ایده هاایده های صنعتی

طرح تولید سوپرجاذب های اکریلیک

طرح توليد انواع پوشک، توليد نوار بهداشتی و ...

سفارش طرح توجیهی

معرفی سوپرجاذب های اکریلیک

هیدروژل های سوپرجاذب اکریلیکی بیشترین اهمیت را در میان انواع گوناگون هیدروژل های سوپر جاذب دارند و تقریباً تمام تولیدات صنعتی در دنیا بر پایه سوپرجاذب های اکریلیکی است. خواص خوب این سوپرجاذب ها از نظر میزان جذب، سرعت، استحکام ژل و ارزان بودن مونومرهای اکریلیکی سبب جذابیت این خانواده از سوپرجاذب ها شده است .
پلیمرهای سوپرجاذب (SPA) ،ژلهای پلیمری آبدوست یا هیدروژلهایی هستند که میتوانند مقادیر زیادی آب، سالین (آب 0/9 درصد) یا محلولهای فیزیولوژیکی را جذب کنند. از لحاظ عملی یک سوپرجاذب به صورت ماده خشکی توصیف میشود که چندین برابر وزن خود محلول آبی جذب کند. ماده متورم شده تغییری نمی کند و این سوپرجاذب به هر شکلی که باشد (دانه، لیف فیلم، …) به همان شکل باقی میماند. هیدروژل به دست آمده از تبدیل سوپرجاذب خشک باید از نظر فیزیکی به قدر کافی بینقص باشد تا وقتی در آب قرار میگیرد در برابر جاری شدن و حل شدن مقاومت کند. ذرات هیدروژل سوپرجاذب بدون حل شدن تا رسیدن به حجم تعادلی خود متورم میشوند. پلیمر متورم شده به علت وجود برخی اشکال گره های شبکه ای مانند اتصالات عرضی حل نمیشود.
این طبقه از مواد در اواخر دهه 1950 در آمریکا پی نهاده شده و برای بسیاری از کاربردهای متمرکز از جمله عوامل نگهداری آب در کشاورزی و کمک به اطفاء حریق به کار گرفته شد. با گسترش این مواد از آنها در زمینه بهداشت فردی نیز استفاده شد. معلوم شد که این مواد میتوانند از نظر قیمت به عنوان جانشین مواد سنتی در پوشک بچه به کار روند. پلیمرهای سوپرجاذب صنایع بهداشتی را در دهه گذشته متحول کرده و اکنون نزدیک به 1/000/000 تن از آنها در سال تولید میشود.

شرایط واردات سوپرجاذب های اکریلیک

برای واردات این ماده هیچ گونه شرایط خاصی وجود ندارد .

شرایط صادرات سوپرجاذب های اکریلیک

برای صادرات این ماده هیچ گونه شرایط خاصی وجود ندارد .

تولید سوپرجاذب های اکریلیک

بررسی موارد مصرف و کاربرد سوپرجاذب های اکریلیک

  1. مصارف بهداشتی

    بیش از %80 از تولید سوپرجاذبها در کالاهای بهداشتی مصرف میشود که اغلب به پوشک اختصاص دارد. پوشک از سه لایه خارجی، میانی و داخلی (توده جاذب رطوبت) تشکیل میشود. جنس لایه خارجی پوشک، منسوج نبافته است. در این قسمت از اوایل دهه 1980 تغییرات مهمی صورت گرفته و منسوج نبافته از الیاف پلیپروپیلن جایگزین مادهای از جنس رزین آکریلیک محلول در آب و الیاف ویسکوز طبیعی گردیده است. منسوج نبافته پلیپروپیلن به دلیل خاصیت آبگیری احساس آرامش بیشتری به مصرفکننده می دهد.
    همچنین موجب عدم تلاشی و از هم پاشیدگی توده داخلی پوشک میشود. در حال حاضر در کشورهای پیشرفته و برخی از کشورهای در حال توسعه استفاده از منسوج نبافته از جنس رزین ویسکوز ممنوع است، این ممنوعیت به خاطر حساسیتزایی این محصول اعمال شده است. لایه میانی پوشک دستمال کاغذی معمولی است و نقش محافظ لایه داخلی را بر عهده دارد. لایه داخلی در واقع توده جاذب آن است و از خمیر کاغذ ساخته میشود. استفاده از پودر سوپرجاذب در پوشک بچه به شکل تجاری از سال 1978 در ژاپن آغاز شد. کشورهای آلمان و فرانسه استفاده از سوپر جاذب به عنوان کالاهای بهداشتی را در سال 1980 آغاز و آمریکایی ها از سال 1985 به استفاده گسترده این مواد در صنعت پوشک همت گماردند.
    در اولین نوع این پوشکها 1 تا 2 گرم سوپرجاذب مصرف میشود اما بعداً پوشکهایی دارای 4 تا 5 گرم سوپرجاذب به بازار عرضه شدند. ه در سال ای بعد به ترتیب پوشک هایی سبکتر، نازکتر و با قدرت جذب بالاتر ساخته شدند. میزان مصرف سوپرجاذب بهداشتی از 54 هزار تن در سال 1986 به 435 هزار تن در سال 1992 و به 901 هزار تن در سال 1998 رسیده است.

