మొదటి చర్చ—సూపర్ అబ్జార్బెంట్ పాలిమర్

మీరు ఇటీవల ఎక్కువగా ఆసక్తి చూపుతున్న SAP ని పరిచయం చేస్తాను! సూపర్ అబ్జార్బెంట్ పాలిమర్ (SAP) అనేది ఒక కొత్త రకం ఫంక్షనల్ పాలిమర్ పదార్థం. ఇది అధిక నీటి శోషణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది, ఇది దానికంటే అనేక వందల నుండి అనేక వేల రెట్లు బరువుగా నీటిని గ్రహిస్తుంది మరియు అద్భుతమైన నీటి నిలుపుదల పనితీరును కలిగి ఉంటుంది. ఇది నీటిని గ్రహించి హైడ్రోజెల్‌గా ఉబ్బిన తర్వాత, ఒత్తిడికి గురైనప్పటికీ నీటిని వేరు చేయడం కష్టం. అందువల్ల, ఇది వ్యక్తిగత పరిశుభ్రత ఉత్పత్తులు, పారిశ్రామిక మరియు వ్యవసాయ ఉత్పత్తి మరియు సివిల్ ఇంజనీరింగ్ వంటి వివిధ రంగాలలో విస్తృత శ్రేణి ఉపయోగాలను కలిగి ఉంది.

సూపర్ అబ్జార్బెంట్ రెసిన్ అనేది హైడ్రోఫిలిక్ గ్రూపులు మరియు క్రాస్-లింక్డ్ స్ట్రక్చర్ కలిగి ఉన్న ఒక రకమైన స్థూల అణువులు. దీనిని మొదట ఫాంటా మరియు ఇతరులు పాలియాక్రిలోనిట్రైల్‌తో స్టార్చ్‌ను అంటుకట్టడం ద్వారా మరియు తరువాత సాపోనిఫై చేయడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేశారు. ముడి పదార్థాల ప్రకారం, స్టార్చ్ సిరీస్ (గ్రాఫ్టెడ్, కార్బాక్సిమీథైలేటెడ్, మొదలైనవి), సెల్యులోజ్ సిరీస్ (కార్బాక్సిమీథైలేటెడ్, గ్రాఫ్టెడ్, మొదలైనవి), సింథటిక్ పాలిమర్ సిరీస్ (పాలియాక్రిలిక్ యాసిడ్, పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్, పాలియాక్సీ ఇథిలీన్ సిరీస్, మొదలైనవి) అనేక వర్గాలలో ఉన్నాయి. స్టార్చ్ మరియు సెల్యులోజ్‌తో పోలిస్తే, పాలియాక్రిలిక్ యాసిడ్ సూపర్అబ్సోర్బెంట్ రెసిన్ తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చు, సరళమైన ప్రక్రియ, అధిక ఉత్పత్తి సామర్థ్యం, ​​బలమైన నీటి శోషణ సామర్థ్యం మరియు దీర్ఘ ఉత్పత్తి షెల్ఫ్ లైఫ్ వంటి ప్రయోజనాల శ్రేణిని కలిగి ఉంది. ఇది ఈ రంగంలో ప్రస్తుత పరిశోధన హాట్‌స్పాట్‌గా మారింది.

