QUOTE

Hướng dẫn về Polymer siêu thấm (2024)

January 18, 2024

    Tổng quan

    SAP (polyme siêu thấm) là một loại vật liệu polymer chức năng. Nó có thể hấp thụ nước gấp vài trăm lần trọng lượng của chính nó.

    Lịch sử

    Nguồn gốc của hóa học polyme siêu thấm bắt nguồn từ đầu những năm 1960 khi Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ phát triển các vật liệu polyme siêu hấp thụ tốt nhất.

    Thành phần hóa học

    SAP là thuật ngữ chung cho các polyme siêu thấm và các loại SAP khác nhau có thành phần hóa học khác nhau.

    Polyme siêu hấp thụ thường là natri polyacrylate được sản xuất bằng cách trùng hợp natri hydroxit và axit acrylic.

    Các polyme siêu hấp thụ có sự khác biệt lớn về các chỉ số khác nhau như tốc độ hấp thụ nước, khả năng hấp thụ nước và tỷ lệ giữ nước của máy ly tâm, được nhận ra bằng cách thay đổi thành phần và quy trình sản xuất của chúng.

    Ví dụ, để đáp ứng nhu cầu của nông nghiệp, nguyên liệu thô được thay đổi từ natri hydroxit thành kali hydroxit, để sản phẩm tạo thành kali polyacrylate loại nhựa thấm nước. Điều này không chỉ ngăn ngừa nguy cơ nhiễm mặn đất do các ion natri trong sản phẩm phân hủy của nó mà còn làm tăng hàm lượng kali trong đất.

    Tóm lại, polyme siêu thấm không bằng natri polyacrylate. Nó có thể là natri polyacrylate hoặc kali polyacrylate, và nó cũng có thể đề cập đến các loại polyme hấp thụ ghép khác nhau, chẳng hạn như các polyme được sử dụng đặc biệt cho các polyme hấp thụ nước ghép tinh bột sinh học cho mục đích phân hủy.


    Các loại Polymer siêu thấm

    Trong chương này chúng ta sẽ nói về việc phân loại các polyme siêu hấp thụ.

    Việc phân loại sẽ theo các khía cạnh sau: thành phần hóa học và chất lượng.

    Thành phần hóa học của SAP

    SAP chủ yếu được chia thành hai lớp:

    Và đây là những điểm quan trọng về cách sử dụng chính.

    Kali polyacrylate loại SAP

    • Khả năng hấp thụ trong đất;
    • Kích thước hạt;
    • Khả năng chống quang phân;
    • Thời hạn hiệu lực.

    Natri polyacrylate loại SAP

    • Sản phẩm vệ sinh (như tã lót, khăn vệ sinh)
      1. Tỷ lệ hấp thụ;
      2. Hấp thụ dưới áp suất và khả năng lưu giữ sau ly tâm;
      3. Tính thấm chất lỏng;
      4. Monome dư.
    • Băng chống thấm của cáp
      1. Chiều cao mở rộng;
      2. Kích thước dạng hạt.
    • Túi đá
      1. Giá;
      2. Kích thước dạng hạt.
    • Túi chống lũ
      1. Tỷ lệ hấp thụ;
      2. Khả năng chống quang phân.
    • Rò rỉ khi dừng khoan
      1. Độ nhớt;
      2. Thời gian đông máu.

    Cấp chất lượng của SAP

    Như chúng ta đã biết, SAP là thuật ngữ chung chỉ các loại polyme có khả năng hút nước. Ngoài polyacrylate natri phổ biến nhất, nó còn bao gồm polyacrylate kali và SAP ghép.

    SAP cải tiến

    Cải tiến SAP – Cải thiện ở một số mặt như:

    • SAP dựa trên tinh bột – Loại SAP có khả năng phân hủy sinh học;
    • SAP ghép dựa trên khoáng chất (dành cho cây trồng) – Có sẵn trong đất trong nhiều năm;
    • SAP với chất xúc tác cải tiến – Khả năng giãn nở cao (để chặn nước vào cáp);
    • Loại cation SAP – phụ gia bê tông.