  2. انواع پوشک

    صنایع تولید انواع پوشک بویژه پوشک بچه عمدهترین مصرفکننده سوپرجاذبهای پلیمری در جهان است. همان طور که در شکل 1 نشان داده شده حدود 90 درصد از سوپرجاذبهای پلیمری در دنیا برای ساخت پوشک بچه با قابلیت جذب بالا مورد استفاده قرار میگیرد. بر طبق برآوردها در کشورهای صنعتی تقریباً 5000 پوشک برای هر کودک در دوره مورد نیاز وی مصرف می شود .

    الگوی مصرف پلیمرهای جاذب رطوبت
    شکل 1 :الگوی مصرف پلیمرهای جاذب رطوبت
    با استفاده از این پلیمرها در پوشک بچه میتوان در مصرف الیاف سلولزی به طور قابل توجهی صرفهجویی نمود. ها استفاده از پوشک یی که در ساخت آنها از سوپرجاذب های پلیمری به کار گرفته شده باعث میشود که بدن کودک برای مدت زمان بیشتری خشک نگه داشته شود و عوارضی چون التهاب پوست، سوزش و عفونت نیز کاهش مییابد. متوسط میزان سوپرجاذبهای پلیمری استفاده شده در هر پوشک 25 – 10 گرم میباشد .

  3. محصولات بهداشتی بانوان

    دومین مصرف کننده سوپرجاذبهای پلیمری محصولات بهداشتی بانوان است. استفاده از سوپرجاذبهای پلیمری در نوار بهداشتی بر خلاف پوشک بچه ها به دلیل تجزیه و از هم پاشیده شدن، مشکلاتی نظیر خونریزی، سردرد، درد شکم و عفونت جزئی را به دنبال خواهد داشت .
    امروزه علیرغم موارد یاد شده به دلیل قابلیت جذب بالای این پلیمر و امکان ساخت محصولاتی با وزن کمتر و دارای کارایی مطلوب، از این پلیمرها در ساخت محصولات بهداشتی استفاده میشود. شکل 2 چگونگی جذب آب توسط سوپرجاذبهای پلیمری را نشان میدهد .

    چگونگی جذب آب توسط سوپرجاذب های پلیمری
    شکل 2 :چگونگی جذب آب توسط سوپرجاذب های پلیمری

  4. کاربرد هیدروژل های سوپرجاذب در کشاورزی

    آب عامل تولید محصولات کشاورزی، اکولوژی و محیط زیست سالم و تأمین مواد غذایی برای جمعیتی است که با افزایش روزافزون خود به بهرهبرداری بیرویه از منابع و آلودهسازی آن پرداخته است. از بین رفتن پوشش گیاهی باعث بروز تغییرات آب و هوایی در کره زمین گشته و گرم شدن هوا و کمبود تولید کشاورزی را با مشکلات حاد روبرو ساخته است. در چنین وضعیتی صرفه جویی در مصرف آّب و جلوگیری از هدر رفتن آن از طریق مدیریت صحیح اهمیت ویژه ای دارد .در کشور ما که در زمره مناطق خشک و نیمه خشک محسوب میشود، بارندگی ها غالباً به وص رت رگباری و پراکنده است که جریانهای سطحی زیادی ایجاد میکند.
    با مدیریت صحیح آب و خاک و استفاده از فنون پیشرفته میتوان از بارندگی های پراکنده و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده کرد. در این رابطه در مناطق خشک اقدامات مختلفی انجام میگیرد. از جمله این اقدامات استفاده از کودهای آلی و ایجاد تغییر در خواص فیزیکی خاک به کمک اصلاح کننده هایی نظیر پرلیت میباشد .
    مواد اصلاح کننده جدیدی که به تازگی کاربرد وسیعی در دنیا پیدا کرده اند، سوپرجاذب های پلیمری است. این پلیمرها ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب، به مثابه آبانبارهای مینیاتوری عمل کرده و در مواقع لزوم، ریشه به راحتی آب را در اختیار آن قرار میدهند. مقدار آبی که در خاک ذخیره میشود، به ظرفیت آن بستگی دارد. سوپرجاذب های پلیمری ضمن بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاکهای سبک میتوانند مشکل نفوذپذیری خاکهای سنگین را نیز مرتفع کنند. سوپرجاذبهای پلیمری از آنجا که با جذب سریع آب به میزان دهها برابر وزن خود به ژلی با استحکام بالا تبدیل میگردند، در کشاورزی و باغبانی، جنگل کاری، فضای سبز و نیز کنترل فرسایش خاک از جایگاه ویژهای برخوردارند.
    با این که سوپرجاذب های پلیمری تحت فشار هم قادر به نگهداری آب جذب شده هستند، لیکن به محض نیاز ریشه، آب را به سهولت در اختیار آن قرار میدهند. جذب سریع آب و حفظ آن، بازده جذب آب ناشی از بارندگی های پراکنده را بالا برده و در صورت آبیاری خاک، فواصل آبیاری ر ا نیز افزایش میدهد.
    مقدار این افزایش بسته به شرایط فیزیکی خاک، آب و هوا و میزان سوپرجاذبهای پلیمری در خاک، متفاوت است. استفاده از سوپرجاذبهای پلیمری در کاشت نشا و نهال، تنشهای رطوبتی را از بین برده و به سازگاری نباتات کاشته شده با محیط کمک میکند. با توجه به PH خنثی سوپرجاذبهای پلیمری که بین 6 تا 7 است، اثر سوء بر خاک نداشته و هیچ گونه سمیتی نیز ندارد. همچنین پس از 4 تا 7 سال بسته به نوع آن در خاک توسط میکروارگانیسم ها تخریب می شوند.
    علاوه بر نگهداری سوپرجاذبهای پلیمری به علت تغییر حجم مداوم (انبساط به هنگام تورم و انقباض هنگام از دست دادن آب) میزان هوا را در خاک افزایش میدهد .
    میانگین قطر ذرات سوپر جاذب برای کاربردهای بهداشتی حدود ۳۰۰ میکرومتر است. برای کشاورزی و باغبانی علمی، بهتر است که ذرات بزرگتر از ۳-۱ میلیمتر و استحکام بالاتری داشته باشند. علت این است که ذرات کوچک یا ژل های نرم، فضاهای خالی در خاک را پر می کنند و از تنفس و جذب آب ریشه جلوگیری می نمایند.
    مزایای عمده سوپرجاذب های کشاورزی عبارتند از:

