*Cette page concerne le polymère superabsorbant, la poudre de neige fondante, le polyacrylate de potassium, le polyacrylate de sodium et le SAP.
Les origines de la chimie des polymères superabsorbants remontent au début des années 1960, lorsque le ministère américain de l’Agriculture a développé les premiers matériaux polymères superabsorbants.
En tant que matériau polymère fonctionnel, le polymère superabsorbant (SAP) possède une forte capacité d’absorption de l’eau.
Selon les différents usages, il existe de nombreux types de polymères superabsorbants.
Il existe deux principaux types de SAP :
SAP (Superabsorbent Polymer) est un polymère fonctionnel avec une absorption d’eau plus élevée et une capacité de rétention d’eau supérieure.
Il :
L'aspect avantageux de l'utilisation de SAP est qu'il est :
Astuces : Sa propriété la plus bénéfique réside dans le fait qu'il absorbe des liquides équivalents à plusieurs centaines de fois sa masse corporelle et le transforme en Gel ; c'est pourquoi il est capable de retenir ou d'arrêter l'eau.
Il est constitué d'un ensemble de chaînes polymères parallèles entre elles et régulièrement liées entre elles par des agents de réticulation, formant ainsi un réseau.
Lorsque l’eau entre en contact avec l’une de ces chaînes, elle est aspirée dans la molécule par osmose. L'eau migre rapidement à l'intérieur du réseau polymère où elle est stockée.
Étant donné que la plupart des monomères du SAP sont solubles dans l’eau, le SAP peut être produit par polymérisation en solution en utilisant de l’eau comme solvant. Plus de 90 % de la capacité de production mondiale utilise cette méthode.
La raison pour laquelle les rayons gamma et les micro-ondes ne sont pas couramment utilisés est qu'ils nécessitent un conteneur spécial et que le dispositif générateur de rayonnement présente de nombreux inconvénients lors de son fonctionnement. Bien que les rayons gamma aient un taux d'initiation élevé, ils n'ont pas l'avantage d'être populaires dans le domaine de la production civile en raison du coût élevé des équipements et des fuites de rayonnements dangereuses. Les produits induits thermiquement jaunissent généralement, ont un taux de monomères résiduels élevé et ne sont pas polymérisés uniformément, ils ne conviennent donc pas à la fabrication de produits hautes performances.
Avantage
Le procédé de polymérisation en solution aqueuse présente les avantages d'un faible coût, de faibles besoins en équipement, d'un faible investissement, d'un processus simple, d'une efficacité de production élevée, d'un fonctionnement sûr, d'un système pur, d'une structure de réticulation uniforme, etc.
Désavantage
Augmentez les processus de séchage, de pulvérisation et de criblage, les longues lignes de production de produits, la répartition inégale de la taille des particules après le broyage du produit, etc.
Processus de production
L'initiation de l'initiateur peut facilement contrôler le taux d'initiation et ajuster les performances d'absorption d'eau, elle est donc largement utilisée. En utilisant de l'eau comme solvant, de l'acide acrylique et des monomères mixtes d'acide acrylique et d'acrylate de sodium partiellement neutralisés par un alcali sont préparés par polymérisation réticulante, séchage et broyage en présence d'un agent de réticulation et d'un initiateur.
La méthode de production ne produit pas de substances toxiques ou nocives et l'ensemble du processus peut être réalisé dans une atmosphère respectueuse de l'environnement.
La synthèse du SAP par polymérisation en suspension en phase inversée est différente de la synthèse du SAP à partir d'une solution aqueuse.
Avantage
Les produits SAP de polymérisation en suspension inverse ont un taux d'absorption d'eau rapide, une capacité d'absorption d'eau élevée et une distribution uniforme de la taille des particules.
Le traitement est simple, le produit peut être obtenu uniquement par séchage et le produit en perles peut être directement obtenu sans broyage ni criblage, ce qui résout les problèmes de transfert de chaleur et de difficulté d'agitation dans le procédé de polymérisation en solution aqueuse.
