ผ้าอ้อมแบบใช้แล้วทิ้งหนึ่งผืนบรรจุพอลิเมอร์ดูดซับได้ประมาณ 12 ถึง 15 กรัม ซึ่งเป็นเม็ดสีขาวประมาณ 1 ช้อนโต๊ะที่สามารถดูดซับน้ำเกลือได้ 300 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง วัสดุดังกล่าวซึ่งมักเรียกสั้น ๆ ว่า SAP ช่วยให้ผิวแห้งเป็นเวลาหลายชั่วโมง เก็บของเหลวไว้ในแผ่นอิเล็กโทรดสำหรับผู้ใหญ่และผ้าปิดแผล และตอนนี้ปรากฏในแผ่นสำหรับขนส่งอาหาร สารเติมแต่งในดินทางการเกษตร และเทปปิดกั้นน้ำทางอุตสาหกรรม การรู้ว่าโพลีเมอร์ SAP คืออะไร มีพฤติกรรมอย่างไรในของไหลจริง และจะระบุได้อย่างไร เป็นสิ่งที่แยกผลิตภัณฑ์ดูดซับที่ทำงานออกจากผลิตภัณฑ์ที่รั่วไหล
คู่มือนี้ครอบคลุมถึงเคมี เส้นทางการผลิต และการตรวจสอบการจัดซื้อที่สำคัญเมื่อ SAP นั่งอยู่ภายในผลิตภัณฑ์ที่คุณขาย
SAP Polymers คืออะไร
โพลีเมอร์ดูดซับยิ่งยวดเป็นโครงข่ายโพลีเมอร์ที่ชอบน้ำเชื่อมโยงข้ามเล็กน้อย ซึ่งดูดซับและรักษาน้ำหนักของตัวเองหลายร้อยเท่าในของเหลวที่เป็นน้ำในขณะที่ยังคงไม่ละลายน้ำ
SAP คือเครือข่ายสามมิติของสายโซ่โพลีเมอร์ขนาดยาว ซึ่งส่วนใหญ่มักสร้างขึ้นจากกรดอะคริลิกที่ถูกทำให้เป็นกลางบางส่วน เชื่อมต่อกันตามช่วงเวลาด้วยการเชื่อมโยงข้ามโควาเลนต์ น้ำถูกดูดเข้าไปโดยการออสโมซิสและยึดไว้ด้วยพันธะไฮโดรเจน แต่การเชื่อมขวางจะทำให้โซ่ไม่สามารถแยกออกจากกัน ดังนั้นเม็ดเล็กจึงพองตัวเป็นเจลแทนที่จะละลายเป็นของเหลว ในใบสั่งซื้อและเอกสารข้อมูลทางเทคนิค วัสดุชนิดเดียวกันจะปรากฏเป็นผงโคลน, SAM หรือโซเดียมโพลีอะคริเลต
ตัวเลขสองตัวเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของเกรดในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป: ความจุการพองตัวอิสระ ซึ่งเป็นปริมาณของเหลวที่เม็ดต้องใช้เมื่อไม่มีอะไรกดทับ และค่าการดูดซับภายใต้ภาระ ซึ่งเป็นปริมาณที่เก็บไว้เมื่อทารก ผู้ป่วย หรือกล่องลังกดลง ทั้งสองดึงไปในทิศทางตรงกันข้าม และการซื้อด้วยหมายเลขแรกเพียงอย่างเดียวถือเป็นข้อผิดพลาดในการจัดหาที่พบบ่อยที่สุดในหมวดหมู่นี้
ความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้ามคือแป้นหมุนที่กำหนดความสมดุล เกรดที่เชื่อมโยงข้ามกันเล็กน้อยจะพองตัวเป็นปริมาตรมาก แต่จะยุบตัวเป็นเจลที่นุ่มและลื่นภายใต้แรงกด ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เจลอุดตันและรั่วไหลในแกนผ้าอ้อม เครือข่ายที่หนาแน่นกว่าจะเก็บของเหลวได้น้อยกว่าในการทดสอบ Free Swell แต่ยังคงโครงสร้างไว้ เกรดสองเกรดที่มีพาดหัวเอกสารข้อมูลเกือบเหมือนกันจึงสามารถทำงานแตกต่างกันมากในบรรทัดการแปลงเดียวกัน
