POLYMER SIÊU THẤM – SIÊU TRƯƠNG NỞ - VICHEMSAP400
POLYMER SIÊU THẤM – SIÊUTRƯƠNG NỞ - VICHEMSAP400 và VICHEMSAP4000
I. Lịchsử hoá học của polymer siêu thấm:
- Những năm đầu thập niên 1980, chấtliệu thấm nước là cellulosic hoặc sản phẩm chất xơ. Những chất liệu được lựa chọn làmô giấy, bông, vật liệu xốp, và bột giấy. Hầu hết các chất này chỉ có khả nănggiữ nước khoảng 20 lần trọng lượng của nó.
- Trong đầu năm 1960, Sở Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã tiến hành các nghiên cứutrên nguyên vật liệu để cải thiện việc giữ nước trong đất. Họ phát triển mộtloại nhựa dựa vào việc ghép các polyme Acrylonitrile lên khung của những nguyêntử tinh bột. Sản phẩm của các quá trình thuỷ phân tạo ra co-polymerAcrylonitrile-tinh bột đã hấp thu lượng nước lớn hơn 400 lần trọng lượng củanó. Ngoài ra, các gel này có khả năng giữ lại nước – điều mà các sợi hấp thụkhông làm được.
- Các polymer được biết đến như là "SuperSlurp". USDA đã chuyển giao các kỹ thuật cho một số công ty Hoa Kỳ để pháttriển các công nghệ cơ bản này. Hàng loạt các kết hợp công nghệ đã được thử vớiacrylic, acid acrylamide và polyvinyl rượu (PVA).
- Do những công ty Nhật không được USDA chuyển giao công nghệ nên họ bắt đầunghiên cứu độc lập cách sử dụng tinh bột, cacboxyl methyl cellulose (CMC), axítacrylic, polyvinyl alcohol (PVA) và isobutylene maleic anhydride (IMA).
- Trên toàn cầu đã có nhiều công ty tham gia vào việc phát triển hoá học siêuthấm bao gồm Dow Chemical, Hercules, General Mills Chemical, Dupont, Nationalstarch & Chemical, Enka (Akzo), Sanyo Chemical, Sumitomo Chemical, Kao,Nihon Starch và Japan Exlan.
- Trong những năm đầu thập niên 1970, lần đầu tiên polyme siêu thấm đã được sửdụng trong thương mại – không chỉ dùng cho việc cải tạo đất – mà còn được ứngdụng trong các sản phẩm vệ sinh sử dụng 1 lần. Những sản phẩm đầu tiên được đưara thị trường là băng vệ sinh dành cho phụ nữ và sản phẩm dành cho người lớn.
- Trongnăm 1978, Davis Park sử dụng polymers siêu thấmtrong giấy vệ sinh.
- Năm 1982, lần đầu tiên ở Châu Âu,Schickendanz và Beghin-Say đã thêm polymer siêu thấm vào lõi thấm hút của tãgiấy em bé. Sau đó, UniCharm giới thiệu sản phẩm tã trẻ em siêu thấm tạiNhật Bản trong khi ở Hoa Kỳ Proctor & Gamble và Kimberly-Clark mới bắt đầusử dụng.
- Sự phát triển của công nghệ siêu thấm vànhu cầu ngày càng cao của xã hội nên các sản phẩm dùng trong vệ sinh và y tếngày càng được hoàn thiện trên cơ sở các vật liệu thấm hút trước đây.
- Bên cạnh Polymers siêu thấm dạng hạt, ARCO phát triển một công nghệ siêu thấmdạng sợi vào đầu những năm 1990. Công nghệ này cuối cùng đã được bán choCamelot Absorbents. Hiện nay dù giá thành cao hơn polymer siêu thấm dạng hạt,polymer siêu thấm dạng sợi được ứng dụng khá nhiều trong kỹ thuật như sản xuấtvỏ cáp, thiết bị y tế và bao bì thực phẩm.
II. Ứng dụng của polymer siêu thấm:
- Polymer siêu thấm(SuperAborbent Polymer - SAP) là vật liệu có khả năng hấp thụ và giữ lại lượnglớn nước hay dung dịch đến hơn 500 lần trọng lượng của nó. Với tính chất này,nó được ứng dụng khá rộng rãi trong các sản phẩm thấm hút nước.- Polymer siêu thấm được tổng hợptừ tinh bột biến tính, cellulose và một số polymer khác như: polyvinyl alcohol- PVA, polyethylene oxide – PEO…Tất cả các polymer này đều có ái lực lớn vớinước, trương nở nhưng không hoà tan khi gặp nước.- Polymer siêu thấm được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và vật liệuxây dựng; trong công nghiệp như hoá dầu, sản xuất cáp, giấy, bộ cảm biến, thiếtbị phòng cháy chữa cháy, các sản phẩm sợi, trong công nghệ bảo quản thực phẩm,đồ chơi trẻ em; trong y tế và các lĩnh vực khác.1. Trong nông nghiệp :
- Được sử dụng để giữ nước cho đất, tiêu biểu là VICHEMSAP400.