    SAP thông thường

    • Kali polyacrylate – chủ yếu được sử dụng trong nông nghiệp làm chất giữ nước;
    • Sodium polyacrylate – được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp như Tã giấy, Băng vệ sinh, Túi đá, Máy làm mát không khí, Cao su giãn nở, v.v.

    SAP bị lỗi

    • SAP tái chế: SAP đã được sử dụng và tái chế;
    • SAP bị cháy: SAP được tạo ra ở nhiệt độ quá cao.

    Công dụng của Polymer siêu thấm

    Nó là vật liệu hấp thụ nước nhanh chóng và với số lượng lớn, sau đó biến thành hydrogel.

    Chương này sẽ giới thiệu việc sử dụng các polyme siêu hấp thụ.

    Như đã đề cập ở đầu bài viết, polymer siêu hấp thụ là vật liệu hấp thụ nước nhanh chóng và với số lượng lớn, sau đó biến thành hydrogel. Lợi dụng những đặc điểm của nó, chúng tôi thử phân loại công dụng của nó như sau:

    • Vật liệu hấp thụ siêu mạnh cho chất lỏng vô cơ. Trên thực tế, nó là vật liệu hút nước có tốc độ hấp thụ chất lỏng vô cơ cao nhất có thể tìm thấy cho đến nay. Hiệu quả hấp thụ nước tinh khiết có thể đạt tới hàng nghìn lần trọng lượng của chính nó.
    • Chất liệu gel không độc hại và thân thiện với môi trường. Nó được sử dụng rộng rãi trong các túi chườm đá mới. Ngoài ra, natri polyacrylate biến tính còn hấp thụ nước để tạo thành hydrogel hình cầu, được sử dụng rộng rãi trong các chậu cây cảnh trong nhà, đạn súng đồ chơi, v.v.
    • Vật liệu chống thấm cho mục đích đặc biệt. Hydrogel sau khi natri polyacrylate hấp thụ nước không hòa tan trong nước và có thể cô lập nước một cách hiệu quả. Nó được sử dụng rộng rãi làm vật liệu chống thấm cho bên ngoài cáp và vật liệu chặn nước cho bao cát nhẹ chống lũ.
    • Vật liệu chữa cháy có rào cản oxy. Natri polyacrylate có thể nhanh chóng hấp thụ nước và nở ra về thể tích khi gặp nước. Theo nguyên tắc này, nó có thể được sử dụng làm vật liệu làm mát và rào cản oxy hiệu quả trong bình chữa cháy.

    Có rất nhiều công dụng của polyme siêu thấm mà chúng tôi không thể liệt kê hết trong bài viết này nên bài viết này chỉ liệt kê một số công dụng thông dụng của chúng và không giới thiệu chi tiết.

    SAP cho cây trồng

    Thông thường, hydrogel hình thành sau khi polyme siêu hấp thụ nước có thể giữ nước chắc chắn và không để nước thoát ra khỏi hydrogel nữa. Nhưng chúng ta có thể đặt áp suất thẩm thấu của hydrogel polyme siêu hấp thụ thấp hơn áp suất thẩm thấu hấp thụ nước của rễ cây bằng cách xử lý.

    Bằng cách này, chúng ta có được một “hồ chứa nhỏ trong đất” rất, rất kỳ diệu, có thể:

    • Sau khi tưới Sau khi tưới hoặc mưa, nó hấp thụ nước cứng và tạo thành hydrogel để lưu trữ lượng nước dư thừa trong đất.
    • Khi đất tương đối khô, nước trong hydrogel sẽ được giải phóng đến rễ cây.

    Là loại polymer siêu hấp thụ dành cho cây trồng, nó là một dạng hạt siêu hấp thụ độc đáo, có tác dụng tăng độ ẩm cho cây trồng.