Désavantage
L'inconvénient de cette méthode est que les exigences matérielles de l'équipement principal sont élevées, que l'investissement en équipement est important et que, comme le solvant organique est utilisé dans le processus de production, un dispositif de récupération de solvant est nécessaire, sujet à la pollution.
De plus, la méthode de polymérisation en suspension en phase inversée ne peut effectuer qu'une production intermittente, le taux d'utilisation de l'équipement est faible et l'efficacité de la production est faible.
Processus de production
Le processus de synthèse consiste à utiliser un solvant organique comme milieu de dispersion en tant que phase huileuse, et la solution aqueuse mixte d'acrylate de sodium et d'acide acrylique partiellement neutralisée par un alcali est utilisée comme phase aqueuse, qui est dispersée dans un milieu en phase huileuse sous forme de gouttelettes. et formé sous l'action d'un dispersant en suspension et d'une agitation. Dispersion stable de gouttelettes d'eau dans l'huile, c'est-à-dire une suspension eau dans l'huile, dans laquelle l'initiateur et l'agent de réticulation sont dissous dans les gouttelettes de phase aqueuse pour réaliser le processus de polymérisation.
Après la réaction de polymérisation, le solvant organique dans la phase huileuse doit être éliminé par distillation sous pression réduite, puis le gel est séché pour obtenir le produit SAP.
La consommation mondiale de polymère superabsorbant est composée de produits d'hygiène représentant 92 % (dont les couches pour bébés représentant 78 %, les serviettes pour incontinence pour adultes représentant 10 %, les serviettes hygiéniques pour femmes représentant 4 %), l'agriculture représentant 4 % , l'industrie de la construction représentant 1 % et les autres domaines représentant 3 %.
Entreprise | Produit principal |
---|---|
SAPGEL | SAP de base de potassium et SAP de base de sodium) |
Polymère M2 | SAP pour le traitement des eaux usées |
Évonik | SAP basique de sodium |
Santos | SAP basique de sodium |
sanyo-chimique | SAP basique de sodium |
sumitomo | SAP basique de sodium |
BASF SE | SAP basique de sodium |
shokubai | SAP basique de sodium |
LG Chimie | SAP basique de sodium |
Groupe Formosa Plastics | SAP basique de sodium |
Les principales compositions du SAP sont le polyacrylate de sodium ou le polyacrylate de potassium.
Les grades de SAP comme suit,
Le polymère super absorbant, également connu sous le nom de SAP, hydrogel, polymères absorbants, gels absorbants, agent de rétention d'eau, super slurpers, gel d'eau, est un nouveau type de matériau polymère synthétique macromoléculaire absorbant l'eau. Il a un potentiel d'absorption d'eau pouvant atteindre 100 000 % de son poids sur une courte période par osmose et forme des granules dans le sol pour améliorer les propriétés du sol. Les SAP sont généralement des matériaux hygroscopiques semblables à du sucre blanc qui gonflent dans l'eau pour former un gel transparent composé de particules individuelles séparées et peuvent retenir l'humidité même sous pression sans risque d'incendie ou de rupture/explosion.
Les polymères super absorbants utilisés en agriculture sont principalement préparés à partir d’acides acryliques et d’un agent de réticulation comme le potassium par polymérisation en solution ou en suspension. Le polymère ainsi formé est appelé polyacrylate dont la capacité de gonflement et le module de gel dépendent fortement de la quantité et du type d'agent de réticulation utilisé. Les polyacrylates sont non toxiques, non irritants et non corrosifs et testés pour être biodégradables avec un taux de dégradation de 10 à 15 % par an. Ils démontrent un potentiel d’absorption d’eau élevé et peuvent en libérer librement 95 % sous la pression d’aspiration des racines des plantes.
Indicateurs importants
Les trois conditions du sol les plus courantes qui entravent la croissance des plantes et le rendement des cultures sont une faible capacité de rétention d’eau, un taux d’évapotranspiration élevé et le lessivage de l’humidité du sol. En dehors de cela, des facteurs tels que des conditions de sécheresse imprévues, la dégradation et la salinisation, la surutilisation d’engrais et de pesticides synthétiques et de mauvaises pratiques d’irrigation affectent gravement le sol et les plantes, causant souvent également des dommages permanents au biote du sol.