โพลีเมอร์ดูดซับสูงกักเก็บน้ำได้อย่างไร
แรงสามแรงทำงานร่วมกันในทุกเหตุการณ์การบวมตัว: แรงดันออสโมติก พันธะไฮโดรเจน และการดึงกลับแบบยืดหยุ่นของโครงข่ายเชื่อมโยงข้าม
- แรงดันออสโมติก กรดอะคริลิกที่ทำให้เป็นกลางจะทิ้งประจุลบคาร์บอกซิเลทไว้ภายในเครือข่าย โซเดียมไอออนเคลื่อนที่จะสร้างความแตกต่างด้านความเข้มข้นต่อของเหลวที่อยู่รอบๆ และน้ำจะเคลื่อนเข้าไปเพื่อทำให้ของเหลวสมดุลกัน
- พันธะไฮโดรเจน โมเลกุลของน้ำเกาะติดกับหมู่คาร์บอกซิเลทตามสายโซ่ ซึ่งเป็นเหตุให้อาการบวมเกิดขึ้นภายในไม่กี่วินาทีหลังจากสัมผัสกัน
- การดึงกลับแบบยืดหยุ่น การเชื่อมขวางต้านทานการยืดตัว ดังนั้นการบวมจะหยุดลงเมื่อแรงยืดหยุ่นทำให้แรงดันออสโมติกสมดุลและเจลยังคงแข็งตัว
อะไรก็ตามที่เพิ่มไอออนลงในของเหลวจะทำให้แรงแรกอ่อนลง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมค่าการดูดซับของสนามจึงต่ำกว่าตัวเลขที่เป็นน้ำในแผ่นข้อมูลมาก
| ทดสอบของเหลว | การดูดซึมต่อกรัม | ปัจจัยจำกัดหลัก |
| น้ำปราศจากไอออน | 300-500 ก | แทบไม่มีไอออน เครือข่ายจึงขยายได้อย่างอิสระ |
| น้ำเกลือ 0.9% | 40-60 ก | โซเดียมไอออนจะคัดกรองประจุคงที่บนโซ่ |
| ปัสสาวะสังเคราะห์ | 30-50 ก | เกลือและยูเรียช่วยลดการไล่ระดับออสโมติก |
| เลือดและซีรั่ม | 10-20 ก | โปรตีนและแคตไอออนไดวาเลนต์จะบล็อกและเชื่อมโยงข้ามเครือข่าย |
อุณหภูมิก็มีความสำคัญเช่นกัน อาการบวมจะเร็วขึ้นในของเหลวอุ่น แต่การคงตัวหลังจากการปั่นแยกมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการทดลองจัดส่งผลิตภัณฑ์ที่ไม่หยุดยั้งในช่วงฤดูร้อนจึงมักทำให้เกิดข้อร้องเรียนเกี่ยวกับการรั่วไหลมากกว่าในฤดูหนาว
วิธีการผลิตพอลิเมอร์ SAP
SAP เชิงพาณิชย์ดำเนินการผ่านห้าขั้นตอน ได้แก่ การทำให้เป็นกลาง การเกิดโพลีเมอร์ การทำแห้งและการกำหนดขนาด การเชื่อมโยงข้ามพื้นผิว และการควบคุมคุณภาพ
- การวางตัวเป็นกลาง กรดอะคริลิกถูกทำให้เป็นกลางบางส่วนด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยทั่วไปอยู่ที่ 65-75% ระดับการวางตัวเป็นกลางจะกำหนดปริมาณแรงดันออสโมติกที่เครือข่ายที่สร้างเสร็จแล้วจะสามารถสร้างได้
- การเกิดพอลิเมอไรเซชัน โพลีเมอไรเซชันของเจลเป็นแนวทางหลักสำหรับเกรดด้านสุขอนามัย เนื่องจากปฏิกิริยาคายความร้อนจะทำให้แบทช์ข้นขึ้นเป็นเจลแข็งที่แห้งง่าย สารละลายโพลิเมอไรเซชันเหมาะกับสูตรที่มีความหนืดต่ำ ในขณะที่สารแขวนลอยโพลีเมอร์ไรเซชันแบบผกผันจะสร้างเม็ดบีดทรงกลมที่มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบ
