Lịch sử phát triển của bột SAP
Cho đến những năm 1920, các vật liệu hấp thụ nước là các sản phẩm xenlulo hoặc sợi. Lựa chọn là giấy lụa, bông, bọt biển và bột giấy. Khả năng thấm nước của các loại vật liệu này chỉ lớn hơn 11 lần trọng lượng của chúng và phần lớn bị mất dưới áp suất vừa phải.
Đầu những năm 1960, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã tiến hành nghiên cứu về vật liệu để cải thiện bảo tồn nước trong đất. Họ đã phát triển một loại nhựa dựa trên việc ghép polymer acrylonitrile lên xương sống của các phân tử tinh bột (tức là ghép tinh bột). Sản phẩm thủy phân của quá trình thủy phân đồng trùng hợp tinh bột-acrylonitril này đã hấp thụ nước lớn hơn 400 lần trọng lượng của nó. Ngoài ra, gel không giải phóng nước lỏng theo cách mà các chất hấp thụ từ chất xơ làm.
Polymer được biết đến với tên là Super Super Slurper. USDA đã cung cấp bí quyết kỹ thuật cho một số công ty Hoa Kỳ để phát triển hơn nữa công nghệ cơ bản. Một loạt các kết hợp ghép đã được cố gắng bao gồm làm việc với axit acrylic, acrylamide và rượu polyvinyl (PVA). Ngày nay, nghiên cứu đã được chứng minh khả năng của các vật liệu tự nhiên, ví dụ: Polysacarit và Protein, để thực hiện các đặc tính siêu thấm trong dung dịch nước và nước muối tinh khiết (0,9% wt.) Trong cùng phạm vi với các polyacrylate tổng hợp làm trong các ứng dụng hiện tại. Các polyme siêu hấp phụ protein / poly (axit acrylic) có độ bền cơ học tốt đã được điều chế. Các chất đồng trùng hợp polyacryit / polyacrylamide ban đầu được thiết kế để sử dụng trong điều kiện có hàm lượng chất điện phân / khoáng chất cao và cần sự ổn định lâu dài bao gồm nhiều chu kỳ ướt / khô. Sử dụng bao gồm nông nghiệp và làm vườn. Với sức mạnh tăng thêm của monome acrylamide, được sử dụng làm kiểm soát tràn y tế, chặn nước dây và cáp.
Hóa học co-polymer
Các polymer siêu hấp phụ hiện nay thường được tạo ra từ quá trình trùng hợp axit acrylic được trộn với natri hydroxit với sự có mặt của chất khởi đầu để tạo thành muối natri axit poly-acrylic (đôi khi được gọi là natri polyacryit). Polyme này là loại phổ biến nhất của SAP được sản xuất trên thế giới hiện nay.
Các vật liệu khác cũng được sử dụng để tạo ra một loại polymer siêu hấp phụ, chẳng hạn như copolyme polyacrylamide, copolyme ethylene maleic anhydride, carboxymethylcellulose liên kết ngang, copolyme rượu polyvinyl, polyethylen liên kết ngang với polyethylen. Cái sau là một trong những hình thức SAP lâu đời nhất được tạo ra.
Ngày nay các polymer siêu hấp phụ được chế tạo bằng một trong ba phương pháp chính: trùng hợp gel, trùng hợp huyền phù hoặc trùng hợp dung dịch. Mỗi quy trình đều có những ưu điểm tương ứng nhưng tất cả đều mang lại chất lượng sản phẩm phù hợp.
Trùng hợp gel
Một hỗn hợp axit acrylic, nước, các chất liên kết ngang và hóa chất khởi tạo UV được trộn và đặt trên một vành đai chuyển động hoặc trong các bồn lớn. Hỗn hợp chất lỏng sau đó đi vào một “lò phản ứng” là một buồng dài với một loạt các tia UV mạnh. Các bức xạ UV thúc đẩy các phản ứng trùng hợp và liên kết ngang. “Nhật ký” thu được là các loại gel dính chứa 60-70% nước. Các bản ghi được cắt nhỏ hoặc mặt đất và được đặt trong các loại máy sấy khác nhau. Tác nhân liên kết chéo bổ sung có thể được phun trên bề mặt của các hạt; “liên kết chéo bề mặt” này làm tăng khả năng của sản phẩm bị phồng lên dưới áp lực. Một đặc tính được đo là Độ hấp thụ dưới tải (AUL) hoặc Độ hấp thụ chống lại áp lực (AAP). Các hạt polymer khô sau đó được sàng lọc để phân phối và đóng gói kích thước hạt thích hợp. Phương pháp trùng hợp gel (GP) hiện là phương pháp phổ biến nhất để tạo ra các polyme siêu thấm natri polyacryit hiện được sử dụng trong tã trẻ em và các sản phẩm vệ sinh dùng một lần khác.
Giải pháp trùng hợp
Polyme giải pháp cung cấp độ hấp thụ của một loại polymer dạng hạt được cung cấp ở dạng dung dịch. Các giải pháp có thể được pha loãng với nước trước khi sử dụng, và có thể phủ hầu hết các chất nền hoặc được sử dụng để bão hòa chúng. Sau khi sấy khô ở một nhiệt độ cụ thể trong một thời gian cụ thể, kết quả là một chất nền được phủ với độ siêu thấm. Ví dụ, hóa học này có thể được áp dụng trực tiếp lên dây và cáp, mặc dù nó được tối ưu hóa đặc biệt để sử dụng cho các thành phần như hàng hóa cuộn hoặc chất nền.
Ngày nay, trùng hợp dựa trên giải pháp thường được sử dụng để sản xuất các chất đồng trùng hợp của SAP, đặc biệt là các hợp chất có monome acrylamide độc hại. Quá trình này là hiệu quả và thường có chi phí vốn thấp hơn. Quá trình giải pháp sử dụng dung dịch monome gốc nước để tạo ra một khối gel polymer hóa phản ứng. Năng lượng phản ứng tỏa nhiệt của chính trùng hợp được sử dụng để điều khiển phần lớn quá trình, giúp giảm chi phí sản xuất. Gel polymer phản ứng sau đó được cắt nhỏ, sấy khô và nghiền thành cỡ hạt cuối cùng. Bất kỳ phương pháp điều trị nào để tăng cường các đặc tính hiệu suất của SAP thường được thực hiện sau khi kích thước hạt cuối cùng được tạo ra.
Đình chỉ trùng hợp
Quá trình đình chỉ được thực hiện bởi một vài công ty vì nó đòi hỏi một mức độ cao hơn về kiểm soát sản xuất và kỹ thuật sản phẩm trong bước trùng hợp. Quá trình này đình chỉ chất phản ứng gốc nước trong dung môi gốc hydrocarbon. Kết quả cuối cùng là sự trùng hợp huyền phù tạo ra hạt polymer chính trong lò phản ứng thay vì cơ học trong các giai đoạn sau phản ứng. Cải tiến hiệu suất cũng có thể được thực hiện trong hoặc ngay sau giai đoạn phản ứng.
Nguồn: Natrachem.vn – Công ty TNHH Natra Global
GIỚI THIỆU CHUNG
Hotline: 0919.99.55.28 Chat FacebookHỖ TRỢ ONLINE
0919.99.55.28
violet@natrachem.vn