Полимер (SAP)

*На этой странице речь идет о сверхабсорбирующем полимере, порошке для слякоти, полиакрилате калия, полиакрилате натрия, SAP.

Краткое введение

Истоки химии сверхвпитывающих полимеров восходят к началу 1960-х годов, когда Министерство сельского хозяйства США разработало первые сверхвпитывающие полимерные материалы.

Как функциональный полимерный материал, суперабсорбирующий полимер (SAP) обладает сильной водопоглощающей способностью.

Он может поглощать вес, в сотни раз превышающий его собственный, и надежно удерживать воду.
После впитывания порошок (или гранулы) SAP превратится в водный гель.

В зависимости от применения существует множество типов суперабсорбирующих полимеров.

Что такое САП

Существует два основных типа SAP:

полиакрилат натрия,
полиакрилат калия.

SAP (суперабсорбентный полимер) — функциональный полимер с более высоким водопоглощением и превосходной водоудерживающей способностью.

Это :

Впитайте большое количество воды (или другого неорганического раствора),
Заблокируйте воду и
После впитывания приобретите форму водного геля.

Преимущество использования SAP заключается в том, что оно:

Нетоксичный,
Не загрязняет окружающую среду и
Безвреден во всех отношениях.

Советы: его самое полезное свойство заключается в том, что он поглощает жидкости, в несколько сотен раз превышающие массу его тела, и превращает их в гель; именно поэтому он способен удерживать или останавливать воду.

Как работает SAP?

Он состоит из набора полимерных цепей, которые параллельны друг другу и регулярно связаны друг с другом сшивающими агентами, образуя таким образом сеть.

Когда вода вступает в контакт с одной из этих цепочек, она втягивается в молекулу путем осмоса. Вода быстро мигрирует внутрь полимерной сетки, где и сохраняется.

Производственный процесс

Полимеризация в водном растворе

Поскольку большинство мономеров SAP растворимы в воде, SAP можно получить путем полимеризации в растворе с использованием воды в качестве растворителя. Более 90% мировых производственных мощностей используют этот метод.

Причина, по которой гамма-лучи и микроволны широко не используются, заключается в том, что для них требуется специальный контейнер, а устройство генерации излучения имеет множество неудобств в эксплуатации. Хотя сообщается, что гамма-лучи имеют высокую скорость инициирования, они не имеют преимущества популярности в сфере гражданского производства из-за дорогого оборудования и опасных утечек радиации. Продукты, подвергшиеся термическому воздействию, обычно желтеют, имеют высокий уровень остаточного мономера и не полимеризуются равномерно, поэтому они не подходят для производства высокоэффективных продуктов.

Преимущество

Метод полимеризации в водном растворе имеет преимущества низкой стоимости, низких требований к оборудованию, низких инвестиций, простоты процесса, высокой эффективности производства, безопасной эксплуатации, чистой системы, однородной структуры сшивки и т. д.

Недостаток

Увеличение процессов сушки, измельчения и сортировки, линий по производству длинномерных продуктов, неравномерного распределения частиц по размерам после дробления продукта и т. д.

Производственный процесс

Инициатор инициирования позволяет легко контролировать скорость инициирования и регулировать характеристики водопоглощения, поэтому он широко используется. Используя воду в качестве растворителя, акриловую кислоту и смешанные мономеры акриловой кислоты и акрилата натрия, частично нейтрализованные щелочью, получают сшивающей полимеризацией, сушкой и измельчением в присутствии сшивающего агента и инициатора.

При производстве не выделяются токсичные и вредные вещества, а весь процесс может осуществляться в экологически чистой атмосфере.

Обратная суспензионная полимеризация

Синтез SAP путем обращенно-фазовой суспензионной полимеризации отличается от синтеза SAP из водного раствора.

Преимущество

Продукты SAP, полученные методом обратной суспензионной полимеризации, обладают высокой скоростью водопоглощения, высокой водопоглощающей способностью и равномерным распределением частиц по размерам.

Обработка проста, продукт можно получить только путем сушки, а гранулированный продукт можно получить напрямую, без дробления и просеивания, что решает проблемы теплопередачи и трудности с перемешиванием в методе полимеризации в водном растворе.

