Руководство по супервпитывающим полимерам (2024 г.)

January 18, 2024

    Обзор

    SAP (суперабсорбирующий полимер) — функциональный полимерный материал. Он может поглощать воду в несколько сотен раз больше собственного веса.

    История

    Истоки химии сверхабсорбирующих полимеров восходят к началу 1960-х годов, когда Министерство сельского хозяйства США разработало предпочтительно суперабсорбирующие полимерные материалы.

    Химический компонент

    SAP – это общий термин для супервпитывающих полимеров, а разные типы SAP имеют разный химический состав.

    Супервпитывающий полимер обычно представляет собой полиакрилат натрия, получаемый полимеризацией гидроксида натрия и акриловой кислоты.

    Суперабсорбирующие полимеры имеют большие различия по различным показателям, таким как скорость водопоглощения, водопоглощающая способность и скорость удержания воды при центрифугировании, что реализуется за счет изменения их состава и процесса производства.

    Например, для удовлетворения потребностей сельского хозяйства сырье заменяется с гидроксида натрия на гидроксид калия, так что продукт образует полиакрилат калия Водопоглощающая смола типа . Это не только предотвращает риск засоления почвы, вызванного продуктами ее разложения ионами натрия, но и увеличивает содержание калия в почве.

    Подводя итог: супервпитывающий полимер не равен полиакрилату натрия. Это может быть полиакрилат натрия или полиакрилат калия, а также он может относиться к различным привитым абсорбирующим полимерам, например, специально используемым для биологических водопоглощающих полимеров с привитым крахмалом для целей разложения.


    Типы суперабсорбирующих полимеров

    В этой главе мы поговорим о классификации сверхвпитывающих полимеров.

    Классификация будет осуществляться по следующим параметрам: химический состав и качество.

    Химический состав SAP

    SAP в основном делится на два класса:

    И вот важные моменты по основным вариантам использования.

    Полиакрилат калия типа SAP

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

    Полиакрилат натрия типа SAP

    • Средства гигиены (например, подгузник, гигиеническая прокладка)
      1. Скорость впитывания;
      2. Абсорбция под давлением и удерживающая способность после центрифугирования;
      3. Жидкостная проницаемость;
      4. Остаточный мономер.
    • Водонепроницаемая лента кабеля
      1. Высота расширения;
      2. Гранулированный размер.
    • Мешок со льдом
      1. Цена;
      2. Гранулированный размер.
    • Противопотопная сумка
      1. Скорость впитывания;
      2. Устойчивость к фотолизу.
    • Утечка, остановка бурения
      1. Вязкость;
      2. Время коагуляции.

    Уровень качества SAP

    Как мы все знаем, SAP – это общий термин для водопоглощающих полимеров. Помимо наиболее распространенного полиакрилата натрия, в его состав входят также полиакрилат калия и привитой SAP.

    Улучшенный SAP

    Улучшенный SAP – улучшен в некоторых аспектах, например:

    • Привитой SAP на основе крахмала – биоразлагаемый SAP типа;
    • Привитой сок на минеральной основе (для растений) – доступен 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 суперабсорбирующего полимера

    Это материал, который быстро и в больших количествах впитывает воду, а затем превращается в гидрогель.

    В этой главе будет представлено использование суперабсорбирующих полимеров.

    Как уже говорилось в начале статьи, суперабсорбирующий полимер — это материал, который быстро и в больших количествах впитывает воду, а затем превращается в гидрогель. Воспользовавшись его характеристиками, мы попытаемся классифицировать его использование следующим образом:

    • Сверхпрочный абсорбирующий материал для неорганических жидкостей. Фактически, это водопоглощающий материал с самой высокой скоростью поглощения неорганических жидкостей, какой только можно найти на сегодняшний день. Эффективность поглощения чистой воды может достигать тысяч раз ее собственного веса.
    • Нетоксичный и экологически чистый гелевый материал. Он широко используется в новых пакетах со льдом. Кроме того, модифицированный полиакрилат натрия поглощает воду с образованием сферического гидрогеля, который широко используется в комнатных горшечных растениях, пулях для игрушечных пистолетов и т. д.
    • Водонепроницаемый материал специального назначения. Гидрогель после поглощения воды полиакрилатом натрия нерастворим в воде и может эффективно изолировать воду. Он широко используется в качестве водонепроницаемого материала для наружной поверхности кабелей и водонепроницаемого материала для легких водонепроницаемых мешков с песком.
    • Кислородный барьерный огнетушащий материал. Полиакрилат натрия может быстро поглощать воду и расширяться в объеме при контакте с водой. Согласно этому принципу, его можно использовать в качестве эффективного охлаждающего и кислородонепроницаемого материала в огнетушителях.

    Существует так много применений суперабсорбирующих полимеров, что мы не можем перечислить их все в этой статье, поэтому в этой статье перечислены только некоторые из их часто используемых применений, а не представлены их подробно.

    SAP для растений

    Обычно гидрогель, образующийся после поглощения воды сверхабсорбирующим полимером, может прочно удерживать воду и больше не позволять воде выходить из гидрогеля. Но путем обработки мы можем установить осмотическое давление суперабсорбирующего полимерного гидрогеля ниже, чем осмотическое давление водопоглощения корней растений.

    Таким образом, мы получаем очень и очень волшебный «мини-резервуар в почве», который умеет:

    • После орошения. После орошения или дождя он жестко впитывает воду и образует гидрогель для хранения лишней воды в почве.
    • Когда почва относительно сухая, вода из гидрогеля выделяется к корням растений.

    Это тип суперабсорбирующего полимера для растений, который представляет собой уникальную суперабсорбирующую гранулу, которая обеспечивает повышенную доступность влаги для растений.

    Что именно суперабсорбирующий полимер может сделать для растений?

    САП сельскохозяйственного класса ( полиакрилат калия ) может широко использоваться в сельском хозяйстве, лесном хозяйстве и садоводстве, например, в качестве агента, удерживающего почвенную воду, семян покрытие, беспочвенное культивирование, искусственный газон и т. д.

    • Улучшите прорастание и всхожесть семян, чтобы дать растениям раннее и здоровое начало.
    • Сохраните орошение, увеличьте урожайность и урожайность фруктов,
    • Он содержит калий, фосфорный азот и медленно высвобождает эффективность удобрений.

    Важными показателями являются следующие:

    • Поглощающая способность почвы. Водопоглощающая способность почвы относительно высока, что предполагает поглощение воды под высоким давлением и высокой концентрацией ионов. В то же время температура почвы также будет влиять на ее водопоглощающую способность.
    • Размер детализации. Размер частиц также определяет водоудерживающую способность полиакрилата калия в почве. Например, чем крупнее частица, тем прочнее вискоза, которая выдерживает давление в почве, но снижает максимальное водопоглощение.
    • Устойчивость к фотолизу. Акрилат калия обычно подвергается фотолизу в течение длительного периода времени в почве. Устойчивость к фотолизу определяет время жизни полиакрилата калия в почве.
    • Срок действия. Полиакрилат калия обычно имеет очень длительный срок годности перед использованием. Поэтому если вы приобретаете данный товар в большом количестве, рекомендуется транспортировать его морским транспортом.

    Использование в сельском хозяйстве

    Способы применения

    • Сухое нанесение
      • Равномерно смешайте его с удобрением и почвой, а затем нанесите смесь на землю с помощью аппликатора удобрений.
      • Для ограниченной площади (менее 20 квадратных метров) рекомендуется наносить вручную.
      • Полностью переверните землю с помощью почвообрабатывающей машины (требуется на глубине 20 см).
      • Топтание земли.
      • Полив земли.
    • Влажное применение
      • Пусть SAP поглотит воду в 200 раз и превратится в гель.
      • Внесите в посевную борозду.
      • Для ограниченной площади (менее 20 квадратных метров) рекомендуется наносить вручную.
      • Перед посадкой приведите в порядок почву.

    Например, при выращивании неорошаемого сахарного тростника урожайность значительно увеличивается на ок. 25% наблюдаются.