ఈ ఉత్పత్తి యొక్క సూత్రం ఏమిటి? ప్రస్తుతం, పాలియాక్రిలిక్ ఆమ్లం ప్రపంచంలోని సూపర్ శోషక రెసిన్ ఉత్పత్తిలో 80% వాటా కలిగి ఉంది. సూపర్ శోషక రెసిన్ సాధారణంగా హైడ్రోఫిలిక్ సమూహం మరియు క్రాస్-లింక్డ్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్న పాలిమర్ ఎలక్ట్రోలైట్. నీటిని గ్రహించే ముందు, పాలిమర్ గొలుసులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంటాయి మరియు కలిసి చిక్కుకుపోతాయి, మొత్తం బందును సాధించడానికి నెట్‌వర్క్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. నీటితో సంబంధంలో ఉన్నప్పుడు, నీటి అణువులు కేశనాళిక చర్య మరియు వ్యాప్తి ద్వారా రెసిన్‌లోకి చొచ్చుకుపోతాయి మరియు గొలుసుపై ఉన్న అయనీకరణ సమూహాలు నీటిలో అయనీకరణం చెందుతాయి. గొలుసుపై ఉన్న అదే అయాన్ల మధ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ కారణంగా, పాలిమర్ గొలుసు విస్తరించి ఉబ్బుతుంది. విద్యుత్ తటస్థత అవసరం కారణంగా, కౌంటర్ అయాన్లు రెసిన్ వెలుపలికి వలసపోలేవు మరియు రెసిన్ లోపల మరియు వెలుపల ద్రావణం మధ్య అయాన్ సాంద్రతలో వ్యత్యాసం రివర్స్ ఆస్మాటిక్ పీడనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. రివర్స్ ఆస్మాసిస్ పీడనం చర్యలో, నీరు హైడ్రోజెల్‌ను ఏర్పరచడానికి రెసిన్‌లోకి మరింత ప్రవేశిస్తుంది. అదే సమయంలో, రెసిన్ యొక్క క్రాస్-లింక్డ్ నెట్‌వర్క్ నిర్మాణం మరియు హైడ్రోజన్ బంధం జెల్ యొక్క అపరిమిత విస్తరణను పరిమితం చేస్తాయి. నీటిలో తక్కువ మొత్తంలో ఉప్పు ఉన్నప్పుడు, రివర్స్ ఆస్మాటిక్ పీడనం తగ్గుతుంది మరియు అదే సమయంలో, కౌంటర్ అయాన్ యొక్క షీల్డింగ్ ప్రభావం కారణంగా, పాలిమర్ గొలుసు కుంచించుకుపోతుంది, ఫలితంగా రెసిన్ యొక్క నీటి శోషణ సామర్థ్యం బాగా తగ్గుతుంది. సాధారణంగా, 0.9% NaCl ద్రావణంలో సూపర్ అబ్జార్బెంట్ రెసిన్ యొక్క నీటి శోషణ సామర్థ్యం డీయోనైజ్డ్ నీటిలో 1/10 వంతు మాత్రమే ఉంటుంది. నీటి శోషణ మరియు నీటి నిలుపుదల ఒకే సమస్య యొక్క రెండు అంశాలు. లిన్ రన్క్సియాంగ్ మరియు ఇతరులు థర్మోడైనమిక్స్‌లో వీటిని చర్చించారు. ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం కింద, సూపర్ అబ్జార్బెంట్ రెసిన్ నీటిని ఆకస్మికంగా గ్రహించగలదు మరియు నీరు రెసిన్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, ఇది సమతుల్యతను చేరుకునే వరకు మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క ఉచిత ఎంథాల్పీని తగ్గిస్తుంది. నీరు రెసిన్ నుండి తప్పించుకుని, ఉచిత ఎంథాల్పీని పెంచితే, అది వ్యవస్థ యొక్క స్థిరత్వానికి అనుకూలంగా ఉండదు. సూపర్ అబ్జార్బెంట్ రెసిన్ ద్వారా గ్రహించబడిన నీటిలో 50% ఇప్పటికీ 150°C కంటే ఎక్కువ జెల్ నెట్‌వర్క్‌లో ఉందని డిఫరెన్షియల్ థర్మల్ విశ్లేషణ చూపిస్తుంది. అందువల్ల, సాధారణ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒత్తిడిని ప్రయోగించినప్పటికీ, సూపర్ శోషక రెసిన్ నుండి నీరు తప్పించుకోదు, ఇది సూపర్ శోషక రెసిన్ యొక్క థర్మోడైనమిక్ లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

తదుపరిసారి, SAP యొక్క నిర్దిష్ట ఉద్దేశ్యాన్ని తెలియజేయండి.