    Chính xác thì polyme siêu thấm có thể làm gì cho cây trồng?

    SAP cấp nông nghiệp ( kali polyacrylate ) có thể được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, lâm nghiệp và làm vườn, chẳng hạn như chất giữ nước trong đất, hạt giống lớp phủ, canh tác không cần đất, cỏ nhân tạo, v.v.

    • Cải thiện sự nảy mầm và nảy mầm của hạt để giúp cây có sự khởi đầu sớm, khỏe mạnh,
    • Tiết kiệm nước tưới, tăng năng suất cây trồng và trái cây,
    • Nó chứa Kali, Phốt pho Nitơ và giải phóng hiệu quả phân bón từ từ.

    Các chỉ số quan trọng như sau,

    • Khả năng hấp thụ của đất. Khả năng hấp thụ nước trong đất tương đối cao, bao gồm khả năng hấp thụ nước dưới áp suất cao và nồng độ ion cao. Đồng thời, nhiệt độ trong đất cũng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hút nước của đất.
    • Kích thước hạt. Kích thước hạt cũng quyết định khả năng giữ nước của kali polyacrylate trong đất. Ví dụ, hạt càng lớn thì viscose càng mạnh, có thể chống lại áp lực trong đất nhưng làm giảm khả năng hấp thụ nước tối đa.
    • Khả năng chống quang phân. Kali acrylate thường trải qua quá trình quang phân trong một thời gian dài trong đất. Khả năng chống quang phân quyết định tuổi thọ của kali polyacrylate trong đất.
    • Thời hạn hiệu lực. Kali polyacrylate thường có thời hạn sử dụng rất dài trước khi sử dụng. Vì vậy nếu bạn mua sản phẩm này với số lượng lớn thì nên vận chuyển bằng đường biển.

    Sử dụng cho nông nghiệp

    Cách ứng dụng

    • ứng dụng khô
      • Trộn đều với phân bón và đất rồi bón hỗn hợp xuống đất bằng máy bón phân.
      • Đối với khu vực hạn chế (dưới 20 mét vuông), nên áp dụng thủ công.
      • Xới đất hoàn toàn bằng máy làm đất (yêu cầu ở độ sâu 20cm).
      • Giẫm nát mặt đất.
      • Tưới đất.
    • Ứng dụng ướt
      • Để SAP hấp thụ 200 lần nước và trở thành dạng gel.
      • Đưa vào luống gieo hạt.
      • Đối với khu vực hạn chế (dưới 20 mét vuông), nên áp dụng thủ công.
      • Sắp xếp lại lớp đất bề mặt trước khi trồng.

    Ví dụ, trong việc trồng mía nhờ mưa, năng suất tăng đáng kể khoảng. 25% được quan sát.

    • Khi trồng lại ruộng, hãy đặt SAP vào các luống nơi đặt chồi mía.
    • SAP có thể được áp dụng cùng lúc với phân bón.
    • Che phủ các chồi bằng đất bằng cách xới đất lên.

    Sử dụng cho trồng trọt

    • Đào một cái hố có thể tích gấp ba lần thể tích của bộ rễ.
    • Trộn 1 đến 2 kg SAP mỗi m³ vào đất lấp.
    • Đặt bầu rễ cây xuống đáy hố và lấp đất đã xử lý vào hố. Đảm bảo rằng sản phẩm được phân bố đều xung quanh rễ. Sau đó phủ lên bề mặt 5 cm đất chưa xử lý để ngăn chặn sự phân hủy polyme bởi tia cực tím và sự đọng nước trên bề mặt.
    • Đặc biệt cẩn thận không đặt sản phẩm khô chưa trộn vào đáy lỗ. Sau khi hydrat hóa, sản phẩm sẽ làm mất ổn định cây trồng.

