معرفی سوپرجاذب

 

پليمرهاي سوپر جاذب (SAP:Super Absorbent Polymers)، ژل‌هاي پليمري آب‌دوست يا هيدروژل‌هايي هستند كه مي‌توانند مقادير زيادي آب، نرمال سالين (آب نمك 9/0 درصد) يا محلول‌هاي فيزيولوژيكي را جذب كنند.

از لحاظ عملي، يك سوپر جاذب به صورت ماده خشكي توصيف مي‌شود كه مي‌تواند چندين صد برابر وزن خود محلول آبي جذب كند. سوپر جاذب متورم شده تغييري نمي‌كند و از اين رو سوپرجاذب به هر شكلي كه باشد (دانه، ليف، فيلم و….) به همان شكل باقي مي‌ماند.

هيدروژل به دست آمده از تبديل سوپر جاذب خشك بايد از نظر فيزيكي به قدر كافي بي‌نقص باشد تا وقتي در آب قرار مي‌گيرد در برابر جاري شدن و حل شدن مقاومت كند.

ذرات هيدروژل سوپرجاذب بدون حل شدن تا رسيدن به حجم تعادلي خود متورم مي‌شوند.

 

سوپرجاذب متورم شده به علت وجود برخي اشكال گره‌هاي شبكه‌اي، مانند اتصالات عرضي، حل نمي‌شود.

اين طبقه از مواد در اواخر دهه 1950 در آمريكا پي نهاده شده و براي بسياري از كاربردهاي متمركز از جمله عوامل نگهداري آب در كشاورزي و كمك به اطفاءحريق طراحي گرديد.

ليكن گسترش اين مواد در مقياس صنعتي به اوايل دهه 1980 برمي‌گردد كه در ژاپن اين مواد در زمينه بهداشت فردي به كار رفت.

معلوم شد كه اين مواد مي‌توانند از نظر قيمت به عنوان جانشين مواد سنتي فلاف در پوشك بچه به كار روند.

پليمرهاي سوپرجاذب ، صنايع بهداشتي ( سلولوزی ) را در طول دهه گذشته متحول كرده و اكنون نزديك به دو میلیون تن سوپرجاذب  در سال توليد مي‌شود.

                                                                        پودر سوپر جاذب بهداشتی

ويژگي‌هاي سوپرجاذب

سوپرجاذب‌‌ ها شبکه‌های پلیمری هستند که خاصیت نگهداری حلال را در ساختمان خود دارند.

آن‌ها از نظر کشسانی تمایل دارند که نرم باشند و از لحاظ اسمزی بسیار فعال هستند.

سوپرجاذب‌‌ ها دارای وزن مولکولی بی‌نهایت و اتصالات عرضی هستند که این اتصالات باعث تشکیل شبکه سه‌ بعدی غیرقابل‌حل در حلال می‌شود.

هر‌گاه حلال درون شبکه  سوپرجاذب ، آب یا محلول‌های آبی باشد، سوپرجاذب را هیدروژل می‌گویند.

سوپرجاذب ‌های پلیمری دارای خاصیت جذب فوق‌العاده آب در محلول‌ رقیق الکترولیت‌ها و یا آب خالص بوده و در شرایط متفاوت با مرحله جذب از نظر دما و pH، قادر به دفع آن هستند.

اینگونه سوپرجاذب‌‌ها در حین جذب یا دفع آب می‌توانند موادی را که در آن‌ها بارگذاری شده با شدت مناسب پس داده و همانند مخزنی از ذخیره این مواد عمل کنند.

پلیمرهاي سوپرجاذب آب می‌توانند مقادیر زیادی آب و یا محلول آبی جذب نموده و متورم شوند.

این مخازن ذخیره‌ای کوچک وقتی که در داخل خاک قرار می‌گیرند، آب حاصل از بارندگی و آبیاری را به خود جذب نموده و از فرونشست آن جلوگیری می‌نمایند.

مشخصات مورد نظر براي سوپرجاذب‌‌ها دقيقاً به كاربرد ماده نهايي آن‌ها بستگي دارد. ويژگي‌هاي اصلي عبارتند از:

 

• توانايي جذب آب زياد (اين مواد بايد مقادير زيادي آب را جذب كنند و در خود نگه دارند

• سرعت زياد جذب (جذب مقدار زيادي سيال در واحد زمان

• استحكام ژل (اين مواد نبايد پس از تورم، لزج و جاري شوند

 

براي برخي مصارف، جذب سيال بايد برگشت‌پذير باشد، بدين معني كه پليمر بتواند سيال را چندين بار جذب و رها كند.

افزون بر اين، سوپرجاذب‌‌ها نبايد سمي و حاوي مقادير جزئي مونومرهاي واكنش نداده باشند.

و بالاخره اينكه مواد اوليه و فرايند توليد اين مواد بايد ارزان تمام شود.

در عمل امكان اختصاص همه اين ويژگي‌ها به يك ساختار پليمري به طور همزمان تا جدی بعيد است.

هيدروژل‌هاي سوپرجاذب آكريلي بيشترين اهميت را در ميان انواع گوناگون هيدروژل‌هاي سوپرجاذب  دارند.

خواص خوب اين سوپرجاذب‌‌ها از نظر ميزان جذب، سرعت، استحكام ژل و ارزان بودن مونومرهاي آكريلي سبب جذابيت اين خانواده از سوپرجاذب‌‌ها شده است.