- VICHEMSAP400 được tổng hợp từ acid acrylic và tinh bột sắn biếntính. Ngay khi gặp nước, nó nở ra thành khối gel trong suốt, giống một miếngbọt xốp. Gel giữ nước khá chặt, tuy nhiên, thực vật vẫn có thể dễ dàng hút nướctừ vật liệu này để sinh trưởng và phát triển. Nhờ vậy, SAP có thể được xem nhưmột loại vật liệu chứa và điều tiết nước cho đất: nó hút nước khi mưa và nhả ratừ từ, khiến cây không bị chết khát trong những ngày khô hạn.
- Loại vật liệu này khi gặp nước có thể nở ra gấp 300-400 lần, giúp giữ ẩm chonhững vùng đất khô hạn, đất cát hoặc trên đồi núi, nơi nước dễ trôi đi. Đây làlối thoát hữu ích cho những vùng đang khát của Việt Nam.
- Sản phẩm đã được thử nghiệm trong việc trồng keo taitượng trên đất cát Q`uảng Trị, cà phê tại Đăk Lăk, bông tại Đồng Nai, ngô tạiHoàng Su Phì (Hà Giang), cỏ sữa tại Thanh Ba (Phú Thọ)… Kết quả cho thấy, SAPcó khả năng giữ ẩm rất tốt, giảm thất thoát nước đáng kể, làm tăng gấp đôi năngsuất cỏ sữa.
- Ước tính sau một trận mưa, do quá trình bay hơichậm, đất bổ sung VICHEMSAP400 có thể giữ được nước lâu hơn 10-15 ngày so với đấtkhông chứa VICHEMSAP400. Cũng do đặc tính trương nở, loại vật liệu này còn cótác dụng cải tạo đất thịt, đất sét, giúp cho việc thoát, lưu thông và giữ nướchợp lý. VICHEMSAP400 phát huyhiệu quả tốt nhất trên những vùng đất canh tác phải dùng nhiều nước tưới nhưđất trồng cà phê, bông, đất cát, đất trên các đồi núi thiếu thảm phủ thực vật…
- VICHEMSAP400 có thể được bón cùng với phân vi lượng. Nó sẽ hút cácchất dinh dưỡng và nhả dần ra cho cây trồng. Do đó, các chất này không bị thấtthoát khi mưa xuống, giúp tiết kiệm phân và làm tăng năng suất, đồng thời giảmđược ảnh hưởng tới môi trường.
- VICHEMSAP400 không độc hại, là chất có khả năng phân huỷsinh học, nên không hề gây hại đến môi trường. Nó có thể phát huy tác dụng trữ nước trong 2 năm, vàphân huỷ sau khoảng 3-4 năm.
- Polymer siêu thấm cũng rất có ích trong việc trồngcây cảnh, là loại cây sống trong bồn, ít đất và không thông thoáng, cụ thể làdạng đất tinh thể (crystal soil) có tính chất tương tự như VICHEMSAP400, đượcsử dụng trong lĩnh vực trang trí cây cảnh. Nó có khả năng thấm hút nước từ 1200 – 1800 lần; vừa có tác dụng giữnước, chứa các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây, vừa có thể tạo mỹ quan cho câycảnh.
2. Trong y tế :
- Hỗn hợp giữa bông và bột siêu thấm VICHEMSAP4000 (Super Absobent Polymer) có tính thấm hút vàgiữ nước tốt nên được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm chăm sóc cá nhân nhưtã giấy và băng vệ sinh,...
- Bột siêu thấm - Super Absobent Polymer(SAP) VICHEMSAP4000: Là linh hồn của tã giấy. Tính hút nước củatã là nhờ vào vai trò của một loại polymer – polyacrylate; loại đơn giản nhấtcủa vật liệu này là Natri polyacrylate.