Недостаток

Недостатком этого метода является то, что требования к материалам основного оборудования высоки, инвестиции в оборудование велики, а поскольку в производственном процессе используется органический растворитель, требуется устройство для регенерации растворителя, которое подвержено загрязнению.

Кроме того, метод суспензионной полимеризации с обращенной фазой может обеспечивать только периодическое производство, коэффициент использования оборудования низкий, а эффективность производства низкая.

Производственный процесс

Процесс синтеза заключается в том, что в качестве масляной фазы в качестве дисперсионной среды используют органический растворитель, а в качестве водной фазы используют смешанный водный раствор акрилата натрия и акриловой кислоты, частично нейтрализованный щелочью, который диспергируют в маслянофазной среде в виде капель. и образуется под действием суспендирующего диспергатора и перемешивания. Стабильная дисперсия капель воды в масле, т. е. суспензия вода в масле, в которой инициатор и сшивающий агент растворены в каплях водной фазы для проведения процесса полимеризации.

После реакции полимеризации органический растворитель в масляной фазе необходимо удалить перегонкой при пониженном давлении, а затем высушить гель для получения продукта SAP.

Список производителей SAP

Мировое потребление сверхабсорбирующего полимера составляет 92% из продуктов гигиены (в том числе детских подгузников - 78%, прокладок от недержания у взрослых - 10%, женских гигиенических прокладок - 4%), сельского хозяйства - 4%. , строительная отрасль составляет 1%, а другие области составляют 3%.

Компания	Главный продукт
САПГЕЛЬ	Базовый SAP калия и основной SAP натрия)
М2 Полимер	SAP для очистки сточных вод
Эвоник	Натрий основной SAP
Сантос	Натрий основной SAP
Санио-химический	Натрий основной SAP
сумитомо	Натрий основной SAP
БАСФ СЭ	Натрий основной SAP
шокубай	Натрий основной SAP
LG Chem	Натрий основной SAP
Формоза Пластикс Групп	Натрий основной SAP

Оценка качества

Основными составами SAP являются полиакрилат натрия или полиакрилат калия.

Классы SAP следующие:

Улучшенный SAP
- SAP на основе крахмала – биоразлагаемый SAP типа;
- САП на основе минералов (для растений) – сохраняется в почве в течение многих лет;
- SAP с улучшенным катализатором - Высокая способность к расширению (для гидроблокировки кабеля);
- Тип катиона SAP – добавка к бетону.
Общий SAP
- Полиакрилат калия – в основном используется в сельском хозяйстве как водоудерживающий агент;
- Полиакрилат натрия - широко используется в промышленном производстве, например, в производстве бумажных подгузников, гигиенических салфеток, мешков для льда, освежителей воздуха, расширяющейся резины и т. д.
Дефектный SAP
- Переработанный SAP: SAP был использован и переработан;
- Сгоревший SAP: SAP был произведен при перегреве.

Использование SAP

Для растений

Суперабсорбирующий полимер, также известный как SAP, гидрогель, абсорбирующие полимеры, абсорбирующие гели, водоудерживающий агент, суперслюперы, водный гель, представляет собой новый тип макромолекулярного синтетического водопоглощающего полимерного материала. Он обладает потенциалом поглощения воды до 100 000% от своего веса за короткий период за счет осмоса и образует гранулы в почве для улучшения свойств почвы. SAP обычно представляют собой гигроскопичные материалы, подобные белому сахару, которые набухают в воде с образованием прозрачного геля, состоящего из отдельных отдельных частиц, и могут удерживать влагу даже под давлением без риска возгорания или разрыва/взрыва.

Суперабсорбирующие полимеры, используемые в сельском хозяйстве, в основном получают из акриловых кислот и сшивающего агента, такого как калий, путем полимеризации в растворе или суспензии. Образующийся таким образом полимер называется полиакрилатом, способность к набуханию которого и модуль геля во многом зависят от количества и типа используемого сшивающего агента. Полиакрилаты нетоксичны, не вызывают раздражения и коррозии и протестированы на биоразлагаемость со скоростью 10–15 % в год. Они демонстрируют высокий потенциал поглощения воды и могут свободно выделять 95% ее под давлением всасывания корнями растений.