Les trois conditions du sol les plus courantes qui entravent la croissance des plantes et le rendement des cultures sont une faible capacité de rétention d’eau, un taux d’évapotranspiration élevé et le lessivage de l’humidité du sol. En dehors de cela, des facteurs tels que des conditions de sécheresse imprévues, la dégradation et la salinisation, la surutilisation d’engrais et de pesticides synthétiques et de mauvaises pratiques d’irrigation affectent gravement le sol et les plantes, causant souvent également des dommages permanents au biote du sol.
Caractéristiques souhaitables
Grâce à ses impressionnantes propriétés d’absorption et de blocage des liquides, il a trouvé une application très utile dans les produits sujets à l’humidité tels que :
Indicateur important comme suit,
Indicateurs | Note |
---|---|
taux d'absorption | Cela affecte le taux d’absorption de l’urine des couches. |
perméabilité aux liquides | Il aide les couches à absorber l'urine rapidement et efficacement. uniformément. |
absorption dans 0,9% NaCl | Cela affecte la capacité d’absorption de l’urine des couches. |
absorption sous pression | Cela affecte la capacité d’absorption de l’urine des couches (sous pression). |
capacité de rétention après centrifugation | Cela affecte la capacité d'absorption de l'urine des couches (lorsqu'elles ont été changées). |
Les couches pour bébés se composent de trois modèles de base : une couche supérieure poreuse, une couche centrale absorbante et une couche inférieure étanche. La couche centrale absorbant l’eau contient une résine superabsorbante.
Les couches pour bébés ont les exigences suivantes pour SAP :
La plupart des utilisateurs de matériel d'incontinence pour adultes sont des adultes ou des personnes âgées paralysées, incontinentes ou incapables en raison de diverses blessures et maladies, et un petit nombre sont des consommateurs qui doivent les utiliser en raison des inconvénients liés au travail prolongé, principalement sous forme de couches.
La structure des couches pour adultes est principalement divisée en 4 couches, de la couche supérieure à la couche inférieure se trouvent le matériau de revêtement de la couche de surface, la couche de transfert de diffusion collectrice de liquide, le noyau absorbant les liquides et le matériau de la couche arrière, en plus de la jambe. protection, matériau élastique et adhésif thermofusible, etc.
Parmi eux, le noyau absorbant est la couche fonctionnelle clé du matériau d'incontinence adulte, qui est principalement composé de pulpe pelucheuse et de résine superabsorbante granulaire.
Le liquide que les serviettes hygiéniques doivent absorber est plus complexe, c’est un mélange plus visqueux d’eau, de sel et de cellules.
Les cellules étant très grandes, il est difficile pour le polymère superabsorbant de les absorber dans la structure du réseau. Par conséquent, des tensioactifs sont souvent appliqués à la surface des particules polymères superabsorbantes pour améliorer la dispersibilité dans le sang.
À l'heure actuelle, la recherche sur SAP se concentre principalement sur : la réduction des coûts, l'amélioration de la résistance du gel après absorption d'eau, l'amélioration de la résistance aux sels polymères.
améliorer la force du gel après absorption d'eau
Pour améliorer la résistance de l'hydrogel après absorption d'eau, la réticulation de surface est principalement effectuée après traitement pour réduire la teneur en parties solubles dans l'eau. Les scientifiques Lind et Smith ont traité les résines acryliques avec un mélange de tensioactifs et d'additifs oléfiniques pour réduire la teneur résiduelle en monomères à 50 mg/kg.
amélioration de la résistance aux sels polymères
En termes d'amélioration de la résistance au sel du polymère, la méthode de mélange du SAP et de la résine échangeuse d'ions est adoptée, et les caractéristiques d'échange d'ions de la résine échangeuse d'ions sont utilisées pour réduire la concentration en ions de la solution aqueuse, améliorant ainsi l'absorption d'eau. de SAP à la solution saline. Le complexe de SAP et d'hydrogel inorganique est basé sur la bonne tolérance au sel de l'hydrogel inorganique, et la combinaison de SAP anionique et d'hydrogel inorganique pour former un complexe de gel est bénéfique pour améliorer la tolérance au sel de SAP.
