최근 여러분이 더욱 관심을 갖고 계신 SAP를 소개합니다! 고흡수성 수지(SAP)는 새로운 기능성 고분자 소재입니다. 자기보다 수백 배에서 수천 배 무거운 물을 흡수하는 높은 수분 흡수 기능을 가지고 있으며, 뛰어난 보수력을 가지고 있습니다. 물을 흡수하여 하이드로겔 형태로 팽윤되면 가압하더라도 수분이 분리되기 어려워 개인 위생용품, 산업 및 농업 생산, 토목 공학 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다.
고흡수성 수지는 친수성기와 가교 구조를 포함하는 고분자의 일종입니다. Fanta 등의 회사에서 전분을 폴리아크릴로니트릴에 그래프트하여 비누화하여 최초로 생산했습니다. 원료에 따라 전분 계열(그래프트, 카르복시메틸화 등), 셀룰로스 계열(카르복시메틸화, 그래프트 등), 합성 고분자 계열(폴리아크릴산, 폴리비닐알코올, 폴리옥시에틸렌 등) 등 여러 종류가 있습니다. 전분이나 셀룰로스에 비해 폴리아크릴산 고흡수성 수지는 낮은 생산 비용, 간단한 공정, 높은 생산 효율, 강력한 수분 흡수력, 긴 제품 수명 등 여러 장점을 가지고 있어 현재 이 분야의 주요 연구 분야로 자리 잡고 있습니다.
이 제품의 원리는 무엇인가요? 현재 폴리아크릴산은 전 세계 고흡수성 수지 생산량의 80%를 차지합니다. 고흡수성 수지는 일반적으로 친수성기와 가교 구조를 포함하는 고분자 전해질입니다. 물을 흡수하기 전에 고분자 사슬은 서로 밀접하게 연결되어 얽히고설켜 가교되어 네트워크 구조를 형성하여 전체적인 결합력을 형성합니다. 물과 접촉하면 물 분자는 모세관 현상과 확산을 통해 수지 내부로 침투하고, 사슬에 있는 이온화된 작용기는 물 속에서 이온화됩니다. 사슬에 있는 같은 이온들 사이의 정전기적 반발력으로 인해 고분자 사슬은 늘어나고 부풀어 오릅니다. 전기적 중성 조건 때문에 반대 이온은 수지 외부로 이동할 수 없으며, 수지 내부와 외부 용액의 이온 농도 차이로 인해 역삼투압이 형성됩니다. 이러한 역삼투압의 작용으로 물은 수지 내부로 더 깊이 침투하여 하이드로겔을 형성합니다. 동시에, 수지 자체의 가교 네트워크 구조와 수소 결합은 겔의 무한 팽창을 제한합니다. 물에 소량의 염이 포함되어 있으면 역삼투압이 감소하고, 동시에 반대 이온의 차폐 효과로 인해 고분자 사슬이 수축하여 수지의 수분 흡수 능력이 크게 감소합니다. 일반적으로 0.9% NaCl 용액에서 고흡수성 수지의 수분 흡수 능력은 탈이온수의 약 1/10에 불과합니다. 수분 흡수와 수분 유지는 동일한 문제의 두 가지 측면입니다. Lin Runxiong 등은 열역학에서 이들을 논의했습니다. 특정 온도와 압력에서 고흡수성 수지는 자발적으로 물을 흡수할 수 있으며, 물은 수지 내로 유입되어 전체 시스템의 자유 엔탈피를 감소시켜 평형에 도달합니다. 수지에서 물이 빠져나가 자유 엔탈피가 증가하면 시스템의 안정성에 도움이 되지 않습니다. 시차열분석 결과, 고흡수성 수지에 흡수된 물의 50%는 150°C 이상에서도 겔 네트워크 내에 여전히 갇혀 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 상온에서 압력을 가하더라도 고흡수성 수지에서 물이 빠져나가지 않는데, 이는 고흡수성 수지의 열역학적 특성에 의해 결정됩니다.
다음에는 SAP의 구체적인 목적을 말해 보세요.
게시 시간: 2021년 12월 8일