    1. استفاده آب(۵۰ تا ۷۰ درصد صرفه جویی در مصرف)
    2. استفاده بهینه از کود و سموم شیمیایی
    3. جلوگیری از تنشهای ناشی از نوسان های رطوبتی
    4. امکان کشت در مناطق بیابانی و سطوح شیبدار
    5. هوادهی بهتر در خاک
    6. افزایش بازده محصول

    ایران کشوری کم آب و خشک است. با وجود این، باید دید چطور قدر آب، این مایه حیات را می دانیم: در حالی که کلی آب مصرفی در ایران حدود ۵/۸۶ میلیارد متر مکعب در سال است که ۸۰ میلیارد متر مکعب آن در بخش کشاورزی مصرف می شود، از این مقدار ۶۵ درصد آن به علت شیوه های غلط و سنتی آبیاری هدر می رود! در رهگذر این اتلاف آب، کودهای شیمیایی نیز (به ویژه در خاک های شنی) بر اثر آبیاری غرقابی، به سرعت شویش یافته و موجب آلودگی منابع گرانبهای آبهای زیرزمینی می شوند. خشکسالی ها و فجایع زیست محیطی، پیامد هدرروی بی رحمانه آب است. راهکار، بکارگیری شیوه های نوین آبیاری است.
    کاربرد هیدروژلهای سوپر جاذب، جدیدترین شیوه آبیاری برای مناطق خشک است که به کمک آن می توان تا 50 درصد مصرف آب آبیاری را کاهش داد و ضمناً از شویش کودهای محلول در آب و آلودگی آبهای زیرزمینی جلوگیری کرد. سوپر جاذب در خاک، آب را همراه با کودهای محلول در آن، جذب کرده و بنا بر تقاضای ریشه در اختیار آن قرار می دهد. لذا این روش به تنهایی و یا در کنار سایر روش های نوین آبیاری، اگر بر اساس داده های پژوهشی و به درستی پیاده شود و تداوم یابد، می تواند ایران را از فجایع خشکسالی و زیست محیطی از یک سو، و از وابستگی شدید غذایی و رهایی از بحران اشتغال از سوی دیگر، برهاند و انقلابی در کشاورزی و اقتصاد ایجاد کند.

  5. سوپر جاذب ها در بتن

    بتن هایی با کارایی بالا ((High-Performance Concrete (HIPC) در اوایل دهه ۸۰ پیشرفت شاخصی در صنعت بتن بود. در ابتدا توجه به قابلیت افزایش استحکام مورد توجه بود، اما امروزه HPC به عنوان بتنی با خواص متفاوت که برای کاربردهای متعددی مفید است، در نظر گرفته می شود. استفاده صنعتی از HPC نشان میدهد که برای کاربردهای متعددی مفید است. استفاده صنعتی از HPC نشان میدهد که انقباض بر اثر خشک شدن دلیل اصلی شکل گرفتن ترکها است. راه حل مناسب برای رفع این معضل استفاده از ذرات پلیمرهای سوپر جاذب در ترکیبات بتنی است. این عمل سبب قرار گرفتن ذرات هیدروژل متورم در داخل بتن تازه می شود که از انقباض بتن بر اثر خشک شدن جلوگیری می کند. شکل ۳ رطوبت نسبی را در خمیر بتن برای نمونه شاهد و نمونه های حاوی سوپرجاذبهای پلیمری نشان میدهد. افت رطوبت نسبی در نمونه حاوی ۰/۳ درصد سوپر جاذب به طور جزئی است و در نمونه حاوی ۰/۶ درصد
    سوپرجاذب، افت رطوبت نسبی مشاهده نمی شود.