    Dùng để ngâm rễ trần

    • Trộn 1 kg SAP trong 150-200 lít nước. (Số lượng thay đổi tùy theo độ mặn của nước)
    • Từ từ đổ sản phẩm vào trong khi khuấy nước để thu được hỗn hợp mà không làm đổ các hạt.
    • Để yên băng trong 15 phút, thời gian cần thiết để SAP đạt được độ hấp thụ tối đa. Điều quan trọng là phải có lớp băng bám dính hoàn toàn vào rễ. Thời gian ủ càng lâu thì lớp phủ sẽ càng dày và càng bám vào rễ tốt hơn.
    • Thuốc diệt tuyến trùng và/hoặc thuốc diệt nấm hòa tan trong nước cũng có thể được thêm vào chế phẩm để bảo vệ thực vật chống lại sự tấn công của tuyến trùng và nấm.

    Dùng để ngâm rễ trần

    SAP ở dạng hydrogel có thể được đặt trong túi nhựa kín. Sau khi đông lạnh, các túi này thường được sử dụng để vận chuyển các sản phẩm thực vật nhạy cảm với nhiệt như hoa cắt cành. Hydrogel có khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời và không bị rò rỉ sau khi rã đông.


    Sử dụng cho gieo hạt bằng nước

    Ưu điểm khác của SAP là nó ngăn chặn lớp phủ xenlulo trở thành lớp cứng trong thời gian khô hạn. Lớp phủ vẫn được thông thoáng và cho phép hạt nảy mầm nhanh chóng. SAP cũng có thể giảm lượng lớp phủ.

    • SAP phải được thêm vào cuối cùng vào thùng gieo hạt, sau các thành phần khác: hạt giống, phân bón, lớp phủ, v.v.
    • Khuấy ít nhất 15 phút trước khi trải đều.

    SAP cho sản xuất

    Mỗi ngày trôi qua, SAP đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các ngành công nghiệp và ứng dụng do tính phổ biến và hiệu quả ngày càng tăng trong việc ngăn chặn nước.

    Một số ứng dụng như sau,

    Đối với sản phẩm vệ sinh

    Trên thực tế, việc ứng dụng polyme siêu hấp thụ vào thực vật chỉ chiếm một phần nhỏ trong công dụng của nó. Hơn 90% polyme siêu thấm được sử dụng trong các sản phẩm vệ sinh như tã lót và băng vệ sinh làm vật liệu thấm hút.

    Với đặc tính hấp thụ và khóa chất lỏng tuyệt vời, nó đã tìm thấy những ứng dụng rất hữu ích trong các sản phẩm dễ bị ẩm như:

    • Tã,
    • Băng vệ sinh,
    • Miếng đệm điều dưỡng và
    • Tấm lót thú cưng.

    Trong việc sử dụng các sản phẩm vệ sinh, các thông số sản phẩm của SAP khác với các thông số sử dụng trong nhà máy.

    Các chỉ số quan trọng như sau,

    • Tỷ lệ hấp thụ;
    • Hấp thụ dưới áp suất và khả năng lưu giữ sau ly tâm;
    • Tính thấm chất lỏng;
    • Monome dư.

    Dùng cho cáp chống thấm

    SAP không chỉ có thể hấp thụ nước nhanh chóng mà gel hình thành sau khi hấp thụ nước có thể chặn nước một cách hiệu quả. Vì vậy nó cũng chiếm một vị trí trong nhiều vật liệu chặn nước.

    SAP là một sản phẩm rất được ưa chuộng trong lĩnh vực sản xuất băng keo và thuốc mỡ chống thấm nước cho tất cả các loại cáp; thậm chí cáp quang còn sử dụng SAP. Mức độ và tốc độ hấp thụ khá cao cũng như tỷ lệ lạm phát tổng thể và mức độ lạm phát khi gặp nước cũng vậy.

    Các chỉ số quan trọng như sau,

    • Chiều cao mở rộng;
    • Kích thước dạng hạt.

    Được sử dụng trong cáp

    • Bột mịn,
    • Hấp thụ nhanh,
    • Lạm phát giếng dưới áp lực ≥15mm/1 phút ≥18mm/3 phút
    • Ổn định tốt với ánh sáng, nhiệt, axit và kiềm.