Chaque jour qui passe, SAP est utilisé dans de plus en plus d'industries et d'applications en raison de sa popularité et de son efficacité croissantes en matière de dissuasion contre l'eau.
Quelques applications comme suit,
SAP est un produit très convoité en ce qui concerne la fabrication de rubans et de pommades imperméables pour toutes sortes de câbles ; même les câbles à fibre optique utilisent SAP. L'étendue et la vitesse de l'absorption sont assez élevées, tout comme le taux d'inflation global et son quantum d'inflation lors de la rencontre avec l'eau.
Indicateur important comme suit,
L'eau douce est dirigée vers les feuilles individuelles des blocs de glace pour les activer ; Le polymère superabsorbant commence instantanément à absorber l'eau et à la convertir en gel en le plaçant sous l'eau fraîche du robinet ; en 20 minutes environ, on constate qu'il absorbe suffisamment d'eau pour former de petits glaçons en forme de coussin. Ils sont maintenant prêts à l'emploi en les plaçant au congélateur.
Indicateur important comme suit,
SAP a cette application unique dans la gestion des catastrophes où il est utilisé dans la préparation de sacs de sable qui, au contact de l'eau, l'absorbent rapidement et se dilatent pour former une barrière contre l'eau qui avance. Bien que nous les appelions des sacs de sable, ils ne contiennent en réalité aucun sable ; ils sont ainsi appelés parce que c'est ainsi qu'ils sont traditionnellement connus.
Ces sacs de sable sans sable sont assez petits et légers au départ, mais ils absorbent l'eau pour prendre une forme solide. Ils sont beaucoup plus faciles à stocker et à transporter et prennent moins de place lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
Indicateur important comme suit,
Il est largement utilisé dans un certain nombre d’espèces de produits en raison de ses propriétés étonnantes ; certains d'entre eux peuvent être répertoriés ici :
En raison de sa formidable capacité à agir sur l'humidité, le SAP (polymère superabsorbant) trouve de nouvelles utilisations pour lesquelles il est utilisé.
Oui. Le polyacrylate de potassium prend la forme d'un gel après avoir absorbé l'eau. Une fois que le gel a libéré l’eau vers les racines de la plante, elle reviendra à l’état granulaire. Les granulés de polyacrylate de potassium peuvent à nouveau absorber l'eau de pluie ou l'eau d'irrigation.
La durée de vie du polyacrylate de potassium dans le sol est liée au degré de salinité du sol et à la température locale. Cela peut généralement atteindre plusieurs années.
Oui pour le gel de polyacrylate de sodium. Il sera lentement décomposé en eau, dioxyde de carbone et certains ions sodium, ce qui ne provoquera pas de pollution de l'environnement.
Astuce : La poudre de polyacrylate de sodium a une forte propriété de gonflement dans l'eau. Cela entraînerait le blocage des toilettes.
Beaucoup de gens me demandent : « le polyacrylate de sodium est-il naturel ? ». Nous devons d’abord connaître le processus de fabrication du polyacrylate de sodium.
Il existe quatre façons de produire du polyacrylate de sodium : la chimie des copolymères, la polymérisation en gel, la polymérisation en solution et la polymérisation en suspension.
Voici l'image du processus commun pour votre conférence :
Comme vous le voyez, le polyacrylate de sodium n'est pas un produit naturel.
astuce : il existe un polyacyrlate de sodium produit par greffage d'amidon. Le fabricant affirme qu'il s'agit d'un « produit naturel ». comme un gadget.
En théorie, le polyacrylate de sodium peut être appliqué à toutes les applications qui doivent absorber de l'eau ou retenir l'eau. Mais comme mentionné précédemment, il ne peut pas être utilisé pour la rétention d’eau agricole. Ceci sera expliqué en détail plus tard.
Vous pouvez d’abord préparer le gel de polyacrylate de potassium, puis le mélanger avec de la terre.
Oui. Contrairement au polyacrylate de sodium, le polyacrylate de potassium peut être décomposé en eau, dioxyde de carbone et potassium, ce qui peut améliorer le sol et augmenter l'efficacité des engrais.