Важные показатели

Поглощающая способность почвы;
Зернистый размер;
Устойчивость к фотолизу;
Срок действия.

Преимущества

Тремя наиболее распространенными почвенными условиями, которые препятствуют росту растений и урожайности, являются низкая способность удерживать воду, высокая скорость испарения и выщелачивание влаги из почвы. Помимо этого, такие факторы, как непредвиденная засуха, деградация и засоление, чрезмерное использование синтетических удобрений и пестицидов, а также неправильные методы орошения серьезно влияют на почву и растения, часто нанося непоправимый ущерб и почвенной биоте.

Желательные характеристики

Высокая поглощающая способность в условиях соленой и жесткой воды.
Оптимизированная впитывающая способность под нагрузкой (AUL).
Наименьшее содержание растворимых веществ и остаточного мономера.
Низкая цена.
Высокая прочность и стабильность в среде набухания и при хранении.
Постепенная биоразлагаемость без образования токсичных веществ.
pH-нейтральность после набухания в воде.
Фотостабильность.
Возможность повторного смачивания.
Гидрогельная технология земледелия, как ее называют в народе, имеет следующие преимущества.
Улучшает качество почвы, сохраняет воду и противостоит стрессу, вызванному засухой.
Увеличивает прорастание семян и развитие рассады, что приводит к повышению успеха фермы.
С экологической точки зрения он не загрязняет окружающую среду и биоразлагаем, помогает снизить частоту полива и потребление воды, а также создает простой циклический процесс, обеспечивающий подачу воды непосредственно к корням и предотвращающий уплотнение почвы.
В сельском и агролесном хозяйстве SAP действуют как микрорезервуары воды у корней растений. Они поглощают природную и подаваемую воду в 400–500 раз больше собственного веса и медленно выделяют ее за счет механизма всасывания корневых капилляров, предотвращая тем самым потерю воды в почве за счет выщелачивания и испарения.
САП образуют последовательный циклический процесс поглощения и выделения воды; высвобождаемая таким образом вода может обеспечить оптимальную влажность для быстрого прорастания и созревания рассады. Таким образом, в питомниках в несколько раз снижается смертность рассады.
В холодных регионах гибель растений во время прорастания и созревания является обычным явлением из-за замерзания влаги в & вокруг корневой ткани растения. Впитанная в гидрогелях влага не замерзает и обеспечивает легкий доступ растениям. Он также регулирует температуру роста рассады, предотвращая гибель от замерзания.
SAP могут помочь сэкономить воду и рабочую силу за счет сокращения частоты орошения, помочь преодолеть засуху и действовать как кондиционеры почвы, предотвратить выщелачивание в песчаных почвах, стоки на горных и наклонных полях, повысить эффективность виресценции и восстановить биоту почвы.
SAP могут сократить чрезмерное использование удобрений и пестицидов на полях. Химические вещества, поглощенные водой, медленно высвобождаются, тем самым продлевая срок эксплуатации и эффективность поглощения корневой системой.
SAP действуют как флокулянты почвенных веществ. Они плотно связывают рыхлую почву, образуя суглинки, которые способствуют лучшему закреплению корней. Одновременно повторяющийся механизм поглощения-высвобождения предотвращает переуплотнение почвенных минералов и обеспечивает пространство для аэрации и развития почвенного эдафона.
Он имеет широкую область применения: сельское хозяйство, лесное хозяйство, промышленные посадки, муниципальное садоводство, борьбу с засухой, сохранение водных ресурсов. Он помогает уменьшить эрозию почвы из-за поверхностных стоков, выщелачивания удобрений и пестицидов в грунтовые воды, снижая затраты на воду и орошение, а также успехов в росте и высокой урожайности сельскохозяйственных культур.

Для средств гигиены

Благодаря своим потрясающим свойствам поглощения и фиксации жидкости, он нашел очень полезное применение в продуктах, подверженных влаге, таких как:

Подгузники,
Гигиенические салфетки,
Прокладки для кормления и
Подушечки для домашних животных.