    رطوبت نسبی در بتن بر حسب زمان در ترکیب شاهد و ترکیب حاوی مقادیر سوپرجاذب
    شکل 3 :رطوبت نسبی در بتن بر حسب زمان در ترکیب شاهد و ترکیب حاوی مقادیر سوپرجاذب
    جذب آب بر اثر افزودن سوپرجاذبهای پلیمری به بتن اثر قوی بر تغییر فرم نیز دارد. افزایش 0/3 و 0/6 درصد سوپرجاذب باعث کاهش موفقیتآمیز انقباض و حتی در مواردی سبب انبساط میشود بثا. ت شده که اگر تأمین پیوسته آب به بتن هنگام آبدار شدن انجام شود، بتن انبساط مییابد. شکل 4 توسعه تنش را در مواد حاوی سوپرجاذبهای پلیمری نشان میدهد. ترکهایی به علت آزادسازی تنش، سه روز پس از پخت ملاط ایجاد میگردد. وارد شدن سوپرجاذب پلیمری در حذف ازدیاد تنش در ملاط اثر زیادی دارد. ازدیاد تنش در نمونه های حاوی 0/3 درصد سوپرجاذب به طور جزئی و در نمونه حاوی 0/6 درصد سوپرجاذب به طور کامل حذف می شود.
    شکل 4 :تغییر فرم در بتن بر حسب زمان در ترکیبات حاوی مقادیر سوپرجاذب
    شکل 4 :تغییر فرم در بتن بر حسب زمان در ترکیبات حاوی مقادیر سوپرجاذب
    شکل 5 کاهش تنش هیدروستاتیک را بر حسب زمان در نمونه بتن شاهد و نمونههای حاوی 3 و 0/6 درصد سوپرجاذب نشان میدهد.
    فشار هیدروستاتیک در بتن بر حسب زمان در نمونه شاهد و نمونه حاوی سوپرجاذبهای پلیمری
    شکل 5 :فشار هیدروستاتیک در بتن بر حسب زمان در نمونه شاهد و نمونه حاوی سوپرجاذبهای پلیمری

  6. رطوبت زدایی از زغال سنگ

    آب یک ماده لازم در اغلب فرآیندهای تهیه زغال سنگ است، اما مقدار اضافی آن در محصول نهایی اثراتی منفی از جمله افزایش هزینه های فرآوری و حمل و نقل و یخ زدن زغال در آب و هوای سرد را به دنبال دارد. خشک کردن حرارتی، تنها روش کاملاً توسعه یافته است که در حال حاضر برای به دست آوردن زغال مورد استفاده قرار میگیرد.
    هزینه های زیاد عملیاتی و آلودگی محیطی سبب شده است که این فرایند در برخی کشورها ممنوع شود. در نتیجه تحقیقات به سمت فن آوریهای جایگزین برای آبزدایی از زغال جهت یافته است. مطالعاتی درباره امکان سنجی روش هایی نظیر خشک کردن با استفاده از مایکروویو و بخار به کمک فیلتراسیون خلا انجام شده است.
    استفاده از پلیمر سوپر جاذب برای آب زدایی از ذرات دوده دارای مزایایی از جمله ارزانتر بودن فرایند نسبت به سایر فن آوری های جایگزین است. شکل ۶ فرایند آبزدایی از زغال با استفاده از سوپرجاذبهای پلیمری را با به کارگیری تجهیزات خشک کردن متداول مانند فیلترها و سانتریفیوژها نشان میدهد. پودر زغال که رطوبت زیادی دارد با سوپرجاذب خشک مخلوط می شود تا سوپرجاذب، آب را از سطوح ذرات زغال بیرون کشیده و جذب خود کند. پلیمر با جذب آب متورم می شود و سپس سوپرجاذب متورم از ذرات ریز و خشک شده زغال به وسیله فرایند دانه بندی متداول جدا میگردند. سپس پلیمر متورم با آزادسازی آب احیا گشته و مجدداً قابل استفاده می باشد که از افزایش هزینههای فرایند نیز جلوگیری میکند.
    شکل ۷ رطوبت نسبی زغال سنگ را برای مقادیر مختلف سوپر جاذب به ازای زمان تماسی نشان میدهد .

    فرایند آبزدایی از زغال با استفاده از سوپرجاذب های پلیمری
    شکل ۶: فرایند آبزدایی از زغال با استفاده از سوپرجاذب های پلیمری
    شکل 7 : رطوبت نسبی بر حسب زمان در نمونه های زغال سنگ حاوی سوپرجاذب های پلیمری
    شکل 7 : رطوبت نسبی بر حسب زمان در نمونه های زغال سنگ حاوی سوپرجاذب های پلیمری