- Khi hút nước phản ứng hoá học xảy ra khiến bột VICHEMSAP4000 giữ chất lỏng lại bên trong phân tử mà khôngcho nó thoát ra ngoài , chính điều này khiến cho bề mặt tã giấy trở nên khô ráosạch sẽ. Bột SAP trông li ti như hạt muối tinh, khi hút nước có thể trương nởgấp rất nhiều lần so với trọng lượng ban đầu.
Cơ chế:
- Trong phân tử VICHEMSAP4000, các nhóm cacboxylate đươc đính vào mạchchính. Khi tiếp xúc với nước, Na bị tách ra chỉ để lại ion cacboxyl. Do mangđiện tích âm nên các ion này đã đẩy lẫn nhau làm cho mạch polymer dãn ra và hútcác phân tử nước có tương tác với các nguyên tử Na. Ngoài ra vật liệu polymercó khối lượng phân tử lớn hơn một triệu nên nó không hoàn tan trong nước mà lạihoá rắn thành dạng gel.
- Chất siêu thấm trên cơ sởpolymer acrylate có khả năng thấm một lượng nước lớn gấp 800 -8000 lần trọnglượng của nó. Tuy nhiên, độ hút nước của chất liệu này đối với dung dịch muốikhoáng ( như nước tiểu chứa khoảng 0.9% khoáng chất) bị giảm đi 10 lần vì trongdung dịch muối khoáng có các ion hoà tan gây cản trở tính hút nước.
3. Trong các lĩnh vực khác :
-Trong thiết bị phòng cháy chữa cháy: có thể trộn vật liệu polymer siêu thấm cùngvới chất kết dính, tạo thành một hỗn hợp hỗ trợ cho việc dập tắtđám cháy.
Cơchế:
-Khi dung dịch cứu hoả phun ra sẽ kết hợp với hỗn hợp này ngay nhờ vậy dung dịchcứu hỏa sẽ được phân tán rộng do polymer trương nở bao lấy đám cháy, đồng thờido nó giữ dung dịch, nên tác dụng giữ nhiệt sẽ lâu hơn.
- Trongđồ chơi trẻ em: ứng dụng trong việc tạo tuyết nhân tạo cũng dưa trên cơ sở hấpthụ nước và trương nở của polymer siêu thấm.
I. Lịchsử hoá học của polymer siêu thấm:
- Những năm đầu thập niên 1980, chấtliệu thấm nước là cellulosic hoặc sản phẩm chất xơ. Những chất liệu được lựa chọn làmô giấy, bông, vật liệu xốp, và bột giấy. Hầu hết các chất này chỉ có khả nănggiữ nước khoảng 20 lần trọng lượng của nó.
- Trong đầu năm 1960, Sở Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã tiến hành các nghiên cứutrên nguyên vật liệu để cải thiện việc giữ nước trong đất. Họ phát triển mộtloại nhựa dựa vào việc ghép các polyme Acrylonitrile lên khung của những nguyêntử tinh bột. Sản phẩm của các quá trình thuỷ phân tạo ra co-polymerAcrylonitrile-tinh bột đã hấp thu lượng nước lớn hơn 400 lần trọng lượng củanó. Ngoài ra, các gel này có khả năng giữ lại nước – điều mà các sợi hấp thụkhông làm được.
- Các polymer được biết đến như là "SuperSlurp". USDA đã chuyển giao các kỹ thuật cho một số công ty Hoa Kỳ để pháttriển các công nghệ cơ bản này. Hàng loạt các kết hợp công nghệ đã được thử vớiacrylic, acid acrylamide và polyvinyl rượu (PVA).
- Do những công ty Nhật không được USDA chuyển giao công nghệ nên họ bắt đầunghiên cứu độc lập cách sử dụng tinh bột, cacboxyl methyl cellulose (CMC), axítacrylic, polyvinyl alcohol (PVA) và isobutylene maleic anhydride (IMA).
- Trên toàn cầu đã có nhiều công ty tham gia vào việc phát triển hoá học siêuthấm bao gồm Dow Chemical, Hercules, General Mills Chemical, Dupont, Nationalstarch & Chemical, Enka (Akzo), Sanyo Chemical, Sumitomo Chemical, Kao,Nihon Starch và Japan Exlan.
- Trong những năm đầu thập niên 1970, lần đầu tiên polyme siêu thấm đã được sửdụng trong thương mại – không chỉ dùng cho việc cải tạo đất – mà còn được ứngdụng trong các sản phẩm vệ sinh sử dụng 1 lần. Những sản phẩm đầu tiên được đưara thị trường là băng vệ sinh dành cho phụ nữ và sản phẩm dành cho người lớn.