- การอบแห้ง การบด และการกรอง เจลจะถูกทำให้แห้ง บด และจำแนกเป็นเม็ด โดยปกติจะมีขนาดระหว่าง 150 ถึง 850 ไมโครเมตร เศษส่วนขนาดใหญ่และละเอียดจะถูกบดและผสมใหม่
- การเชื่อมโยงข้ามพื้นผิว หลังการบำบัดจะสร้างเปลือกที่หนาแน่นขึ้นรอบๆ เม็ดแต่ละเม็ด ซึ่งจะเพิ่มการดูดซับภายใต้น้ำหนัก และลดการเกาะตัวของเจล โดยต้องเสียความสามารถในการขยายตัวอิสระที่ลดลงเล็กน้อย
- การควบคุมคุณภาพ ซัพพลายเออร์ทดสอบความสามารถในการกักเก็บเครื่องหมุนเหวี่ยง การดูดซับภายใต้ภาระที่ 0.3 หรือ 0.7 psi ความสามารถในการขยายตัวอิสระ ความชื้น การกระจายขนาดอนุภาค และกรดอะคริลิกที่ตกค้าง
ขอวิธีทดสอบควบคู่ไปกับค่า ตัวเลขที่วัดจากการตัดขนาด 150 ไมโครเมตรจะไม่ตรงกับการตัดขนาด 300 ไมโครเมตร และซัพพลายเออร์ที่ไม่สามารถระบุวิธีการเบื้องหลังตัวเลขได้กำลังให้คำกล่าวอ้างทางการตลาดมากกว่าข้อมูลจำเพาะ
ตำแหน่งที่ใช้ SAP Polymers
SAP เข้ามาแทนที่ทุกที่ที่ต้องล็อคของเหลวออกไปแทนที่จะเช็ดออก ซึ่งทำให้สุขอนามัยแบบใช้แล้วทิ้งกลายเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดและการดูแลรักษาทางการแพทย์เป็นที่ต้องการมากที่สุด
ผ้าอ้อมเด็ก ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้ใหญ่ที่ไม่หยุดยั้ง และการดูแลสตรีถือเป็นปริมาณ SAP ส่วนใหญ่ทั่วโลก การใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมจะใช้เวลาส่วนที่เหลือแต่จะจ่ายต่อกิโลกรัมมากขึ้นเนื่องจากข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้น
สุขอนามัยและการแพทย์
- ผ้าอ้อมเด็กและกางเกงฝึกซ้อม
- กางเกงในและแผ่นรองซับไม่หยุดยั้งสำหรับผู้ใหญ่
- แผ่นดูแลผู้หญิง
- วัสดุปิดแผลและแผ่นผ่าตัด
- แผ่นดูดซับสำหรับผู้ป่วยติดเตียง
อุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อม
- แผ่นหยดอาหารสำหรับเนื้อสัตว์ สัตว์ปีก และปลา
- เทปกันซึมสายเคเบิล
- ตัวกรองแยกน้ำน้ำมันและเชื้อเพลิง
- เม็ดกักเก็บน้ำเพื่อการเกษตร
- การควบคุมการรั่วไหลและการดูดซับอันตรายทางชีวภาพ
