اندازهگيري سرعت جذب سوپر جاذب
سرعت جذب، با اندازة ذرات سوپر جاذب، نسبت عكس و با دماي محيط تورم، نسبت مستقيم دارد.
واحد اين كميت قاعدتاً بايد g.g-1s-1باشد؛ اما در بعضي گزارشها، s-1 و در بعضي ديگر (مانند روش زمان گرداب) آن را برحسب ثانيه گزارش ميكنند.
اندازهگيري سرعت جذب به روش گِرداب
روش زمان گِرداب (Vortex time method)سادهترين و سريعترين روش سنجش سرعت جذب برای سوپر جاذب است كه بيشتر در آزمايشگاههاي صنعتي استفاده ميشود و نياز به مقدار كافي نمونه دارد.
در يك بشر 100 ميليليتري، ml50 محلول NaCl 9/0% ريخته و دماي آن را روي oC30 تنظيم ميكنند و توسط يك همزن مغناطيسي (ميلة آهنربا به طول mm400 با سرعت rpm 600) به هم ميزنند تا گرداب ايجاد شود.
2/0 گرم نمونة سوپر جاذب با اندازة ذرات مورد نظر (معمولاً مش 60-50) به سرعت، درست روي گرداب به محلول اضافه و همزمان، زمانسنج را روشن ميكنند و زمان از بين رفتن گرداب را بر حسب ثانيه، به عنوان معيار سرعت جذب (tv)ثبت ميكنند.
ميتوان سرعت جذب را برحسب واحد واقعي آن (g.g-1s-1) از tvبه دست آورد:
سرعت جذب = tv / (5/2)
اندازهگيري سرعت جذب به روش نمودار تورم-زمان و سينتيك تورم
براي ترسيم نمودار تورم-زمان، به جاي تورم تعادلي يا بيشينة تورم، مقادير تورم (آزاد يا تحت بار) را با هر روش دلخواه نامبرده در قسمتهاي پیشین، در زمانهاي مختلف اندازه ميگيرند.
چون سرعت جذب سوپر جاذب در لحظات اوليه بيشتر است، فواصل زمانهاي اوليه را كوتاهتر در نظر ميگيرند.
شكل زير نمونهاي از چنين نمودارهايي را براي يكسوپر جاذب آكريلي با سه اندازه ذرة مختلف نشان ميدهد.
شکل 2‑3: سينتيك تورم تحت فشار حدود psi 3/0 در محلول NaCl 9/0 % براي يك نمونه سوپر جاذب آكريلي در سه اندازه ذره مختلف: (الف) مش 30-25، (ب) مش 50-45، (ج) مش 100-80.
ذرات ريزتر سوپر جاذب (عدد مش بزرگتر) سرعت جذب بيشتري دارند. زيرا در آنها نسبت سطح به حجم و لذا سرعت نفوذ آب به درون شبكة هيدروژل، افزايش يافته است.
وقتي سوپر جاذب آزادانه متورم شود، اندازة ذرات بر ظرفيت جذب تعادلي يا نهايي اثري ندارد. اما وقتي سوپر جاذب تحت فشار باشد، اندازة ذرات بر ظرفيت جذب تاثير قابل توجهي دارد.
طبق شكل، مقدار جذب نهايي براي ذرات درشتتر بيشتر است. سينتيك تورم سوپرجاذبها از معادلة پايه وُيت براي سيالات گرانكشسان پيروي ميكند:
در اين رابطه، St تورم در زمان t برحسب g/g ، Se تورم تعادلي يا پارامتر قدرتي (g/g)،t زمان (ثانيه) و r ، پارامترِ سرعتي (ثانيه) است.
وقتي t=rباشد، Stبرابر با Se 63 خواهد بود. اين معادله را ميتوان هم براي مطالة سينتيك تورم آزاد و هم AUL استفاده كرد.
شکل 2‑4: سينتيك تورم يك نمونة سوپر جاذب هيبريدي آكريلي- صمغ عربي (MR5)در آب مقطر. دايرهها نقاط تجربي و خط ممتد بر اساس معادلة ویت بر اين نقاط رسم شده است.
با ترسيم تغييرات نمايي ميزان تورم برحسب زمان بر اساس معادلة ویت ميتوان پارامترهاي كليدي Seو r را براي هر نمونة سوپرجاذب تعيين كرد.
پارامتر قدرتي، همان بيشينة جذب و پارامتر سرعتي، معيار سرعت جذب است. هر چه rكوچكتر باشد، سرعت جذب بيشتر است و لذا با جذب تعيين شده با روش گرداب، شباهت دارد.
براي صحت بيشتر و پيشگيري از برخي ابهامات و تعيين سرعت جذب بر حسب واحد واقعي آن (g.g-1s-1)، نگارنده پيشنهاد كرده است كه در مجموعه معيني از نمونهها كه با نمونة مجهول مورد مقايسه هستند، با ترسيم نمودار تورم-زمان و محاسبة rنمونهها، كوچكترين مقدار عددي r تعيين و از روي نمودار تورم-زمانِ نمونة مجهول، مقدار تورمِ مربوط به آن تعيين ميشود (St-mr). آنگاه سرعت جذب از رابطة زير محاسبه ميشود:
سرعت جذب = St-mr / tmr