- Trongnăm 1978, Davis Park sử dụng polymers siêu thấmtrong giấy vệ sinh.
- Năm 1982, lần đầu tiên ở Châu Âu,Schickendanz và Beghin-Say đã thêm polymer siêu thấm vào lõi thấm hút của tãgiấy em bé. Sau đó, UniCharm giới thiệu sản phẩm tã trẻ em siêu thấm tạiNhật Bản trong khi ở Hoa Kỳ Proctor & Gamble và Kimberly-Clark mới bắt đầusử dụng.
- Sự phát triển của công nghệ siêu thấm vànhu cầu ngày càng cao của xã hội nên các sản phẩm dùng trong vệ sinh và y tếngày càng được hoàn thiện trên cơ sở các vật liệu thấm hút trước đây.
- Bên cạnh Polymers siêu thấm dạng hạt, ARCO phát triển một công nghệ siêu thấmdạng sợi vào đầu những năm 1990. Công nghệ này cuối cùng đã được bán choCamelot Absorbents. Hiện nay dù giá thành cao hơn polymer siêu thấm dạng hạt,polymer siêu thấm dạng sợi được ứng dụng khá nhiều trong kỹ thuật như sản xuấtvỏ cáp, thiết bị y tế và bao bì thực phẩm.
II. Ứng dụng của polymer siêu thấm:
- Polymer siêu thấm(SuperAborbent Polymer - SAP) là vật liệu có khả năng hấp thụ và giữ lại lượnglớn nước hay dung dịch đến hơn 500 lần trọng lượng của nó. Với tính chất này,nó được ứng dụng khá rộng rãi trong các sản phẩm thấm hút nước.- Polymer siêu thấm được tổng hợptừ tinh bột biến tính, cellulose và một số polymer khác như: polyvinyl alcohol- PVA, polyethylene oxide – PEO…Tất cả các polymer này đều có ái lực lớn vớinước, trương nở nhưng không hoà tan khi gặp nước.- Polymer siêu thấm được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và vật liệuxây dựng; trong công nghiệp như hoá dầu, sản xuất cáp, giấy, bộ cảm biến, thiếtbị phòng cháy chữa cháy, các sản phẩm sợi, trong công nghệ bảo quản thực phẩm,đồ chơi trẻ em; trong y tế và các lĩnh vực khác.1. Trong nông nghiệp :
- Được sử dụng để giữ nước cho đất, tiêu biểu là VICHEMSAP400.
- VICHEMSAP400 được tổng hợp từ acid acrylic và tinh bột sắn biếntính. Ngay khi gặp nước, nó nở ra thành khối gel trong suốt, giống một miếngbọt xốp. Gel giữ nước khá chặt, tuy nhiên, thực vật vẫn có thể dễ dàng hút nướctừ vật liệu này để sinh trưởng và phát triển. Nhờ vậy, SAP có thể được xem nhưmột loại vật liệu chứa và điều tiết nước cho đất: nó hút nước khi mưa và nhả ratừ từ, khiến cây không bị chết khát trong những ngày khô hạn.
- Loại vật liệu này khi gặp nước có thể nở ra gấp 300-400 lần, giúp giữ ẩm chonhững vùng đất khô hạn, đất cát hoặc trên đồi núi, nơi nước dễ trôi đi. Đây làlối thoát hữu ích cho những vùng đang khát của Việt Nam.
- Sản phẩm đã được thử nghiệm trong việc trồng keo taitượng trên đất cát Q`uảng Trị, cà phê tại Đăk Lăk, bông tại Đồng Nai, ngô tạiHoàng Su Phì (Hà Giang), cỏ sữa tại Thanh Ba (Phú Thọ)… Kết quả cho thấy, SAPcó khả năng giữ ẩm rất tốt, giảm thất thoát nước đáng kể, làm tăng gấp đôi năngsuất cỏ sữa.
- Ước tính sau một trận mưa, do quá trình bay hơichậm, đất bổ sung VICHEMSAP400 có thể giữ được nước lâu hơn 10-15 ngày so với đấtkhông chứa VICHEMSAP400. Cũng do đặc tính trương nở, loại vật liệu này còn cótác dụng cải tạo đất thịt, đất sét, giúp cho việc thoát, lưu thông và giữ nướchợp lý. VICHEMSAP400 phát huyhiệu quả tốt nhất trên những vùng đất canh tác phải dùng nhiều nước tưới nhưđất trồng cà phê, bông, đất cát, đất trên các đồi núi thiếu thảm phủ thực vật…
- VICHEMSAP400 có thể được bón cùng với phân vi lượng. Nó sẽ hút cácchất dinh dưỡng và nhả dần ra cho cây trồng. Do đó, các chất này không bị thấtthoát khi mưa xuống, giúp tiết kiệm phân và làm tăng năng suất, đồng thời giảmđược ảnh hưởng tới môi trường.