Bien que l'allégation de « polyacrylate de sodium de qualité alimentaire » soit existe depuis de nombreuses années, aucun fabricant ne prétend pouvoir le produire. Cela peut être lié au processus de production.
Bien que le polyacrylate de sodium ne soit pas toxique, il existe des exigences extrêmement strictes sur les paramètres techniques, notamment utilisés dans les produits d'hygiène comme les couches, les serviettes hygiéniques, les serviettes d'allaitement.
En tant que fabricant de produits d'hygiène, il est nécessaire de consulter la FDS (Fiche de Données de Sécurité) du polyacrylate de sodium.
En tant que client de produits d'hygiène, essayez de choisir des produits de marque connue.
remarque : la teneur en acide acrylique est un indicateur très important. Cela peut provoquer des allergies cutanées et des éruptions cutanées lorsque le contenu dépasse la norme.
Bien que le prix du polyacrylate de sodium soit bien inférieur à celui du polyacrylate de potassium, il est fantaisiste de l'utiliser comme agent de rétention d'eau.
Énumérez quelques raisons pour lesquelles vous ne devriez PAS utiliser de polyacrylate de sodium pour les plantes :
Remarque : différent de A, B, qui est spécialement conçu pour les agents retenant l’eau, résout efficacement les trois problèmes ci-dessus.
À proprement parler, la réponse ne peut être oui que si le polyacrylate de sodium répond à la norme de qualité alimentaire.
Le polyacrylate de potassium est une sorte de polymère super absorbant utilisé pour l'agriculture. Cela peut améliorer le sol
Le mélanger au sol peut augmenter considérablement la capacité de rétention d’eau du sol.
Il fait 150 ℃.
De plus, une fois que le polyacrylate de sodium a absorbé l'eau et est devenu un hydrogel, il fondra et se photodégradera facilement à une température plus basse (par exemple 40 °C). C'est l'une des raisons pour lesquelles le polyacrylate de sodium ne peut pas être utilisé comme agent rétenteur d'eau dans l'agriculture et la sylviculture.
D'une manière générale, le polyacrylate de sodium est faiblement acide car il contient très peu de résidus acryliques. (Le polyacrylate de sodium est formé par la réaction de polymérisation de l'acide acrylique et de l'hydroxyde de sodium.)
En tant que matériau absorbant l'eau le plus puissant à l'heure actuelle, le polyacrylate de sodium peut absorber jusqu'à plusieurs milliers de fois son propre poids d'eau pure.
De plus, le fait que l'eau soit pure ou non affecte directement l'absorption du polyacrylate de sodium. Si du sel est ajouté à l’eau, l’absorption d’eau sera considérablement réduite. La concentration d'ions eau dans le sol est extrêmement élevée et l'absorption d'eau du polyacrylate de sodium est considérablement réduite. C'est l'une des raisons pour lesquelles il ne convient pas pour une utilisation comme agent de rétention d'eau.
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Pour les achats en gros, la quantité minimale d’achat du fournisseur est généralement de 500 kg.
Une simple recherche sur Google révèle que les fournisseurs professionnels de ce produit aiment Www.Sapgel.com.
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Vous n’aurez peut-être besoin que de 500 g ou 1 kg de polyacrylate de sodium pour certaines expériences scientifiques.
Ensuite, vous pouvez envisager de l’acheter sur Amazon.
Comme je le disais, on trouve facilement du polyacrylate de sodium dans les serviettes hygiéniques ou les couches en papier.
Vous vous demandez peut-être comment fonctionne le polyacrylate de sodium. En fait, l’ensemble du processus d’absorption de l’eau a subi des réactions physiques et chimiques complexes.
En termes simples, il existe des chaînes moléculaires en réseau dans la structure moléculaire de A. Son électrolyse se produit immédiatement après avoir rencontré de l'eau et se dissocie en ions chargés positivement et négativement. Les ions chargés positivement et négativement ont une forte affinité avec l’eau. Par conséquent, il possède de fortes capacités d’absorption et de rétention d’eau.