पहली बात-सुपर एब्जॉर्बेंट पॉलिमर

आइए मैं उस एसएपी का परिचय देता हूं जिसमें हाल ही में आपकी अधिक रुचि है! सुपर एब्जॉर्बेंट पॉलिमर (एसएपी) एक नए प्रकार का कार्यात्मक पॉलिमर सामग्री है। इसमें एक उच्च जल अवशोषण कार्य है जो अपने से कई सौ से कई हजार गुना भारी पानी को अवशोषित करता है, और उत्कृष्ट जल प्रतिधारण प्रदर्शन करता है। एक बार जब यह पानी को अवशोषित कर लेता है और हाइड्रोजेल में बदल जाता है, तो दबाव डालने पर भी पानी को अलग करना मुश्किल होता है। इसलिए, व्यक्तिगत स्वच्छता उत्पादों, औद्योगिक और कृषि उत्पादन और सिविल इंजीनियरिंग जैसे विभिन्न क्षेत्रों में इसके व्यापक उपयोग हैं।

सुपर अवशोषक राल एक प्रकार का मैक्रोमोलेक्यूल्स है जिसमें हाइड्रोफिलिक समूह और क्रॉस-लिंक्ड संरचना होती है। इसे सबसे पहले फैंटा और अन्य लोगों द्वारा पॉलीएक्रिलोनिट्राइल के साथ स्टार्च को ग्राफ्ट करके और फिर सैपोनिफाई करके तैयार किया गया था। कच्चे माल के अनुसार, स्टार्च श्रृंखला (ग्राफ्टेड, कार्बोक्सिमिथाइलेटेड, आदि), सेलूलोज़ श्रृंखला (कार्बोक्सिमिथाइलेटेड, ग्राफ्टेड, आदि), सिंथेटिक पॉलिमर श्रृंखला (पॉलीएक्रेलिक एसिड, पॉलीविनाइल अल्कोहल, पॉलीऑक्सी एथिलीन श्रृंखला, आदि) कई श्रेणियों में हैं। . स्टार्च और सेल्युलोज की तुलना में, पॉलीएक्रेलिक एसिड सुपरएब्जॉर्बेंट रेजिन में कम उत्पादन लागत, सरल प्रक्रिया, उच्च उत्पादन दक्षता, मजबूत जल अवशोषण क्षमता और लंबे उत्पाद शेल्फ जीवन जैसे कई फायदे हैं। यह इस क्षेत्र में वर्तमान अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गया है।

इस उत्पाद का सिद्धांत क्या है? वर्तमान में, पॉलीएक्रेलिक एसिड दुनिया के सुपर अवशोषक राल उत्पादन का 80% हिस्सा है। सुपर अवशोषक राल आम तौर पर एक बहुलक इलेक्ट्रोलाइट होता है जिसमें एक हाइड्रोफिलिक समूह और एक क्रॉस-लिंक्ड संरचना होती है। पानी को अवशोषित करने से पहले, पॉलिमर श्रृंखलाएं एक दूसरे के करीब होती हैं और एक साथ उलझ जाती हैं, एक नेटवर्क संरचना बनाने के लिए क्रॉस-लिंक होती हैं, ताकि समग्र बन्धन प्राप्त किया जा सके। पानी के संपर्क में आने पर, पानी के अणु केशिका क्रिया और प्रसार के माध्यम से राल में प्रवेश करते हैं, और श्रृंखला पर आयनित समूह पानी में आयनित हो जाते हैं। श्रृंखला पर समान आयनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण के कारण, बहुलक श्रृंखला खिंचती और सूज जाती है। विद्युत तटस्थता की आवश्यकता के कारण, काउंटर आयन राल के बाहर की ओर स्थानांतरित नहीं हो सकते हैं, और राल के अंदर और बाहर समाधान के बीच आयन एकाग्रता में अंतर एक रिवर्स ऑस्मोटिक दबाव बनाता है। रिवर्स ऑस्मोसिस दबाव की कार्रवाई के तहत, पानी हाइड्रोजेल बनाने के लिए राल में प्रवेश करता है। साथ ही, रेज़िन की क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क संरचना और हाइड्रोजन बॉन्डिंग ही जेल के असीमित विस्तार को सीमित करती है। जब पानी में थोड़ी मात्रा में नमक होता है, तो रिवर्स ऑस्मोटिक दबाव कम हो जाएगा, और साथ ही, काउंटर आयन के परिरक्षण प्रभाव के कारण, पॉलिमर श्रृंखला सिकुड़ जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप जल अवशोषण क्षमता में भारी कमी आएगी। राल. आम तौर पर, 0.9% NaCl समाधान में सुपर अवशोषक राल की जल अवशोषण क्षमता विआयनीकृत पानी की केवल 1/10 होती है। जल अवशोषण और जल प्रतिधारण एक ही समस्या के दो पहलू हैं। लिन रनक्सिओनग एट अल। थर्मोडायनामिक्स में उनकी चर्चा की। एक निश्चित तापमान और दबाव के तहत, सुपर अवशोषक राल अनायास पानी को अवशोषित कर सकता है, और पानी राल में प्रवेश करता है, जिससे पूरे सिस्टम की मुक्त एन्थैल्पी कम हो जाती है जब तक कि यह संतुलन तक नहीं पहुंच जाता। यदि राल से पानी निकल जाता है, तो मुक्त एन्थैल्पी बढ़ जाती है, यह सिस्टम की स्थिरता के लिए अनुकूल नहीं है। विभेदक थर्मल विश्लेषण से पता चलता है कि सुपर अवशोषक राल द्वारा अवशोषित पानी का 50% अभी भी 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर जेल नेटवर्क में संलग्न है। इसलिए, भले ही सामान्य तापमान पर दबाव डाला जाए, पानी सुपर अवशोषक राल से नहीं निकलेगा, जो सुपर अवशोषक राल के थर्मोडायनामिक गुणों द्वारा निर्धारित होता है।

अगली बार, SAP का विशिष्ट उद्देश्य बताइये।