- VICHEMSAP400 không độc hại, là chất có khả năng phân huỷsinh học, nên không hề gây hại đến môi trường. Nó có thể phát huy tác dụng trữ nước trong 2 năm, vàphân huỷ sau khoảng 3-4 năm.
- Polymer siêu thấm cũng rất có ích trong việc trồngcây cảnh, là loại cây sống trong bồn, ít đất và không thông thoáng, cụ thể làdạng đất tinh thể (crystal soil) có tính chất tương tự như VICHEMSAP400, đượcsử dụng trong lĩnh vực trang trí cây cảnh. Nó có khả năng thấm hút nước từ 1200 – 1800 lần; vừa có tác dụng giữnước, chứa các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây, vừa có thể tạo mỹ quan cho câycảnh.
2. Trong y tế :
- Hỗn hợp giữa bông và bột siêu thấm VICHEMSAP4000 (Super Absobent Polymer) có tính thấm hút vàgiữ nước tốt nên được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm chăm sóc cá nhân nhưtã giấy và băng vệ sinh,...
- Bột siêu thấm - Super Absobent Polymer(SAP) VICHEMSAP4000: Là linh hồn của tã giấy. Tính hút nước củatã là nhờ vào vai trò của một loại polymer – polyacrylate; loại đơn giản nhấtcủa vật liệu này là Natri polyacrylate.
- Khi hút nước phản ứng hoá học xảy ra khiến bột VICHEMSAP4000 giữ chất lỏng lại bên trong phân tử mà khôngcho nó thoát ra ngoài , chính điều này khiến cho bề mặt tã giấy trở nên khô ráosạch sẽ. Bột SAP trông li ti như hạt muối tinh, khi hút nước có thể trương nởgấp rất nhiều lần so với trọng lượng ban đầu.
Cơ chế:
- Trong phân tử VICHEMSAP4000, các nhóm cacboxylate đươc đính vào mạchchính. Khi tiếp xúc với nước, Na bị tách ra chỉ để lại ion cacboxyl. Do mangđiện tích âm nên các ion này đã đẩy lẫn nhau làm cho mạch polymer dãn ra và hútcác phân tử nước có tương tác với các nguyên tử Na. Ngoài ra vật liệu polymercó khối lượng phân tử lớn hơn một triệu nên nó không hoàn tan trong nước mà lạihoá rắn thành dạng gel.
- Chất siêu thấm trên cơ sởpolymer acrylate có khả năng thấm một lượng nước lớn gấp 800 -8000 lần trọnglượng của nó. Tuy nhiên, độ hút nước của chất liệu này đối với dung dịch muốikhoáng ( như nước tiểu chứa khoảng 0.9% khoáng chất) bị giảm đi 10 lần vì trongdung dịch muối khoáng có các ion hoà tan gây cản trở tính hút nước.
3. Trong các lĩnh vực khác :
-Trong thiết bị phòng cháy chữa cháy: có thể trộn vật liệu polymer siêu thấm cùngvới chất kết dính, tạo thành một hỗn hợp hỗ trợ cho việc dập tắtđám cháy.
Cơchế:
-Khi dung dịch cứu hoả phun ra sẽ kết hợp với hỗn hợp này ngay nhờ vậy dung dịchcứu hỏa sẽ được phân tán rộng do polymer trương nở bao lấy đám cháy, đồng thờido nó giữ dung dịch, nên tác dụng giữ nhiệt sẽ lâu hơn.
- Trongđồ chơi trẻ em: ứng dụng trong việc tạo tuyết nhân tạo cũng dưa trên cơ sở hấpthụ nước và trương nở của polymer siêu thấm.
Người liên hệ: Mr. Ngô Xuân Trường
Chức vụ: Giám đốc
Mobi: 0913208796
Điện thoại: 04.38645883 - Fax: 04.36646625
Địa chỉ: Số 1-76/7 Phố An dương, Quận Tây Hồ, TP Hà nội
Quốc gia: Vietnam
Website: http://www.vietnamchemtech.com.vn
LIÊN HỆ ĐẶT HÀNG
Vui lòng nhập đầy đủ thông tin của bạn để gửi email
DANH MỤC
Hóa chất tinh khiết