hidrófilos y estructura reticulada. Fue producida inicialmente por Fanta y otras empresas mediante el injerto de almidón con poliacrilonitrilo y posterior saponificación. Según las materias primas, existen series de almidón (injertado, carboximetilado, etc.), series de celulosa (carboximetilada, injertada, etc.) y series de polímeros sintéticos (ácido poliacrílico, alcohol polivinílico, serie polioxietileno, etc.) en diversas categorías. En comparación con el almidón y la celulosa, la resina superabsorbente de ácido poliacrílico presenta una serie de ventajas, como un bajo coste de producción, un proceso sencillo, una alta eficiencia de producción, una gran capacidad de absorción de agua y una larga vida útil. Se ha convertido en un foco de investigación en este campo.
¿Cuál es el principio de este producto? Actualmente, el ácido poliacrílico representa el 80% de la producción mundial de resina superabsorbente. Esta resina es generalmente un electrolito polimérico con un grupo hidrófilo y una estructura reticulada. Antes de absorber agua, las cadenas poliméricas se encuentran próximas entre sí, entrelazadas y reticuladas para formar una estructura de red que logra la fijación total. Al entrar en contacto con el agua, las moléculas de agua penetran en la resina por capilaridad y difusión, y los grupos ionizados de la cadena se ionizan en el agua. Debido a la repulsión electrostática entre los mismos iones de la cadena, esta se estira y se hincha. Debido al requisito de neutralidad eléctrica, los contraiones no pueden migrar al exterior de la resina, y la diferencia de concentración iónica entre la solución dentro y fuera de la resina genera una presión osmótica inversa. Bajo la acción de la presión de ósmosis inversa, el agua penetra aún más en la resina para formar un hidrogel. Al mismo tiempo, la estructura reticulada de la red y los enlaces de hidrógeno de la propia resina limitan la expansión ilimitada del gel. Cuando el agua contiene una pequeña cantidad de sal, la presión osmótica inversa disminuirá y, al mismo tiempo, debido al efecto protector del contraión, la cadena de polímero se contraerá, lo que resulta en una gran disminución en la capacidad de absorción de agua de la resina. Generalmente, la capacidad de absorción de agua de la resina superabsorbente en una solución de NaCl al 0,9 % es solo aproximadamente 1/10 de la del agua desionizada. La absorción y la retención de agua son dos aspectos del mismo problema. Lin Runxiong et al. los analizaron en termodinámica. Bajo ciertas temperaturas y presiones, la resina superabsorbente puede absorber agua espontáneamente, y el agua entra en la resina, reduciendo la entalpía libre de todo el sistema hasta alcanzar el equilibrio. Si el agua escapa de la resina, aumentando la entalpía libre, no contribuye a la estabilidad del sistema. El análisis térmico diferencial muestra que el 50 % del agua absorbida por la resina superabsorbente permanece atrapada en la red de gel por encima de los 150 °C. Por lo tanto, incluso si se aplica presión a temperatura normal, el agua no escapa de la resina superabsorbente, lo cual está determinado por sus propiedades termodinámicas.
La próxima vez, cuéntanos el propósito específico de SAP.
Hora de publicación: 08-dic-2021