تکنولوژی تولید سوپر جاذب

دو نوع تکنولوژی تولید سوپرجاذب  پایه بهداشتی وجود دارد:

– پلیمر شدن محلولی

– پلیمر شدن تعلیقی وارون

بیشتر تولید کنندگان از روش پلیمر شدن محلولی به دلیل فرآیند ساده تر، حلال آب، مسائل زیست محیطی، قیمت کمتر مواد اولیه و.. استفاده می کنند.

هرچند تکنولوژی تعلیقی وارون علیرغم پیچیدگی بیشتر دارای خواص برتری در مقایسه با تکنولوژی محلولی است شود.

الف. پلیمرشدن محلولی
روش پلیمرشدن محلولی (solution polymerization )، متداولترین روش تولید سوپرجاذب می باشد.

در روش معمولِ تولید سوپرجاذب فرایند پلیمرشدن محلولی، مونومر آکریلیک اسید (معمولاً تازه تقطیرشده) را با محلولِ باز (سود یا پتاس) به طور کامل یا جزئی خنثی می‌کنند شبکه ساز و آغازگر را جداگانه در آب حل می‌کنند و به محلول مونومر می افزایند.

آنگاه محلول همگن و شفاف حاصل را ضمن همزدن تا دمای تجزیه آغازگر (که مثلاً برای پرسولفاتها oC ۷۰-۶۰ است) گرما می‌دهند. مخلوط به آرامی سفت و ژلی می‌شود.

زمان واکنش، بسته به نوع وغلظت مونومر، آغازگر و شبکه ساز، از چند دقیقه تا چند ساعت متفاوت است.

پس از اتمام واکنش، مخلوط به شکل توده ژلی در می‌آید. آن را قطعه قطعه و در دمای حدود oC ۷۰-۶۰ خشک، آسیاب، و در صورت لزوم غربال می کنند.

در نهایت پودر شکرمانندِ حاصل را  که سوپر جاذب نامیده می شود بسته بندی و در جای خشک، و دور از نور نگهداری می‌کنند. 

شکل هندسی ذرات پلیمر حاصل از این روش، کاملاً اتفاقی و نامشخص است و اکثر ذرات گوشه های تیز دارند.

مزیت این فرایند، سادگی سامانه واکنش و عدم نیاز آن به حلال آلی است  و بجز آب مقطر، مونومر، آغازگر و شبکه ساز به مواد دیگر نیازی نیست .

ب. پلیمرشدن تعلیقی وارون
از آنجا که برخلاف تعلیقهای معمول «روغن در آب»، در این فرایند از سامانه ناهمگن تعلیقی قطرات پراکنده «آب در روغن» استفاده می‌شود، آن را تعلیقی وارون (inverse-suspension ) نامیده‌اند.

در این فرایند ابتدا دو فاز معین، یعنی آبی یا پراکنده (محلول آبی حاوی مونومرها، شبکه ساز و آغازگر) و فاز روغنی یا پیوسته (محلول آلی حاوی عامل فعال سطحی و پایدارکننده حل شده در یک حلال هیدروکربنی غیرقطبی) تهیه و در یک واکنشگاه دو جداره مجهز به سامانه گرم کننده، اضافه می شوند.

حلال آلی می‌تواند مثلاً تولوئن یا سیکلوهگزان باشد. از امولسیون‌سازهای آب-در-روغن مانند سوربیتان مونواولئات به عنوان عامل فعال سطحی و از پایدارکننده هایی مانند مشتقات اتری سلولوز (مثلاً اتیل سلولوز) استفاده می شود.

واکنش با همزدنِ موثر و گرمادهی (حدود oC ۸۰) آغاز و در حدود دو ساعت کامل می شود.

در اینجا، هر قطره ریز فاز آبی معلق در فاز آلی، ‌حاوی تمام اجزای یک فرایند پلیمرشدن است و ریزواکنشگاهی به حساب می آید که در درون آن شبکه پلیمری رشد می کند و نهایتاً شکل هندسی کروی قطره را به خود می گیرد.

به همین دلیل، سرعت و نوع همزن، تاثیر بسزایی در اندازه و گاه شکل کلی ذرات دارند. پس از سرد کردن مخلوط، محصول را که به شکل ذرات کروی ریز ته نشین شده است، صاف می کنند و با همان حلال آلی و سپس با الکل شتشو می دهند.

در نهایت، پس از خشک کردن، سوپر جاذب به شکل ذرات با شکلهای کروی نسبتاً یکنواخت به دست می آید. آن را بسته بندی و در جای خشک، و دور از نور نگهداری می‌کنند.
در این روش، انتخاب مقدار و نوع عامل فعال سطحی، اهمیت خاصی در چگونگیِ شکل و اندازه ذرات دارد.

مثلاً در یک سامانه معین، با استفاده از سوربیتان مونو استئارات ذراتی با اندازه ۱۲۰-۱۰ میلی‌متر به دست می آید، در حالی که در همان سامانه، با استفاده از سوربیتان مونولورات، اندازه ذرات به ۵۰۰-۱۵۰ میلی‌متر افزایش می یابد

مزیت کلی این روش، امکان کنترل دمای فرایند و اندازه ذرات، و عدم نیاز به مراحل آسیاب و غربال کردن است.

ضمناً ذرات هم‌شکلی به دست می‌آیند و از صرف وقت و هزینه و همچنین آلودگی محیط و اتلاف محصول به دلیل ایجاد ذرات بسیار ریز نامطلوب و گرد و غبار (به علت فقدان مراحل آسیاب و غربال کردن) اجتناب می‌شود.

منبع : پژوهشکده پلیمر وپتروشیمی ایران http://ippitechmart.com