ผ้าเช็ดทำความสะอาดแบบเปียกสำหรับป้องกันสะโพกเด็กสำหรับการเปลี่ยนผ้าอ้อม สำหรับการทำความสะอาดเปลี่ยนผ้าอ้อม ผ้าเช็ดทำความสะอาดแบบสปันจ์แบบนุ่มนี้ใช้น้ำบริสุทธิ์และสารสกัดจากพืช ปราศจากแอลกอฮอล์ น้ำหอม และสารเรืองแสง ดูผลิตภัณฑ์ → ผู้ซื้อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมักไม่ค่อยระบุชื่อ SAP ดิบ แต่เกรดจะอยู่หลังคำกล่าวอ้างความสามารถในการดูดซับทุกรายการที่พิมพ์บนบรรจุภัณฑ์ ในการผลิตเพื่อสุขอนามัย ปริมาณของ SAP ตำแหน่งในแกนกลาง และชั้นการได้มาซึ่งด้านบนจะตัดสินว่าของเหลวจะถูกดึงออกจากผิวหนังเร็วเพียงพอหรือไม่ ซึ่งเป็นสาเหตุที่วัสดุดูดซับได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป็นกองแทนที่จะเป็นวัสดุเดี่ยว
SAP ชีวภาพและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
โพลีเมอร์ดูดซับยิ่งยวดจากชีวภาพแทนที่ส่วนหนึ่งของแกนหลักอะคริลิกด้วยแป้ง เซลลูโลส ไคโตซาน หรืออัลจิเนต โดยแลกกับการดูดซับสูงสุดเพื่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง
เกรดที่ใช้แป้งกราฟต์และเซลลูโลสเป็นตัวเลือกที่มีขายทั่วไปมากที่สุด พวกมันดูดซับได้รวดเร็วในน้ำจืดแต่สูญเสียความสามารถได้เร็วกว่าโพลีอะคริเลตในน้ำเกลือ และเจลของพวกมันจะอ่อนกว่าเมื่อรับน้ำหนัก นั่นทำให้เป็นจริงได้สำหรับการกักเก็บน้ำในการเกษตรและแผ่นรองแบบใช้ครั้งเดียวบางประเภท และยากสำหรับแกนผ้าอ้อมที่รับภาระสูง ซึ่งการดูดซับที่ 0.7 psi เป็นตัวกำหนดอัตราการรั่วไหล
ผ้าเช็ดทำความสะอาดเปียกใยไผ่ที่มีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียตามธรรมชาติ ผ้าเช็ดทำความสะอาดใยไผ่ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสำหรับผิวและพื้นผิวที่บอบบาง ปราศจากน้ำหอม แอลกอฮอล์ และสารเรืองแสง ดูผลิตภัณฑ์ → การเลือกใช้วัสดุพิมพ์มีความสำคัญพอๆ กับโพลีเมอร์ พื้นผิวของเส้นใยไม้ไผ่และฝ้ายเข้ากันได้ดีกับสารยึดเกาะชีวภาพที่เบากว่า และปล่อยให้ผู้ผลิตย้ายสายผลิตภัณฑ์ไปสู่ความสามารถในการย่อยสลายได้โดยไม่ต้องเขียนข้อกำหนดการดูดซับใหม่
การระบุผลิตภัณฑ์ SAP: รายการตรวจสอบของผู้ซื้อ
ตัดสินผลิตภัณฑ์ใดๆ ที่ได้รับการสนับสนุนจาก SAP โดยใช้ตัวเลขสี่ตัว ได้แก่ ค่าการดูดซับภายใต้ภาระ การเก็บรักษาหลังจากการปั่นแยก โมโนเมอร์ตกค้าง และการกระจายขนาดอนุภาค
- การดูดซับภายใต้ภาระ ขอค่าทั้ง 0.3 psi และ 0.7 psi เกรดที่ผ่าน 0.3 psi ยังคงล้มเหลวในการออกแบบแกนแบบบาง
- การเก็บรักษากับอาการบวม การบวมตัวฟรีที่สูงและกักเก็บได้ไม่ดีหมายความว่าของเหลวจะอยู่ในเจลและปล่อยออกมาภายใต้ความกดดัน ซึ่งจะปรากฏเป็นของเหลวที่ชั้นผิว
- กรดอะคริลิกตกค้าง สอบถามตัวเลขที่ทดสอบและวิธีการ ไม่ใช่ข้อความด้านความปลอดภัยทั่วไป