    • При пересадке поля внесите SAP в борозды, где расположены побеги тростника.
    • SAP можно применять одновременно с удобрением.
    • Засыпьте побеги почвой, окучнув их.

    Использование для лесоводства

    • Выкопайте яму, примерно в три раза превышающую объем корневой системы.
    • Смешайте с земляной насыпью от 1 до 2 кг SAP на м³.
    • Поместите корневой ком растения на дно ямы и заполните яму обработанной почвой. Следите за тем, чтобы средство равномерно распределилось вокруг корней. Затем покройте поверхность слоем необработанного грунта толщиной 5 см, чтобы предотвратить разрушение полимера ультрафиолетовыми лучами и застой воды на поверхности.
    • Будьте особенно осторожны и не допускайте попадания несмешанного сухого продукта на дно ямы. После гидратации продукт дестабилизирует растение.

    Использование для окунания голых корней.

    • Смешайте 1 кг САП в 150-200 л воды. (Количество варьируется в зависимости от солености воды)
    • Медленно вливайте продукт, помешивая воду, чтобы получить заправку без сбрасывания частиц.
    • Дайте повязке постоять 15 минут — время, необходимое SAP для достижения максимального впитывания. Важно получить повязку, которая полностью прилегает к корням. Чем дольше время созревания, тем гуще будет повязка и тем лучше она будет держаться на корнях.
    • К препарату также можно добавлять водорастворимый нематоцид и/или фунгицид для защиты растений от нематод и грибковых атак.

    Использование для окунания голых корней.

    САП в виде гидрогеля может быть помещен в герметичные пластиковые пакеты. После замораживания пакеты часто используются для перевозки термочувствительных растительных продуктов, таких как срезанные цветы. Гидрогель обладает отличной устойчивостью к тепловому шоку и не вытекает после оттаивания.


    Использование для гидропосева.

    Другим преимуществом SAP является то, что он предотвращает превращение целлюлозной мульчи в твердый картон во время засухи. Мульча остается аэрированной и позволяет семенам быстро прорастать. SAP также позволяет уменьшить количество мульчи.

    • САП необходимо добавлять в бак гидросеялки в последнюю очередь, после остальных компонентов: семян, удобрений, мульчи и т. д.
    • Перед нанесением перемешивайте не менее 15 минут.

    SAP для производства

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

    Некоторые приложения следующие:

    Для средств гигиены

    Фактически, применение суперабсорбирующих полимеров на растениях составляет лишь небольшую часть их использования. Более 90% суперабсорбирующих полимеров используются в гигиенических изделиях, таких как подгузники и гигиенические прокладки, в качестве абсорбирующих материалов.

    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.

    При использовании санитарно-гигиенических изделий параметры продукта SAP отличаются от параметров, используемых на заводе.

    Важными показателями являются следующие:

    • Скорость впитывания;
    • Абсорбция под давлением и удерживающая способность после центрифугирования;
    • Жидкостная проницаемость;
    • Остаточный мономер.

    Для гидроизоляции кабелей

    SAP не только может быстро поглощать воду, но и гель, образующийся после поглощения воды, может эффективно блокировать воду. Поэтому он также занимает место во многих водоблокирующих материалах.

    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.

    Важными показателями являются следующие:

    • Высота расширения;
    • Гранулированный размер.

    Используется в кабеле

    • Мелкий порошок,
    • Быстрое впитывание,
    • Надувание скважины находится под давлением ≥15 мм/1 мин ≥18 мм/3 мин
    • Хорошая устойчивость к свету, теплу, кислоте и щелочи.

    Используется в водоблокирующей ленте.

    • Мелкий порошок одинакового размера,
    • Хорошо устойчив к холоду и высокой температуре,
    • Хорошая устойчивость к свету, теплу, кислоте и щелочи.

    Для мешков со льдом

    По сравнению с обычными пакетами со льдом, пакеты со льдом, производимые SAP, имеют множество преимуществ, таких как мягкая текстура, быстрое образование кристаллов льда и предотвращение перелива воды.