  7. سوپر جاذب ها و حسگرها

    مهمترین خواص موادی مورد نیاز در حسگرها عبارتند از حساسیت کافی به محرکهای محیطی، گزینش پذیری برای اجزایی که باید شناسایی شوند، زمان پاسخ کوتاه و قابلیت بازآفرینی پالس خروجی. به خوبی شناخته شده که هیدروژلهای پلیمری خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی مانند مقاومت الکتریکی، ظرفیت، اندازه و شکل خودشان را در پاسخ به محرکهای محیطی از طریق فرایند جذب یا دفع آب تغییر میدهند. این تغییرات میتوانند به یک سیگنال الکتریکی تبدیل شوند و تغییرات محیطی را نشان دهند.
    غشاهای خیلی نازک سوپرجاذب که سرعت جذب زیادی دارند برای کاربرد در حسگرها مناسبتر میباشند، زیرا محدودیت نفوذ در شبکه پلیمری کاهش می یابد .همچنین مطالعات نشان میدهد که سوپر جاذب های کامپوزیتی (تهیه شده با خاک رس) دارای جذب آب بهتری نسبت به سوپر جاذب خالص هستند. بنابر این استفاده از سوپرجاذبهای کامپوزیتی به عنوان یک ماده حساس به رطوبت در ساخت یک حسگر رطوبتی مناسبتر است .

  8. تغلیظ پروتئین

    پروتئین های حاصل از منابع بیولوژیکی در مراحل اولیه فرایند خالص سازی ، معمولاً در محلول رقیق هستند. تغلیظ این محلولها اغلب برای کاهش حجم مایع فرایند و در نتیجه افزایش سرعت فرایند لازم است. یکی از روشهای گزارش شده برای تغبیظ پروتئینها استفاده از سوپرجاذبهای پلیمری است .

  9. کاهش اتلاف جریان در سیالات حفاری

    سوپرجاذب به عنوان افزودنی سیالات حفاری در چاههای نفت برای کاهش اتلاف جریان در چاه استفاده میشود. سوپرجاذب درون پوششی از پارافین با وزن مولکولی کم قرار میگیرد. با افزایش درجه حرارت گل در چاه حفاری، پارافین ذوب و سوپرجاذب آزاد میشود. سوپرجاذب با جذب آب متورم و باعث بسته شدن نقاط شکاف و ترک در چاه میشود، نتیجه این عمل کاهش اتلاف جریان است.
    برای کپسولی شدن، پلیمر سوپرجاذب در واکس مذاب ریخته شده و به شدت هم زده میشود تا مخلوطی یکنواخت به دست آید. سپس مخلوط داغ در یک مخلوط کن که حاوی آب سرد است ریخته و مخلوط کن روشن میشود. مخلوط داغ، جامد و همزمان تحت برش قرار میگیرد تا گرانول ها کوچکی به دست آید. سپس مخلوط واکس/پلیمر خارج و فیلتر میشود. گرانولهای حاصله با آب شسته شده تا گرانول هایی که سطح آنها پوشش ندارند، خارج گردند .

  10. سوپرجاذب های آکریلی در داروسازی

    هیدروژل ها به طور گستردهای در داروسازی مورد استفاده قرار میگیرند. یکی از خواص هیدروژلها که در داروسازی مفید است، تورم آهسته ژل خشک در محیط تورم است. تورم آهسته هیدروژل به وسیله مکانیسم نفوذ کنترل میگردد. تورم آهسته هیدروژل خشک در بسیاری از موارد مفید است. اما مواردی وجود دارد که تورم خیلی سریع (چند دقیقه به جای چند ساعت) مطلوب میباشد. ایجاد تخلخل در ساختار هیدروژل سوپرجاذب سبب افزایش قابل ملاحظهای در سرعت جذب میشود. جذب آب در این هیدروژلها بیشتر بر اثر موئینگی است تا نفوذ ساده مایع از طریق حفره های به هم مرتبط.
    بنابراین مایع به سرعت در داخل ساختار هیدروژل نفوذ میکند. این نسل جدید از هیدروژلها در طراحی سیستمی که خاصیت نگهداری در معده را دارند مفید هستند. به علت جذب خیلی سریع، این هیدروژلها سریعاً افزایش حجم پیدا میکنند و از معده تا زمانی که بر اثر فشار مکانیکی چند تکه شوند، خارج نمیشوند. داروهای خوراکی در انسان حدوداً 6 ساعت در معده باقی میمانند لیکن این هیدروژلها در حدود 60 – 24 ساعت در معده هستند و به مرور دارو آزاد میکنند.
    کاربرد دیگر این هیدروژلهای متخلخل استفاده در آزادسازی کنترل شده پروتئین و پپتیدها است. اکثر داروهای پروتئینی و پپتیدی از طریق روشهای تزریقی و غیر خوراکی مصرف میشوند که عملیاتی مشکل ، زمانبر، پرهزینه و اغلب خطرناک است. با استفاده از هیدروژل های متخلخل سامان های میتوان طراحی کرد (شکل 8) که پروتئین به طور خوراکی مصرف میشود.