Важный индикатор следующим образом:

Индикаторы	Примечание
скорость впитывания	Это влияет на скорость впитывания мочи подгузниками.
проницаемость жидкости	Это помогает подгузникам быстро впитывать мочу и очищать ее. равномерно.
абсорбция в 0,9% NaCl	Это влияет на способность подгузников поглощать мочу.
поглощение под давлением	Влияет на способность подгузников поглощать мочу (под давлением).
удерживающая способность после центрифугирования	Это влияет на способность подгузников поглощать мочу (при их смене).

Детские подгузники

Детские подгузники состоят из трех основных конструкций: пористого верхнего слоя, впитывающего внутреннего слоя и герметичного нижнего слоя. Водопоглощающий внутренний слой содержит сверхабсорбирующую смолу.

Детские подгузники предъявляют следующие требования к SAP:

хорошее водопоглощение,
Поглощает способность ребенка поглощать мочу после нескольких мочеиспусканий.
Под действием сдвигающей силы, создаваемой движением тела ребенка, оно остается свободным от пролития и обладает постоянной способностью поглощать мочу.

Подгузники для взрослых

Большинство пользователей материалов для лечения недержания у взрослых – это взрослые или пожилые люди, которые парализованы, недержаны или недееспособны из-за различных травм и заболеваний, а небольшое количество – это потребители, которым приходится использовать их из-за неудобств при работе в течение длительного времени, в основном в виде подгузников.

Структура подгузников для взрослых в основном разделена на 4 слоя: от верхнего слоя до нижнего слоя являются покрывающий материал поверхностного слоя, слой, собирающий жидкость, диффузионно-переносной слой, поглощающая жидкость сердцевина и материал заднего слоя, в дополнение к ноге. Защитный кожух, эластичный материал, клей-расплав и т. д. элемент.

Среди них абсорбирующая сердцевина является ключевым функциональным слоем материала, используемого при недержании у взрослых, который в основном состоит из распушенной целлюлозы и гранулированной сверхабсорбирующей смолы.

Гигиенические салфетки

Жидкость, которую должны впитывать гигиенические прокладки, представляет собой более сложную и вязкую смесь воды, соли и клеток.

Поскольку ячейки очень большие, сверхабсорбирующему полимеру трудно абсорбировать их в сетчатую структуру. Поэтому поверхностно-активные вещества часто наносят на поверхность частиц сверхабсорбирующего полимера для улучшения диспергируемости в крови.

Улучшите SAP в сфере гигиенических продуктов

В настоящее время исследования SAP в основном сосредоточены на: снижении стоимости, повышении прочности геля после водопоглощения, повышении устойчивости полимеров к солям.

улучшение прочности геля после поглощения воды

Для повышения прочности гидрогеля после водопоглощения поверхностную сшивку в основном проводят после обработки для уменьшения содержания водорастворимых частей. Ученые Линд и Смит обработали акриловые смолы смесью поверхностно-активных веществ и олефиновых добавок, чтобы снизить содержание остаточного мономера до 50 мг/кг.

улучшение устойчивости полимера к солям

С точки зрения улучшения солеустойчивости полимера применяется метод смешивания SAP и ионообменной смолы, а ионообменные характеристики ионообменной смолы используются для снижения концентрации ионов в водном растворе, тем самым улучшая водопоглощение. SAP в солевой раствор. Комплекс SAP и неорганического гидрогеля основан на хорошей солеустойчивости неорганического гидрогеля, а сочетание анионного SAP и неорганического гидрогеля с образованием гелевого комплекса полезно для улучшения солеустойчивости SAP.

Для различной промышленной продукции

С каждым днем SAP используется во все большем количестве отраслей и приложений из-за растущей популярности и эффективности в области сдерживания воды.

Некоторые приложения, как показано ниже,

Для гидроизоляции кабелей

SAP является очень востребованным продуктом при производстве водонепроницаемых лент и мазей для всех видов кабелей; даже оптоволоконные кабели используют SAP. Степень и скорость поглощения довольно высоки, как и общий уровень инфляции и величина инфляции при встрече с водой.

Важный индикатор следующим образом:

Высота расширения;
Гранулированный размер.

В мешках со льдом

Пресная вода направляется на отдельные листы пакетов со льдом, чтобы активировать их; Суперабсорбирующий полимер мгновенно начинает поглощать воду и превращать ее в гель, помещая их под свежую водопроводную воду; Примерно через 20 минут он впитает достаточно воды, чтобы сформировать маленькие кубики льда в форме подушки. Теперь они готовы к использованию, если поместить их в морозильную камеру.