- การกระจายขนาดอนุภาค ค่าปรับที่ต่ำกว่า 150 ไมโครเมตร จะเพิ่มการปิดกั้นฝุ่นและเจล เศษส่วนหยาบจะชะลอความเร็วการดูดซึม
- ของไหลของบันทึก ยืนยันว่ามีการวัดประสิทธิภาพในน้ำปราศจากไอออน น้ำเกลือ หรือปัสสาวะสังเคราะห์ ก่อนที่จะเปรียบเทียบสองเครื่องหมายคำพูด
ผ้าเช็ดทำความสะอาดไม่หยุดยั้งแบบกำหนดเองสำหรับการดูแลและทำความสะอาดประจำวัน ผ้าเช็ดทำความสะอาดนอนวูฟเวนเนื้อนุ่มพร้อมสารละลายที่มีความเป็นกรดอ่อน ว่านหางจระเข้และคาโมมายล์ บรรจุแยกกันสำหรับการดูแลเรื่องการกลั้นปัสสาวะไม่อยู่ในชีวิตประจำวันและในทางคลินิก ดูผลิตภัณฑ์ → ในการดูแลและสภาพแวดล้อมทางคลินิก แกนดูดซับมีเพียงครึ่งหนึ่งของข้อกำหนดเฉพาะ ของเรา ผลิตภัณฑ์ดูแลสุขภาพและผ้าเช็ดทำความสะอาดทางการแพทย์ แสดงให้เห็นว่าวัสดุพิมพ์ ของเหลว และบรรจุภัณฑ์เข้ากันได้อย่างไรกับการใช้ในบ้านและในโรงพยาบาล
คำถามที่พบบ่อย
โพลีเมอร์ดูดซับยิ่งยวดละลายในน้ำหรือไม่?
ไม่ การเชื่อมโยงข้ามของโควาเลนต์ช่วยยึดสายโซ่โพลีเมอร์ไว้ด้วยกัน ดังนั้น SAP จึงขยายตัวเป็นเจลและคงสภาพของแข็ง สามารถปล่อยน้ำได้ช้าๆ เมื่อแห้งหรือเมื่อเติมเกลือ แต่ไม่ละลาย
โพลีเมอร์ดูดซับยิ่งยวดสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้หรือไม่?
Polyacrylate SAP ทั่วไปไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างง่ายดาย เกรดชีวภาพที่สร้างขึ้นจากแป้ง เซลลูโลส หรือไคโตซานจะสลายตัวได้ง่ายกว่ามาก แต่ความสามารถในการดูดซับน้ำเกลือของพวกมันมักจะอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของโพลีอะคริเลต ดังนั้นจึงเลือกตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่อนุญาต
อะไรส่งผลต่อการดูดซึมมากที่สุด?
ความแรงของไอออนิกของของไหลมาเป็นอันดับแรก ตามด้วยแรงกดบนเจล ความหนาแน่นของครอสลิงก์ของเกรด และอุณหภูมิ น้ำปราศจากไอออนสามารถแสดงปริมาณ 300 ถึง 500 กรัมต่อกรัม ในขณะที่น้ำเกลือชนิดเม็ดเดียวกันจะให้ปริมาณ 40 ถึง 60 กรัม
โพลีเมอร์ดูดซับยิ่งยวดปลอดภัยในผลิตภัณฑ์เพื่อสุขอนามัยหรือไม่
SAP เกรดสุขอนามัยมีข้อจำกัดเกี่ยวกับกรดอะคริลิกที่ตกค้าง โลหะหนัก และความชื้น และได้รับการทดสอบสำหรับการใช้งานโดยสัมผัสกับผิวหนัง ผู้ซื้อควรยืนยันว่าเกรดได้รับการรับรองสำหรับตลาดที่ต้องการและขอตัวเลขโมโนเมอร์ตกค้าง แทนที่จะอาศัยคำชี้แจงด้านความปลอดภัยทั่วไป
ผ้าเช็ดทำความสะอาดเด็ก
ผ้าเช็ดทำความสะอาดอุตสาหกรรมและยานยนต์
ผ้าเช็ดทำความสะอาดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
สำลีก้านและแผ่นรอง
