تكنولوژي توليد سوپر جاذب

 

 

دو نوع تكنولوژي توليد سوپرجاذب  پايه بهداشتي وجود دارد:

– پليمر شدن محلولي

– پليمر شدن تعليقي وارون

بيشتر توليد كنندگان از روش پليمر شدن محلولي به دليل فرآيند ساده تر، حلال آب، مسائل زيست محيطي، قيمت كمتر مواد اوليه و.. استفاده مي كنند.

هرچند تكنولوژي تعليقي وارون عليرغم پيچيدگي بيشتر داراي خواص برتري در مقايسه با تكنولوژي محلولي است شود.

الف. پليمرشدن محلولي
روش پليمرشدن محلولي (solution polymerization )، متداولترين روش توليد سوپرجاذب می باشد.

در روش معمولِ توليد سوپرجاذب فرايند پليمرشدن محلولي، مونومر آكريليك اسيد (معمولاً تازه تقطيرشده) را با محلولِ باز (سود يا پتاس) به طور كامل يا جزئي خنثي مي‌كنند شبكه ساز و آغازگر را جداگانه در آب حل مي‌كنند و به محلول مونومر مي افزايند.

آنگاه محلول همگن و شفاف حاصل را ضمن همزدن تا دماي تجزية آغازگر (كه مثلاً براي پرسولفاتها oC 70-60 است) گرما مي‌دهند. مخلوط به آرامي سفت و ژلي مي‌شود.

زمان واكنش، بسته به نوع وغلظت مونومر، آغازگر و شبكه ساز، از چند دقيقه تا چند ساعت متفاوت است.

پس از اتمام واكنش، مخلوط به شكل تودة ژلي در مي‌آيد. آن را قطعه قطعه و در دماي حدود oC 70-60 خشك، آسياب، و در صورت لزوم غربال مي كنند.

در نهايت پودر شكرمانندِ حاصل را  که سوپر جاذب نامیده می شود بسته بندي و در جاي خشك، و دور از نور نگهداري مي‌كنند. 

شكل هندسي ذرات پليمر حاصل از اين روش، كاملاً اتفاقي و نامشخص است و اكثر ذرات گوشه هاي تيز دارند.

مزيت اين فرايند، سادگي سامانة واكنش و عدم نياز آن به حلال آلي است  و بجز آب مقطر، مونومر، آغازگر و شبكه ساز به مواد ديگر نيازي نيست .

ب. پليمرشدن تعليقي وارون
از آنجا كه برخلاف تعليقهاي معمول «روغن در آب»، در اين فرايند از سامانة ناهمگن تعليقي قطرات پراكندة «آب در روغن» استفاده مي‌شود، آن را تعليقي وارون (inverse-suspension ) ناميده‌اند.

در اين فرايند ابتدا دو فاز معين، يعني آبي يا پراكنده (محلول آبي حاوي مونومرها، شبكه ساز و آغازگر) و فاز روغني يا پيوسته (محلول آلي حاوي عامل فعال سطحي و پايداركننده حل شده در يك حلال هيدروكربني غيرقطبي) تهيه و در يك واكنشگاه دو جداره مجهز به سامانة گرم كننده، اضافه مي شوند.

حلال آلي مي‌تواند مثلاً تولوئن يا سيكلوهگزان باشد. از امولسيون‌سازهاي آب-در-روغن مانند سوربيتان مونواولئات به عنوان عامل فعال سطحي و از پايداركننده هايي مانند مشتقات اتري سلولوز (مثلاً اتيل سلولوز) استفاده مي شود.

واكنش با همزدنِ موثر و گرمادهي (حدود oC 80) آغاز و در حدود دو ساعت كامل مي شود.

در اينجا، هر قطرة ريز فاز آبي معلق در فاز آلي، ‌حاوي تمام اجزاي يك فرايند پليمرشدن است و ريزواكنشگاهي به حساب مي آيد كه در درون آن شبكة پليمري رشد مي كند و نهايتاً شكل هندسي كروي قطره را به خود مي گيرد.

به همين دليل، سرعت و نوع همزن، تاثير بسزايي در اندازه و گاه شكل كلي ذرات دارند. پس از سرد كردن مخلوط، محصول را كه به شكل ذرات كروي ريز ته نشين شده است، صاف مي كنند و با همان حلال آلي و سپس با الكل شتشو مي دهند.

در نهايت، پس از خشك كردن، سوپر جاذب به شكل ذرات با شكلهاي كروي نسبتاً يكنواخت به دست مي آيد. آن را بسته بندي و در جاي خشك، و دور از نور نگهداري مي‌كنند.
در اين روش، انتخاب مقدار و نوع عامل فعال سطحي، اهميت خاصي در چگونگيِ شكل و اندازه ذرات دارد.

مثلاً در يك سامانة معين، با استفاده از سوربيتان مونو استئارات ذراتي با اندازة 120-10 ميلي‌متر به دست مي آيد، در حالي كه در همان سامانه، با استفاده از سوربيتان مونولورات، اندازة ذرات به 500-150 ميلي‌متر افزايش مي يابد

مزيت كلي اين روش، امكان كنترل دماي فرايند و اندازة ذرات، و عدم نياز به مراحل آسياب و غربال كردن است.

ضمناً ذرات هم‌شكلي به دست مي‌آيند و از صرف وقت و هزينه و همچنين آلودگي محيط و اتلاف محصول به دليل ايجاد ذرات بسيار ريز نامطلوب و گرد و غبار (به علت فقدان مراحل آسياب و غربال كردن) اجتناب مي‌شود.

 

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