Permettetemi di presentarvi il SAP che vi interessa di più di recente! Il polimero super assorbente (SAP) è un nuovo tipo di materiale polimerico funzionale. Ha un'elevata capacità di assorbimento d'acqua, che lo rende in grado di assorbire acqua da diverse centinaia a diverse migliaia di volte più pesante del suo peso, e ha eccellenti prestazioni di ritenzione idrica. Una volta che assorbe l'acqua e si gonfia in un idrogel, è difficile separarla anche se pressurizzato. Pertanto, trova un'ampia gamma di applicazioni in vari settori, come i prodotti per l'igiene personale, la produzione industriale e agricola e l'ingegneria civile.
La resina superassorbente è un tipo di macromolecola contenente gruppi idrofili e una struttura reticolata. È stata inizialmente prodotta da Fanta e altri mediante innesto di amido con poliacrilonitrile e successiva saponificazione. A seconda delle materie prime, esistono diverse tipologie di amidi (innestati, carbossimetilati, ecc.), cellulose (carbossimetilati, innestati, ecc.), polimeri sintetici (acido poliacrilico, alcol polivinilico, poliossietilene, ecc.) in diverse categorie. Rispetto all'amido e alla cellulosa, la resina superassorbente di acido poliacrilico presenta una serie di vantaggi, tra cui bassi costi di produzione, semplicità di processo, elevata efficienza produttiva, elevata capacità di assorbimento d'acqua e lunga conservabilità del prodotto. È diventata l'attuale punto di riferimento della ricerca in questo campo.
Qual è il principio di questo prodotto? Attualmente, l'acido poliacrilico rappresenta l'80% della produzione mondiale di resine superassorbenti. La resina superassorbente è generalmente un elettrolita polimerico contenente un gruppo idrofilo e una struttura reticolata. Prima di assorbire l'acqua, le catene polimeriche vengono avvolte l'una vicino all'altra e intrecciate, reticolate per formare una struttura reticolare, in modo da ottenere la coesione complessiva. A contatto con l'acqua, le molecole d'acqua penetrano nella resina per capillarità e diffusione, e i gruppi ionizzati sulla catena vengono ionizzati nell'acqua. A causa della repulsione elettrostatica tra gli stessi ioni sulla catena, la catena polimerica si allunga e si gonfia. A causa del requisito di neutralità elettrica, gli ioni controionici non possono migrare verso l'esterno della resina e la differenza di concentrazione ionica tra la soluzione all'interno e all'esterno della resina forma una pressione osmotica inversa. Sotto l'azione della pressione dell'osmosi inversa, l'acqua penetra ulteriormente nella resina per formare un idrogel. Allo stesso tempo, la struttura reticolata e i legami a idrogeno della resina stessa limitano l'espansione illimitata del gel. Quando l'acqua contiene una piccola quantità di sale, la pressione osmotica inversa diminuisce e, allo stesso tempo, a causa dell'effetto schermante del controione, la catena polimerica si restringe, con conseguente notevole diminuzione della capacità di assorbimento d'acqua della resina. Generalmente, la capacità di assorbimento d'acqua della resina superassorbente in una soluzione di NaCl allo 0,9% è solo circa 1/10 di quella dell'acqua deionizzata. L'assorbimento e la ritenzione idrica sono due aspetti dello stesso problema. Lin Runxiong et al. li hanno discussi in termodinamica. A una certa temperatura e pressione, la resina superassorbente può assorbire acqua spontaneamente e l'acqua entra nella resina, riducendo l'entalpia libera dell'intero sistema fino al raggiungimento dell'equilibrio. Se l'acqua fuoriesce dalla resina, aumentando l'entalpia libera, ciò non favorisce la stabilità del sistema. L'analisi termica differenziale mostra che il 50% dell'acqua assorbita dalla resina superassorbente è ancora racchiusa nella rete di gel a temperature superiori a 150 °C. Pertanto, anche applicando una pressione a temperatura normale, l'acqua non fuoriuscirà dalla resina superassorbente, il che è determinato dalle proprietà termodinamiche della resina stessa.
La prossima volta, specifica lo scopo specifico del SAP.
Data di pubblicazione: 08-12-2021