तुम्हाला अलिकडेच ज्या SAP मध्ये जास्त रस आहे त्याची मी ओळख करून देतो! सुपर अ‍ॅब्सॉर्बेंट पॉलिमर (SAP) हा एक नवीन प्रकारचा कार्यात्मक पॉलिमर मटेरियल आहे. त्यात उच्च पाणी शोषण कार्य आहे जे स्वतःपेक्षा कित्येक शंभर ते हजारो पट जास्त जड पाणी शोषून घेते आणि उत्कृष्ट पाणी धारणा कार्यक्षमता आहे. एकदा ते पाणी शोषून घेते आणि हायड्रोजेलमध्ये फुगते, तर दाब देऊनही पाणी वेगळे करणे कठीण होते. म्हणूनच, वैयक्तिक स्वच्छता उत्पादने, औद्योगिक आणि कृषी उत्पादन आणि सिव्हिल इंजिनिअरिंग अशा विविध क्षेत्रात त्याचे विस्तृत उपयोग आहेत.
सुपर अ‍ॅब्सॉर्बंट रेझिन हा एक प्रकारचा मॅक्रोमोलेक्यूल आहे ज्यामध्ये हायड्रोफिलिक गट आणि क्रॉस-लिंक्ड स्ट्रक्चर असते. फॅन्टा आणि इतरांनी प्रथम पॉलीअ‍ॅक्रिलोनिट्राइलसह स्टार्चचे कलम करून आणि नंतर सॅपोनिफाय करून ते तयार केले. कच्च्या मालानुसार, स्टार्च मालिका (कलम केलेले, कार्बोक्झिमेथिलेटेड, इ.), सेल्युलोज मालिका (कार्बोक्झिमेथिलेटेड, कलम केलेले, इ.), सिंथेटिक पॉलिमर मालिका (पॉलीअ‍ॅक्रिलिक अॅसिड, पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल, पॉलीऑक्सी इथिलीन मालिका इ.) अनेक श्रेणींमध्ये आहेत. स्टार्च आणि सेल्युलोजच्या तुलनेत, पॉलीअ‍ॅक्रिलिक अॅसिड सुपरअ‍ॅब्सॉर्बंट रेझिनमध्ये कमी उत्पादन खर्च, साधी प्रक्रिया, उच्च उत्पादन कार्यक्षमता, मजबूत पाणी शोषण क्षमता आणि दीर्घ उत्पादन शेल्फ लाइफ असे अनेक फायदे आहेत. हे या क्षेत्रातील सध्याचे संशोधन केंद्र बनले आहे.
या उत्पादनाचे तत्व काय आहे? सध्या, जगातील सुपर शोषक रेझिन उत्पादनापैकी 80% पॉलीअॅक्रेलिक अॅसिडचा वाटा आहे. सुपर शोषक रेझिन हे सामान्यतः एक पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट असते ज्यामध्ये हायड्रोफिलिक गट आणि क्रॉस-लिंक्ड स्ट्रक्चर असते. पाणी शोषण्यापूर्वी, पॉलिमर साखळ्या एकमेकांच्या जवळ असतात आणि एकमेकांशी अडकतात, क्रॉस-लिंक्ड असतात आणि नेटवर्क स्ट्रक्चर तयार करतात, जेणेकरून एकूण फास्टनिंग साध्य होईल. पाण्याच्या संपर्कात असताना, पाण्याचे रेणू केशिका क्रिया आणि प्रसाराद्वारे रेझिनमध्ये प्रवेश करतात आणि साखळीवरील आयनीकृत गट पाण्यात आयनीकृत होतात. साखळीवरील समान आयनांमधील इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षणामुळे, पॉलिमर साखळी ताणली जाते आणि फुगतात. विद्युत तटस्थतेच्या आवश्यकतेमुळे, काउंटर आयन रेझिनच्या बाहेर स्थलांतरित होऊ शकत नाहीत आणि रेझिनच्या आत आणि बाहेरील द्रावणातील आयन एकाग्रतेतील फरक रिव्हर्स ऑस्मोटिक प्रेशर तयार करतो. रिव्हर्स ऑस्मोसिस प्रेशरच्या क्रियेखाली, पाणी हायड्रोजेल तयार करण्यासाठी रेझिनमध्ये आणखी प्रवेश करते. त्याच वेळी, रेझिनची क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क स्ट्रक्चर आणि हायड्रोजन बाँडिंग जेलच्या अमर्यादित विस्तारास मर्यादित करते. जेव्हा पाण्यात थोड्या प्रमाणात मीठ असते तेव्हा रिव्हर्स ऑस्मोटिक प्रेशर कमी होतो आणि त्याच वेळी, काउंटर आयनच्या शिल्डिंग इफेक्टमुळे, पॉलिमर चेन आकुंचन पावते, ज्यामुळे रेझिनच्या पाणी शोषण क्षमतेत मोठी घट होते. साधारणपणे, ०.९% NaCl द्रावणात सुपर शोषक रेझिनची पाणी शोषण क्षमता डीआयोनाइज्ड पाण्याच्या फक्त १/१० असते. पाणी शोषण आणि पाणी धारणा हे एकाच समस्येचे दोन पैलू आहेत. लिन रनक्सिओंग आणि इतरांनी थर्मोडायनामिक्समध्ये त्यांची चर्चा केली. एका विशिष्ट तापमान आणि दाबाखाली, सुपर शोषक रेझिन आपोआप पाणी शोषू शकते आणि पाणी रेझिनमध्ये प्रवेश करते, ज्यामुळे संपूर्ण प्रणालीची मुक्त एन्थॅल्पी कमी होते जोपर्यंत ते समतोल गाठत नाही. जर पाणी रेझिनमधून बाहेर पडते, ज्यामुळे मुक्त एन्थॅल्पी वाढते, तर ते प्रणालीच्या स्थिरतेसाठी अनुकूल नाही. विभेदक थर्मल विश्लेषण दर्शविते की सुपर शोषक रेझिनद्वारे शोषलेले ५०% पाणी अजूनही १५०°C पेक्षा जास्त तापमानात जेल नेटवर्कमध्ये बंद आहे. म्हणून, सामान्य तापमानावर दाब दिला तरीही, पाणी सुपरअ‍ॅबॉर्स्बंट रेझिनमधून बाहेर पडणार नाही, जे सुपरअ‍ॅबॉर्स्बंट रेझिनच्या थर्मोडायनामिक गुणधर्मांद्वारे निश्चित केले जाते.
पुढच्या वेळी, SAP चा विशिष्ट उद्देश सांगा.
पोस्ट वेळ: डिसेंबर-०८-२०२१