    سیستم انتقال پروتئین بکمک سوپرجاذب متخلخل
    شکل 8 :سیستم انتقال پروتئین بکمک سوپرجاذب متخلخل

  11. لاستیک های متورم شونده آبی

    نشت آب یکی از معضلات صنایع ساختمان است. یک کاربرد جدید سوپرجاذب ها لاستیک متورم شونده در آب است. این گروه از لاستیک ها یکی از محبوبترین سوپرجاذب های پلیمری هستند که در کاربردهای ساختمانی به عنوان مواد آب بندی مورد استفاده قرار میگیرند .
    لاستیک های متورم شونده آبی، پلیمرهایی هستند که حجمشان تا 1/5 برابر به وسیله جذب آب محیط پیرامون افزایش مییابد. لاستیکهای متورمشونده آبی اغلب به وسیله پراکندن سوپرجاذبهای پلیمری در لاستیکهای معمولی مانند لاستیکهای طبیعی و EPDM تهیه میگردند. معمولاً برای افزایش برهمکنش سوپرجاذب های پلیمری آبدوست و لاستیک های آب گریز از عوامل جفت کننده برای افزایش برهمکنش بین پودر سوپرجاذب و ماتریس لاستیکی استفاده میگردد. اثر استفاده از عوامل جفت کننده برای افزایش برهمکنش بین پودر سوپرجاذب و ماتریس لاستیکی استفاده میگردد. اثر استفاده از عامل جفت کننده بر قدرت جذب لاستیک در شکل 9 نشان داده شده است. چسبندگی ناکافی سطح مشترک موجب میشود که گرد سوپرجاذب از لاستیک جدا شود که طبعاً به خواص چندسازه صدمه میزند. چندسازه با آب متورم میشود و سدی محکم و غیر قابل نفوذ نسبت به نفوذ بیشتر آب ایجاد میکند. از موارد مصرف این ماده می توان به ساخت تونل ها اشاره نمود. لاستیک های متورم شونده در دور تا دور هر بلوک قرار داده میشود از این طریق بلوک های مجاور کاملاً روی هم سوار میشود. این چندسازه در ساختمان تونل مانش بین انگلیس و فرانسه به کار رفته است .

    اثر عامل جفت کننده بر جذب آب در چندسازه لاستیکی
    شکل 9: اثر عامل جفت کننده بر جذب آب در چندسازه لاستیکی

  12. کاربرد سوپر جاذب در صنعت کابل

    • نوار آب بندی
      نوار آب بندی به وسیله سوپرجاذب بر روی سوبسترا انجام میشود. گرد سوپرجاذب همراه با یک ملاط مثل رزین SBS (استایرن-بوتادین-استایرن) که اتصال قابل قبولی بین گرد سوپرجاذب و سوبسترا برقرار میکند روی سوبسترا پراکنده میشود. سوبسترا معمولاً الیاف نبافته است تا انعطاف نوار تضمین شود .
      نوار از سه لایه تشکیل شده است :
      1. لایه زیرین شامل الیاف نبافته پلی استر
      2. لایه میانی شامل گرد سوپر جاذب و ملاط
      3. لایه رویی شامل الیاف نبافته پلی آستر

      پودر سوپر جاذب و ملاط به نسبت یک به یک مخلوط می شوند و روی لایه زیرین الیاف نبافته ریخته میشوند که این فرایند در شکل 10 نشان داده شده است .

      فرایند تهیه نوار آب بندی
      شکل 10: فرایند تهیه نوار آب بندی

      مخلوط در تونل در دمای 130 تا 150ºC کلوخه میشود. در قسمت خروجی دستگاه، لایه رویی الیاف نبافته به لایه زیرین تحت فشار غلطک ها پرس میشود. نوار جاذب را میتوان به پهنای مورد نیاز برید. هنگامی که آب به داخل نشت میکند و به نوار میرسد سوپرجاذب سریعاً متورم میشود و از نفوذ بیشتر آب جلوگیری میکند. بر اثر تورم سریع سوپرجاذب، حفره های ایجاد شده در کابل سریعاً بسته شده، از حرکت آب جلوگیری نموده و باعث میشود که خسارت تنها محدود به آن نقطه گردد و در طول کابل انتشار نیابد .

    • الیاف آب بندی
      کاربرد الیاف آب بندی در مغزی کابل خیلی آسانتر است. این الیاف با دستگاه روی کابل پیچیده میشوند که عملیات خیلی تمیزی است. الیاف آببندی امروزه در اشکال متنوعی در دسترس هستند. الیاف متورم شونده در آب بر پایه پلی اکریلیک اسید ساخته میشود و ساختمان شیمیایی آنها مشابه گردهای سوپرجاذب است. گستره وسیعی از الیاف با ضخامت و طول های مختلف در دسترس است .
  13. جذب رطوبت

    علاوه بر ویژگی جذب آب، سوپرجاذبهای پلیمری می توانند آب را در حالت بخار جذب کنند و بنابراین برای کنترل رطوبت قابل استفادهاند. شکل 11 جذب رطوبت سوپرجاذب پلیآکریلیک امید وسیلیکاژل است. شیب تند در رطوبت نسبی بالا نشان دهنده حساسیت بیشتر سوپرجاذب به تغییرات رطوبت است. همچنین سوپرجاذب نسبت به سیلیکاژل به طور مؤثرتر جذب و دفع رطوبت را انجام میدهد .

