مقدمه:
سوپرجاذب ها نوع خاصی از هیدروژل‌ها هستند که به دلیل چگالی کم اتصالات عرضی توانایی جذب میزان زیادی آب را داخل ساختار خود دارند. این مواد توانایی جذب آب حتی تا 1000 برابر وزن خود را دارا هستند. کاربرد سوپرجاذب‌ها بسیار متنوع بوده اما بیش ترین حجم تولید و مصرف این پلیمرها به مصارف بهداشتی و کشاورزی اختصاص دارد. سوپرجاذب‌ها در زمینه های مختلف مانند بسته بندی مواد غذایی، مصارف پزشکی و دارویی، جذب یون‌های سنگین و سموم، تصفیه‌ی آب و پساب، ازدیاد برداشت از چاه‌های نفت، صنایع آرایشی و بهداشتی و … کاربرد دارند. به طور کلی، بسته به زمینه کاربرد سوپرجاذب‌ها، وظایف و خواص مورد انتظار و ساختار آن‌ها متفاوت خواهد بود؛ به عنوان مثال سوپرجاذب‌های کشاورزی باید علاوه بر ظرفیت جذب، حساسیت یونی کمتر واستحکام ژل بیشتری داشته باشند و بتوانند چندین سال در خاک دوام بیاورند و عمل جذب و واجذب آب را به ریشه، تکرار کنند. برخی از سوپر جاذب‌ها در زمینه داروسازی وجراحی کاربرد دارد ساختار این سوپرجاذب ها باید به گونه‌ای باشد که حساسیت خاصی نسبت به دما یا PH داشته باشند همچنین از سوپرجاذب‌ها در صنایع نفتی به عنوان سیال حفاری که جهت کندن وانتقال مواد حاصل از حفاری از انتهای چاه به سطح زمین استفاده می‌شود و این سیال حفاری در حال حاضر وظایف گوناگونی را بر عهده دارد. سوپرجاذب‌های بهداشتی بر خلاف نوع کشاورزی، آب را در داخل ساختار خود جذب می‌کند و دیگر پس نمی‌دهد، این نوع سوپرجاذب‌ها باید توانایی جذب تحت بار و سرعت جذب بالا داشته باشند تا از مایعات خروجی از بدن به راحتی و در کمترین زمان ممکن جذب کنند.
سوپرجاذب بهداشتی
بیشترین حجم هیدروژل تولید شده در سراسر جهان در پوشک های یکبار مصرف استفاده می شود. بنابراین، بیشتر کارهای تحقیقاتی بر روی گریدهای بهداشتی متمرکز شده است که معمولاً با کُرک در پوشک استفاده می‌شود که به دلیل تقاضای بازار برای پوشک نازک‌تر، سوپرجاذب بیشتر و کرک کمتری در پوشک گنجانده می‌شود به طورکلی مزایای استفاده از سوپرجاذب‌های بهداشتی را می توان به صورت زیر بیان نمود.
- جذب رطوبت و سایر مایعات خروجی از بدن انسان
- جلوگیری از پس دادن ادرار و خون به لباس نوزاد و بانوان
- قابلیت استفاده از لباس های زیر به مدت طولانی
تاکنون پتنت ها و مقالات متعددی در زمینه سوپرجاذب‌های بهداشتی منتشر شده است. هدف اصلی تمامی این تحقیقات رسیدن به سوپرجاذبی با خواص زیر است:
شایان ذکر است میزان استفاده سوپرجاذب‌های بهداشتی در هر پوشک بچه یا بزرگسال10 -15 گرم است این در صورتی است که جذب تحت بار (AUL) 10-15 گرم آب نمک به ازای هر گرم سوپرجاذب باشد. اکنون به ترتیب به بحث در مورد هر یک از این خصلت ها می پردازیم:
جذب تحت بار(AUL):
جذب تحت بار (AUL) معمولاً در متون ثبت اختراع و برگه های داده های فنی توسط سازندگان صنعتی سوپرجاذب‌های بهداشتی ارائه می شود. هنگامی که اصطلاح AUL بدون مشخص کردن محیط تورم آن استفاده شود، به معنای جذب محلول آب نمک 0.9% تحت فشار برخی از بارها ( فشارهای 0.3، 0.6، یا 0.9 psi) است. هر چه میزان این خصلت بیشتر باشد میزان مصرف سوپرجاذب در هر پوشک کاهش یافته و در واقع سوپرجاذب بهداشتی از کیفیت بهتری برخوردار خواهد بود. در صورتی که بتوان این خصلت را به عدد 30 رساند در واقع می‌توان میزان مصرف سوپرجاذب در هر پوشک یا نوار بهداشتی را نصف کرد.
میزان مونومر باقی مانده
مشکلی که میزان مونومر باقی مانده ایجاد می‌کند، حساسیت پوستی است در واقع اگر میزان این ماده از 500ppm بیشتر باشد برای کودکان و پوست حساس آن‌ها مشکل ایجاد می‌کند. این میزان در جدیدترین مقالات و استاندارد ها تا 300ppm کاهش یافته است.
سرعت جذب (روش گرداب)
روش گرداب، سریع ترین و ساده ترین راه برای ارزیابی نرخ تورم سوپرجاذب‌ها است که اغلب در آزمایشگاه های تحقیق و توسعه و فنی استفاده می شود.در این روش آب یا محلول نمک (50.0 گرم) در یک بشر 100 میلی لیتری ریخته می شود و دمای آن در 30 درجه سانتیگراد تنظیم می شود. با استفاده از همزن مغناطیسی با سرعت 600 دور در دقیقه به هم زده می شود. نمونه سوپرجاذب اضافه شده و زمان سپری شده از افزودن سوپرجاذب بهداشتی به سیال تا ناپدید شدن گرداب اندازه گیری می شود. سرعت جذب سوپرجاذب های بهداشتی باید تا حد امکان زیاد باشد تا بتوانند در سریع ترین زمان ممکن خون و ادرار را جذب کرده و از پس دادن این مایعات به لباس جلوگیری کنند.