    Dùng trong băng chặn nước

    • Bột mịn có kích thước đồng đều,
    • Chịu được nhiệt độ cao và lạnh tốt,
    • Ổn định tốt với ánh sáng, nhiệt, axit và kiềm.

    Đối với túi đá

    So với túi đá thông thường, túi đá do SAP sản xuất có nhiều ưu điểm như kết cấu mềm mại, hình thành tinh thể đá nhanh và ngăn nước tràn.

    Nước ngọt được dẫn vào từng khối băng riêng lẻ để kích hoạt chúng; Polyme siêu hấp thụ ngay lập tức bắt đầu hấp thụ nước và chuyển nó thành Gel bằng cách đặt chúng dưới vòi nước sạch; trong khoảng 20 phút, nó sẽ ngấm đủ nước để tạo thành những viên đá nhỏ hình đệm. Bây giờ chúng đã sẵn sàng để sử dụng bằng cách đặt chúng vào tủ đông.

    Các chỉ số quan trọng như sau,

    • Thời gian hydrat hóa;
    • Giá;
    • Kích thước dạng hạt.

    Đối với bao cát chống lũ bơm hơi

    SAP có ứng dụng độc đáo này trong Quản lý thảm họa, nơi nó được sử dụng để chuẩn bị các bao cát, khi tiếp xúc với nước, nó sẽ nhanh chóng hấp thụ và nở ra để tạo thành rào cản ngăn nước tiến lên. Mặc dù chúng ta gọi là Bao Cát nhưng thực ra chúng không chứa cát; chúng được gọi như vậy bởi vì đó là cách chúng được biết đến theo truyền thống.

    Những Bao Cát Không Cát này ban đầu có kích thước khá nhỏ và trọng lượng nhẹ nhưng chúng ngấm nước để tạo thành hình dạng chắc chắn. Chúng dễ dàng cất giữ và vận chuyển hơn và chiếm ít không gian hơn khi không sử dụng.

    Các chỉ số quan trọng như sau,

    • Tỷ lệ hấp thụ;
    • Khả năng chống quang phân.

    Để bảo vệ bê tông

    Bê tông cần hút nước liên tục trong quá trình đông kết, nếu không sẽ bị khô và làm hỏng vẻ ngoài cũng như độ cứng của bê tông. Sau khi thêm đúng công thức SAP đặc biệt khi trộn bê tông, hydrogel SAP có thể đệm chênh lệch giãn nở trong quá trình đông đặc bê tông, ngăn ngừa nứt bê tông một cách hiệu quả.

    • Tính thấm của nó khá thấp; nó hoàn toàn loại bỏ hàm lượng nước,
    • Do kết cấu dạng sợi của nó, nó có thể được lưu trữ để tạo thành một rào cản thẳng đứng,
    • Vì nó là chất bịt kín hiệu quả nên nó được ứng dụng trong các sản phẩm gốc Xi măng.

    Để xử lý nước thải

    SAP là giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho các chất hóa rắn số lượng lớn khác, bao gồm xi măng Portland, bụi lò, lõi ngô, mùn cưa hoặc các chất hấp thụ hàng hóa khác.

    Đặc tính độc đáo của SAP là khả năng hấp thụ nước hoặc chất lỏng hữu cơ, loại bỏ dầu và chống lại sự phân hủy sinh học trong khi vẫn giữ chất lỏng dưới áp suất. Điều này làm cho nó trở thành phương tiện ổn định lý tưởng để xử lý chất thải tại các bãi chôn lấp.

    Các dòng chất thải công nghiệp khác nhau tùy theo độ mặn, nhiệt độ và thành phần hóa học, do đó cần cung cấp nhiều loại polymer để phù hợp với yêu cầu về kinh tế và hiệu suất cho từng dự án hóa rắn công nghiệp.