    مقایسه جذب رطوبت سوپرجاذب و سیلیکاژل
    شکل 11: مقایسه جذب رطوبت سوپرجاذب و سیلیکاژل

  14. برف مصنوعی

    از برف مصنوعی میتوان برای آماد هسازی پیستهای اسکی استفاده کرد. برای تهیه برف مصنوعی از سوپرجاذب دو راه وجود دارد. سوپرجاذب را تا حدود 120-100 بر ابر با آب متورم میکنند. سپس با ضخامت حدود 15 سانتیمتر روی یک سطح شیبدار پهن و با یک سیستم خشک کننده از آن رطوبت زدایی میکنند. پس از آن ژل یخ زده به اندازه های مشخصی خرد میشود. در روش دیگر، سوپرجاذب را با آب، برف طبیعی و ذرات یخ مخلوط و بعد، مخلوط حاصل را خشک میکنند. بهترین نتیجه هنگامی که میزان سوپرجاذب 5 درصد کل ترکیب است، به دست می آید. برف سخت به وسیله کوپلیمریزاسیون آکریلیک اسید و آکریلامید و با افزایش میزان عامل شبکه ای کننده حاصل میشود و میتواند مستقیماً روی سطح اسکی ریخته شده و یا به وسیله تفنگ پهن گردد .

  15. کیسه های جاذب آب برای جدا کردن آب از سوخت های هیدروکربنی و نفت

    کیسه های جاذب آب با قرار دادن مقداری سوپرجاذب در یک کیسه ساخته میشود .جنس کیسه از یک ترکیب هیدروکربوری خنثی است که نسبت به آب تراوا میباشد. کیسه قادر به جذب لایه آب از نفت و سوخت های هیدروکربنی در کانتینرهاست. این کیسه تا بیست بار قابلیت استفاده مجدد را دارد .

  16. انفجار سنگ معدن

    سوپرجاذب های پلیمری آکریلیکاسید/وینیل الکل به میزان 0/5-1/5 درصد به سنگ آهک اضافه میشود و یک عامل تخریب ایستایی در تخریب سنگ معدن ایجاد میکند. در بستر سنگ، سوراخ هایی تشکیل و با این مواد پر میشود. هنگامیکه آب با سوپرجاذب تماس مییابد، نیروی انبساط ایجاد شده باعث ویران شدن سنگ معدن می شود.

  17. عامل افزایش تیکسوتروپی در خمیر پلی وینیل کلراید

    در کاربردهای متعددی لازم است که خمیر پلیوینیلکلراید خاصیت تیکسوتروپی داشته باشد. تیکسوتروپی عبارت است از کاهش ویسکوزیته با افزایش سرعت برش. مشاهده شده که با افزایش 0/1 درصد وزنی سوپرجاذب به خمیر پل یوینیلکلراید باعث افزایش تیکسوتروپی میگردد .

  18. حفظ تازگی میوه و سبزی بسته بندی شده

    فیلم پلی اتیلنی یا اتیل وینیل استات با سوپرجاذب نشاسته پلی اکریلات مخلوط و با چسب اورتان پوشش داده میشود. این فرایند برای حفظ تازگی میوه و سبزی بسته بندی شده مفید است .

  19. خوشبو کردن هوا

    ماده خوشبوکننده هوا به وسیله پراکندن فتالوسیون اکتاکربوکسیلیک اسید بر روی سوپرجاذب تهیه میشود. استفاده از این ماده به خصوص هنگامیکه هوا حاوی مرکاپتان، هیدروژن سولفاید و آمونیاک باشد، مفید است .

  20. ژل های مخصوص آتشنشانی

    ژل مایع مورد مصرف در آتش نشانی محتوی آب، سوپرجاذب، فیلر غیر معدنی نامحلول در آب مثل (اکسید تیتا، آلومینا) و معمولاً یک رنگ در آب است. ژل مایع برای اینکه توسط سیستم آب پاشی اتوماتیک اسیدی شود، با سیلیکا و پلیمر متورم شده در آب به وسیله پلی اتیلن گلایکول مونواتر پوشش داده شده،
    مخلوط می شود. این پوشش تماس پلیمر با آب را در کوتاه مدت به تأخیر میاندازد که برای پراکندگی یکنواخت لازم است .

  21. افزایش جذب آب اسفنج های یورتان

    اسفنج های پلییورتان اغلب جذب آب معینی دارند. بکار گیری سوپرجاذب باعث ظرفیت نگهداری مایع در اسفنج میشود. سوپرجاذب به میزان 5-10 درصد به فرمولاسیون پلییورتان شامل پلی ال، دی ایزوسیانات، کاتالیست مناسب و آب به عنوان عامل اسفنج اضافه میشود. اضافه کردن کربنات های آلی باعث کاهش ویسکوزیته مخلوط می شود .

  22. افزایش جذب آب الیاف مصنوعی

    افزایش جذب آب الیاف مصنوعی مثل ر ایون و هیدروکسی الکیل سلولز به وسیله تزریق سوپرجاذب آکریلیک به محلول ویسکوز به دست می آید.