Важный индикатор следующим образом:

Время гидратации;
Цена;
Гранулированный размер.

Надувные мешки с песком против затопления

SAP имеет это уникальное применение в борьбе со стихийными бедствиями, где он используется для изготовления мешков с песком, которые при контакте с водой быстро впитывают ее и расширяются, образуя барьер для наступающей воды. Хотя мы называем их мешками с песком, на самом деле они не содержат песка; они названы так потому, что именно так их называли традиционно.

Эти мешки с песком без песка изначально довольно маленькие по размеру и легкие по весу, но они впитывают воду, принимая твердую форму. Их гораздо легче хранить и транспортировать, и они занимают меньше места, когда не используются.

Важный индикатор следующим образом:

Скорость впитывания;
Устойчивость к фотолизу.

Защита Бетона

Его проницаемость оказывается довольно низкой; он полностью закрывает содержание воды,
Благодаря своей волокнистой текстуре его можно хранить, образуя вертикальный барьер.
Поскольку это эффективный герметик, он находит применение в изделиях на основе цемента.

Другие приложения

Благодаря своим удивительным свойствам он находит широкое применение во многих видах продуктов; некоторые из них могут быть перечислены здесь:

В качестве добавки для функционального покрытия во многих конкретных областях применения.
В качестве добавки в освежители воздуха.
Для расширения требований к резине,
Абсорбция сточных вод промышленных предприятий,
В горнодобывающей промышленности для борьбы со стихийными бедствиями и нормальными утечками,
В определенной косметике.

Благодаря своей потрясающей способности воздействовать на влагу SAP (суперабсорбентный полимер) находит все новые цели для своего применения.

Часто задаваемые вопросы

Может

Можно ли повторно использовать полиакрилат калия?

Да. Полиакрилат калия приобретает форму геля после поглощения воды. После того, как гель высвободит воду к корням растения, он вернется в гранулированное состояние. Там гранулированный полиакрилат калия может снова поглощать дождевую или поливную воду.

Жизнь полиакрилата калия в почве связана со степенью засоления почвы и местной температурой. Обычно он может достигать нескольких лет.

Может ли полиакрилат натрия попасть в канализацию?

Да, для геля полиакрилата натрия. Он будет медленно разлагаться на воду, углекислый газ и некоторые ионы натрия, что не приведет к загрязнению окружающей среды.

Совет: Порошок полиакрилата натрия обладает сильным набуханием в воде. Это приведет к засорению унитаза.

Как

Как производят полиакрилат натрия?

Многие люди спрашивают меня: «Натурален ли полиакрилат натрия?». Сначала нам нужно знать процесс производства полиакрилата натрия.

Существует четыре способа производства полиакрилата натрия: химия сополимеров, гель-полимеризация, полимеризация в растворе и суспензионная полимеризация.

Вот общая картина процесса вашей конференции:

Как видите, полиакрилат натрия не является натуральным продуктом.

Совет: существует полиацирлат натрия, полученный прививкой крахмала. Производитель утверждает, что это «натуральный продукт». как трюк.

Теоретически полиакрилат натрия можно применять во всех случаях, когда необходимо поглощать или запирать воду. Но, как упоминалось ранее, его нельзя использовать для удержания воды в сельском хозяйстве. Это будет подробно объяснено позже.

Как использовать полиакрилат калия для растений?

Вы можете сначала приготовить гель полиакрилата калия, а затем смешать его с почвой.

Является

Безопасен ли полиакрилат калия для окружающей среды (биоразлагаем)?

Да. В отличие от полиакрилата натрия, полиакрилат калия можно разложить на воду, углекислый газ и калий, что улучшает почву и повышает эффективность удобрений.

Можно ли употреблять полиакрилат натрия в пищу?

Хотя заявка на «полиакрилат натрия пищевого качества» не соответствует действительности. существует уже много лет, ни один производитель не заявлял, что способен его производить. Это может быть связано с производственным процессом.

Полиакрилат натрия безопасен/полезен для кожи?

Хотя полиакрилат натрия не токсичен, к техническим параметрам предъявляются чрезвычайно строгие требования, особенно используемые в таких гигиенических продуктах, как подгузники, гигиенические салфетки, прокладки для кормления.