    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.

    Важными показателями являются следующие:

    • Время гидратации;
    • Цена;
    • Гранулированный размер.

    Для надувных мешков с песком, защищающих от 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.

    Важными показателями являются следующие:

    • Скорость впитывания;
    • Устойчивость к фотолизу.

    Для защиты бетона

    Бетон должен постоянно впитывать воду в процессе схватывания, иначе он высохнет и ухудшит внешний вид и прочность. После правильного добавления специально разработанного SAP при замешивании бетона гидрогель SAP может компенсировать разницу в расширении во время процесса затвердевания бетона, эффективно предотвращая растрескивание 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.

    Для очистки сточных вод

    SAP является экономичной альтернативой другим сыпучим отвердителям, включая портландцемент, печную пыль, кукурузные початки, опилки или другие товарные абсорбенты.

    Уникальной характеристикой SAP является его способность поглощать воду или органические жидкости, отводить масло и противостоять биологическому разложению, сохраняя при этом жидкость под давлением. Это делает его идеальным стабилизирующим средством для утилизации отходов на свалках.

    Потоки промышленных отходов различаются в зависимости от солености, температуры и химического состава, поэтому необходимо предлагать несколько марок полимеров, чтобы соответствовать экономическим и эксплуатационным требованиям для каждого промышленного проекта по отверждению.

    Преимущества

    • Химически связывается с водой и не выделяет жидкость,
    • Минимизирует объем отходов, поскольку типичное расширение составляет менее 1%,
    • Быстро смешивается для повышения эффективности производства,
    • Сокращение затрат на транспортировку и утилизацию отходов по сравнению с другими наполнителями.

    Для сверления

    При бурении нефтяных или газовых скважин потеря циркуляции возникает, когда буровой раствор, известный как «буровой раствор», течет в одну или несколько геологических формаций вместо того, чтобы возвращаться вверх по затрубному пространству. Потеря циркуляции может стать серьезной проблемой при бурении нефтяной или газовой скважины.

    Добавка для бурового раствора SAP, которая представляет собой новый продукт для защиты окружающей среды с хорошими водопоглощающими и набухающими свойствами, эффективно предотвращает потери циркуляции.

    Что такое потеря циркуляции?

    При бурении нефтяных или газовых скважин потеря циркуляции возникает, когда буровой раствор, известный как «буровой раствор», течет в одну или несколько геологических формаций вместо того, чтобы возвращаться вверх по затрубному пространству. Потеря циркуляции может стать серьезной проблемой при бурении нефтяной или газовой скважины.

    Последствия

    1. Задуть

    Если количество жидкости в стволе скважины падает из-за потери циркуляции (или по какой-либо другой причине), гидростатическое давление снижается, что может позволить газу или жидкости, находящейся под более высоким давлением, чем пониженное гидростатическое давление, течь в ствол скважины. Приток газа или жидкости в ствол скважины, известный как «выброс», может привести к выбросу.

    1. Сухое бурение

    Сухое бурение происходит, когда жидкость полностью вытекает из ствола скважины без фактической остановки бурения. Последствия сухого бурения варьируются от незначительных разрушений до серьезных повреждений ствола скважины, требующих бурения новой скважины. Сухое бурение также может привести к серьезному повреждению бурильной колонны, включая разрыв трубы, и самой буровой установки.

    Решение проблемы потери циркуляции

    Традиционное решение проблемы потери циркуляции

    При возникновении потери циркуляции доступны некоторые варианты, в зависимости от серьезности: Увеличение вязкости жидкости с помощью бентонита или с добавлением других добавок, которые обычно включают частицы органических растений.

    Добавка для бурового раствора SAP – лучшее решение для борьбы с поглощениями

    Это новый экологически безопасный материал с хорошими водопоглощающими, загущающими и набухающими свойствами, который эффективно предотвращает потерю циркуляции.


    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.


    Copyright © 2024 Super Absorbent Polymer (Sodium polyacrylate, Potassium polyacrylate) | Privacy Policy