    Thuận lợi

    • Liên kết hóa học với nước và không giải phóng chất lỏng,
    • Giảm thiểu khối lượng chất thải vì độ giãn nở điển hình nhỏ hơn 1%,
    • Trộn nhanh để nâng cao hiệu quả sản xuất,
    • Giảm chi phí vận chuyển và xử lý chất thải so với các chất độn khác.

    để khoan

    Trong quá trình khoan giếng dầu hoặc khí, sự mất tuần hoàn xảy ra khi dung dịch khoan, thường được gọi là “bùn”, chảy vào một hoặc nhiều thành tạo địa chất thay vì quay trở lại hình khuyên. Sự lưu thông bị mất có thể là một vấn đề nghiêm trọng trong quá trình khoan giếng dầu hoặc giếng khí.

    Phụ gia bùn khoan SAP là một sản phẩm bảo vệ môi trường mới với đặc tính hút nước và trương nở tốt, có thể chống lại tình trạng mất tuần hoàn một cách hiệu quả.

    Tuần hoàn bị mất là gì?

    Trong quá trình khoan giếng dầu hoặc khí, sự mất tuần hoàn xảy ra khi dung dịch khoan, thường được gọi là “bùn”, chảy vào một hoặc nhiều thành tạo địa chất thay vì quay trở lại hình khuyên. Sự lưu thông bị mất có thể là một vấn đề nghiêm trọng trong quá trình khoan giếng dầu hoặc giếng khí.

    Hậu quả

    1. xả hơi

    Nếu lượng chất lỏng trong giếng giảm do mất tuần hoàn (hoặc bất kỳ lý do nào khác), áp suất thủy tĩnh sẽ giảm, điều này có thể cho phép khí hoặc chất lỏng ở áp suất cao hơn áp suất thủy tĩnh giảm chảy vào giếng. Dòng khí hoặc chất lỏng tràn vào giếng, được gọi là “cú đá”, có thể dẫn đến nổ tung.

    1. Khoan khô

    Khoan khô xảy ra khi chất lỏng bị mất hoàn toàn khỏi giếng mà không thực sự dừng lại. Tác động của việc khoan khô có thể từ nhỏ đến phá hủy đến nghiêm trọng đến hư hỏng lớn đối với giếng cần phải khoan giếng mới. Khoan khô cũng có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho dây khoan, bao gồm cả việc làm gãy ống và chính giàn khoan.

    Giải pháp tuần hoàn bị mất

    Giải pháp truyền thống cho tình trạng mất lưu thông

    Có một số lựa chọn có sẵn khi xảy ra hiện tượng mất tuần hoàn, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng: Tăng độ nhớt của chất lỏng bằng bentonite hoặc bổ sung các chất phụ gia khác, thường bao gồm các hạt thực vật hữu cơ.

    Phụ gia bùn khoan SAP – Giải pháp tốt hơn cho tình trạng mất tuần hoàn

    Nó là một vật liệu bảo vệ môi trường mới với khả năng hấp thụ nước tốt, đặc tính làm dày và đặc tính trương nở, có thể chống lại sự lưu thông bị mất một cách hiệu quả.


    Ứng dụng khác

    Nó được sử dụng rộng rãi trong một số loại sản phẩm do những đặc tính tuyệt vời của nó; một số trong số họ có thể được liệt kê ở đây:

    • Là chất phụ gia cho lớp phủ chức năng trong nhiều ứng dụng cụ thể,
    • Là một chất phụ gia trong làm mát không khí,
    • Để mở rộng yêu cầu về cao su,
    • Hấp thụ nước thải từ các ngành công nghiệp,
    • Trong ngành khai thác mỏ để quản lý thiên tai và rò rỉ thông thường,
    • Trong một số mỹ phẩm.

    Do khả năng tác động lên độ ẩm tuyệt vời, SAP (Polymer siêu thấm) đang tìm kiếm những mục đích mới hơn để sử dụng nó.


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