Как производитель средств гигиены необходимо ознакомиться с MSDS (паспортом безопасности материала) полиакрилата натрия.

Будучи покупателем средств гигиены, старайтесь выбирать продукцию известных брендов.

Примечание: содержание акриловой кислоты – очень важный показатель. Если содержание превышает стандарт, это может вызвать кожную аллергию и сыпь.

Безопасен ли полиакрилат натрия для растений (в качестве удобрения)?

Хотя цена на полиакрилат натрия значительно ниже, чем на полиакрилат калия, использовать его в качестве водоудерживающего агента капризно.

Перечислите несколько причин, по которым НЕ следует использовать полиакрилат натрия для растений:

В качестве водоудерживающего агента полиакрилат натрия с трудом поглощает подземную воду из-за вымывания почвы с высокой концентрацией ионов.
Водный гель полиакрилата натрия легко плавится и фоторазлагается при более низкой температуре (например, 40°С).
Полиакрилат натрия разлагается на большое количество ионов натрия, которые не усваиваются растениями, что приводит к повышенному засолению почвы.

Примечание: в отличие от A, B, специально разработанный для водоудерживающих агентов, эффективно решает три вышеупомянутые проблемы.

Является ли полиакрилат натрия токсичным для собак/животных/насекомых?

Строго говоря, ответ может быть положительным, только если полиакрилат натрия соответствует пищевым стандартам.

Что

Для чего используется полиакрилат калия?

Полиакрилат калия — это своего рода суперабсорбирующий полимер, используемый в сельском хозяйстве. Это может улучшить почву

Смешивание его с почвой может значительно увеличить водоудерживающую способность почвы.

Какова температура плавления?

Это 150℃.

Кроме того, после того как полиакрилат натрия поглотит воду и превратится в гидрогель, он будет легко плавиться и фоторазлагаться при более низкой температуре (например, 40°C). Это одна из причин, по которой полиакрилат натрия нельзя использовать в качестве водоудерживающего агента в сельском и лесном хозяйстве.

Каково значение Ph?

Вообще говоря, полиакрилат натрия является слабокислотным, поскольку в нем очень мало акриловых остатков. (Полиакрилат натрия образуется в результате реакции полимеризации акриловой кислоты и гидроксида натрия.)

Какое водопоглощение?

Будучи самым сильным водопоглощающим материалом на сегодняшний день, полиакрилат натрия может поглощать чистую воду в несколько тысяч раз больше собственного веса.

Кроме того, на абсорбцию полиакрилата натрия напрямую влияет то, чистая вода или нет. Если в воду добавить соль, водопоглощение значительно уменьшится. Концентрация ионов воды в почве чрезвычайно высока, а водопоглощение полиакрилата натрия значительно снижается. Это одна из причин, по которой он не пригоден для использования в качестве водоудерживающего агента.

Где

Где можно купить полиакрилат натрия/полиакрилат калия?

Купите полиакрилат натрия оптом.

Для оптовых закупок обычно минимальный объем закупки у поставщика составляет 500 кг.

Простой поиск в Google позволит найти таких профессиональных поставщиков этого продукта, как Www.Sapgel.com.

Купить полиакрилат натрия онлайн.

Для некоторых научных экспериментов вам может понадобиться всего 500 г или 1 кг полиакрилата натрия.

Тогда вы можете рассмотреть возможность покупки его на Amazon.

Где найти/достать полиакрилат натрия дома?

Как я уже говорил, полиакрилат натрия легко можно найти в гигиенических салфетках или бумажных подгузниках.

Почему

Почему полиакрилат натрия поглощает воду?/как работает полиакрилат натрия?

Возможно, вам интересно, как действует полиакрилат натрия. Фактически, весь процесс поглощения воды претерпел сложные физические и химические реакции.

Проще говоря, в молекулярной структуре А имеются сетчатые молекулярные цепочки. Его электролиз происходит сразу после встречи с водой и диссоциирует на положительно и отрицательно заряженные ионы. Положительно и отрицательно заряженные ионы имеют сильное сродство с водой. Таким образом, он обладает сильными водопоглощающими и водоудерживающими свойствами.