  23. کاربرد های بیولوژیکی

    از گرید خوراکی پلی اکریلیک اسید میتوان در ساخت برخی داروها که وارد بدن و جریان خون میشوند و همچنین در مواردی که تماس مستقیم با پوست وجود دارد، استفاده نمود .
    بر اساس نوع داروی مورد استفاده، می توان از ترکیبات خاص پلی اکریلیک اسید و مشتقاتش استفاده نمود. متداولترین SAP مورد استفاده در زمینه کاربردهای بیولوژیکی، پلی هیدروکسی اتیل متاکریلات است که با نام تجاری PHEMA شناخته شده است .
    از این پلیمرها در ساخت پوشش های ضد رطوبت مورد استفاده در بیمارستان ها، دستمال های بهداشتی یک بار مصرف نیز استفاده میشود .
    در ساخت بعضی ترکیبات دارویی نیز از گرید خاصی از این پلیمرها استفاده میشود تا روند آزاد شدن دارو در بدن (Delivery Drug) را کنترل نماید .

  24. سوپرجاذب ها در صنایع غذایی

    ورق و فیلم SAP جهت جذب آب گوشت و مرغ و بسته بندی سایر محصولات غذایی مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان مثال محصول تولیدی Stockhausen با نام تجاری 100 FAVER PAC قادر است 75 برابر وزنش مایع جذب نموده و در فشار معمولی آن را نگهدارد. از پودر سوپرجاذب که درون کیسه ای تراوا قرار میگیرد یا ورقهای جاذب برای جذب خود بسته بندی گوشت و مرغ استفاده می شود.

اهمیت استراتژیکی سوپرجاذب های اکریلیک در دنیای امروز

الگوی مصرف پلیمرهای جاذب رطوبت در جدول 5 آمده است.

الگوی مصرف پلیمرهای جاذب رطوبت
با توجه به توضیحات ارائه شده در بخش های قبلی در خصوص اهمیت سوپرجاذب ها، پرواضح است که وجود تکنولوژی تولید و استفاده از این محصول می تواند در کشورهایی که با مشکل جدی کمبود آب مواجه هستند، بسیار گره گشا و حائز اهمیت باشد. ضمن اینکه کاربردهای فراوان ذکر شده خود دلیل دیگری بر اهیمت این محصول است .

کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده سوپرجاذب های اکریلیک

این نوع پلیمرها که اغلب پلی اکریلیک اسید و نمک های آن هستند، با ظرفیت تولید حدود 2 میلیون تن در جهان تولید میشوند (جدول 6).
کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده سوپرجاذب های اکریلیک

میزان مصرف این پلیمرها در سه منطقه اصلی آمریکا، اروپای غربی و ژاپن در جدول 7 ارائه شده است. شایان ذکر است که قسمت اعظم تولید پلیمرهای سوپرجاذب در داخل منطقه مصرف میشود .
653442 - طرح توليد سوپرجاذب های اكريليک

پیشنهاد منطقه مناسب برای اجرای طرح تولید سوپرجاذب های اکریلیک

انتخاب محل استقرار واحد بستگی به عوامل مانند نزدیکی به منابع تأمین مواد اولیه، نزدیکی به بازار مصرف داخلی، نزدیکی به محل صدور محصول، وجود امکانات زیر بنایی مناسب، دسترسی به انواع حامل های انرژی، وجود نیروی انسانی متخصص و ماهر و مسائل زیست محیطی دارد. بنا به دلایل زیر انتخاب اولیه این طرح، مناطق جنوبی کشور از جمله منطقه آزاد تجاری قشم است .

  • نزدیکی به منابع تأمین مواد اولیه
  • نزدیکی به محل تأمین برخی مواد اولیه داخلی.
  • نزدیکی به مبادی صادرات محصول.
  • در دسترس بودن امکانات زیر بنایی و نیروی انسانی ماهر در منطقه آزاد تجاری

تجزیه و تحلیل و ارائه جمع بندی

با توجه به سود آوری و نرخ بازگشت سرمایه مناسب طرح و همچنین نیاز روز افزون کشور به این ماده اجرایی نمودن این طرح توصیه می شود. از آن جایی که اکثر طرح های تولیدی پلیمرهای سوپرجاذب در جهان با تولید مواد اولیه آن یعنی اکریلیک اسید گلاسیال همراه میباشند، طرح تولید این مونومر در کنار این واحد نیز توجیه پذیر میباشد . پس از انجام مطالعات و بررسیهای مختلف فنی و اقتصادی در این گزارش، مشخص گردید که اجرای طرح تولید سوپر جاذب های اکریلیک دارای توجیه اقتصادی کامل میباشد.

امتیاز کاربران: 2.6 ( 1 رای)
سفارش طرح توجیهی
گرد آورنده
ایـ توجیهی
دانلود رایگان طرح توجیهی

نوشته های مشابه

دنبال کردن این پرسش و پاسخ
اطلاع از
guest
0 Comments
دکمه بازگشت به بالا
Call Now Buttonتماس فقط جهت سفارش طرح توجیهی