अलीकडे तुम्हाला ज्या एसएपीमध्ये अधिक रस वाटत आहे, त्याची मी ओळख करून देतो! सुपर ॲबसॉर्बंट पॉलिमर (एसएपी) हा एक नवीन प्रकारचा कार्यात्मक पॉलिमर पदार्थ आहे. यात पाणी शोषण्याची उच्च क्षमता आहे, ज्यामुळे ते स्वतःपेक्षा शेकडो ते हजारो पट जास्त जड पाणी शोषून घेते आणि पाणी टिकवून ठेवण्याची त्याची क्षमता उत्कृष्ट आहे. एकदा का ते पाणी शोषून घेऊन हायड्रोजेलमध्ये फुगले की, दाब दिला तरीही त्यातील पाणी वेगळे करणे कठीण होते. त्यामुळे, वैयक्तिक स्वच्छता उत्पादने, औद्योगिक आणि कृषी उत्पादन, आणि स्थापत्य अभियांत्रिकी यांसारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो.
सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिन हे हायड्रोफिलिक गट आणि क्रॉस-लिंक्ड रचना असलेले एक प्रकारचे मॅक्रोमोलेक्यूल्स आहे. हे सर्वप्रथम फँटा आणि इतरांनी स्टार्चचे पॉलीॲक्रिलोनायट्राइलसोबत ग्राफ्टिंग करून आणि नंतर त्याचे सॅपोनिफिकेशन करून तयार केले होते. कच्च्या मालानुसार, याचे स्टार्च सिरीज (ग्राफ्टेड, कार्बोक्सीमेथिलेटेड, इत्यादी), सेल्युलोज सिरीज (कार्बोक्सीमेथिलेटेड, ग्राफ्टेड, इत्यादी), सिंथेटिक पॉलिमर सिरीज (पॉलीॲक्रेलिक ॲसिड, पॉलीविनाइल अल्कोहोल, पॉलीऑक्सी इथिलीन सिरीज, इत्यादी) अशा अनेक श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाते. स्टार्च आणि सेल्युलोजच्या तुलनेत, पॉलीॲक्रेलिक ॲसिड सुपरॲबसॉर्बंट रेझिनचे कमी उत्पादन खर्च, सोपी प्रक्रिया, उच्च उत्पादन कार्यक्षमता, मजबूत पाणी शोषण क्षमता आणि उत्पादनाचे दीर्घ शेल्फ लाइफ असे अनेक फायदे आहेत. हे या क्षेत्रातील सध्याचे संशोधनाचे मुख्य केंद्र बनले आहे.
या उत्पादनाचे तत्त्व काय आहे? सध्या, जगातील सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिनच्या उत्पादनात पॉलीॲक्रेलिक ॲसिडचा वाटा ८०% आहे. सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिन हे सामान्यतः एक पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट असते, ज्यात हायड्रोफिलिक गट आणि क्रॉस-लिंक्ड रचना असते. पाणी शोषण्यापूर्वी, पॉलिमरच्या साखळ्या एकमेकांच्या जवळ येतात आणि एकमेकांत गुंततात, ज्यामुळे क्रॉस-लिंकिंग होऊन एक जाळीदार रचना तयार होते, आणि त्यामुळे संपूर्ण साखळी घट्ट होते. पाण्याच्या संपर्कात आल्यावर, केशिका क्रिया आणि विसरणाद्वारे पाण्याचे रेणू रेझिनमध्ये प्रवेश करतात आणि साखळीवरील आयनीकृत गट पाण्यात आयनीकृत होतात. साखळीवरील समान आयनांमधील स्थिरविद्युत प्रतिकर्षणामुळे, पॉलिमरची साखळी ताणली जाते आणि फुगते. विद्युत तटस्थतेच्या आवश्यकतेमुळे, विरुद्ध आयन रेझिनच्या बाहेर स्थलांतरित होऊ शकत नाहीत आणि रेझिनच्या आतील व बाहेरील द्रावणातील आयन सांद्रतेतील फरकामुळे एक उलट परासरणी दाब निर्माण होतो. या उलट परासरणी दाबाच्या प्रभावाखाली, पाणी रेझिनमध्ये आणखी प्रवेश करून हायड्रोजेल तयार करते. त्याच वेळी, रेझिनची स्वतःची क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क रचना आणि हायड्रोजन बॉन्डिंग जेलच्या अमर्याद विस्ताराला मर्यादित करते. जेव्हा पाण्यात कमी प्रमाणात मीठ असते, तेव्हा रिव्हर्स ऑस्मोटिक दाब कमी होतो आणि त्याच वेळी, काउंटर आयनच्या शील्डिंग प्रभावामुळे, पॉलिमर साखळी आकुंचन पावते, ज्यामुळे रेझिनच्या पाणी शोषण क्षमतेत मोठी घट होते. साधारणपणे, ०.९% NaCl द्रावणातील सुपर शोषक रेझिनची पाणी शोषण क्षमता डीआयनाइज्ड पाण्याच्या तुलनेत केवळ १/१० असते. पाणी शोषण आणि पाणी टिकवून ठेवणे हे एकाच समस्येचे दोन पैलू आहेत. लिन रनक्सिऑंग आणि इतरांनी थर्मोडायनामिक्समध्ये यावर चर्चा केली आहे. एका विशिष्ट तापमान आणि दाबाखाली, सुपर शोषक रेझिन आपोआप पाणी शोषू शकते आणि पाणी रेझिनमध्ये प्रवेश करते, ज्यामुळे संपूर्ण प्रणालीची मुक्त एन्थाल्पी कमी होते आणि ती समतोल स्थितीपर्यंत पोहोचते. जर पाणी रेझिनमधून बाहेर पडले, तर मुक्त एन्थाल्पी वाढते, जे प्रणालीच्या स्थिरतेसाठी अनुकूल नसते. विभेदक औष्णिक विश्लेषण दर्शवते की, सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिनने शोषलेल्या पाण्यापैकी ५०% पाणी १५०°C पेक्षा जास्त तापमानातही जेल नेटवर्कमध्ये बंदिस्त राहते. त्यामुळे, सामान्य तापमानात दाब दिला तरी, सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिनमधून पाणी बाहेर पडत नाही, जे सुपर ॲबसॉर्बंट रेझिनच्या थर्मोडायनॅमिक गुणधर्मांवर अवलंबून असते.
पुढच्या वेळी, SAP चा नेमका उद्देश सांगा.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-डिसेंबर-२०२१