Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor?

12 dakika
3,302
Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor? Wikimedia Commons
Süper emici polimerler
Tüm Reklamları Kapat

Süper emici polimerler, büyük hacimlerde su ve sulu çözeltileri emme ve tutma yeteneğine sahip malzemelerdir. Bu, onları bebek bezleri ve yetişkinler için inkontinans pedleri gibi su emici uygulamalarda, emici tıbbi pansumanlarda, menstrüasyon pedlerinde, tamponlarda ve kontrollü salım ortamında kullanım için ideal hale getirir.

İlk üretilen süper emiciler, kimyasal olarak modifiye edilmiş nişasta ve selüloz ile polivinil alkol (PVA), polietilen oksit (PEO) gibi tümü hidrofilik olan ve su için yüksek bir afiniteye sahip olan diğer polimerlerden yapılmıştır. Bu polimerler, kimyasal veya fiziksel olarak hafifçe çapraz bağlandıklarında suda şişebilir ama suda çözünmez hâle gelirler.

Günümüzün süper emici polimerleri, kısmen nötralize edilmiş, hafif çapraz bağlı poliakrilik asitten yapılmaktadır ve bunun en yüksek performans/maliyete oranına sahip olduğu bilinmektedir. Polimerler, hem kalite hem de ekonomik nedenlerle düşük katı seviyelerinde üretilir, kurutulur ve granüler beyaz katılar halinde öğütülür. Suda, bazı durumlarda ağırlıkça %99 kadarı su olabilen kauçuksu bir jele dönüşürler.

Tüm Reklamları Kapat

Süper Emici Polimerlerde Şişme Mekanizmaları

Süper emici polimerlerin sentezini tartışmadan önce, şişme nedenlerini anlamak gerekir. Şişme işleminde, tümü nihai şişme kapasitesine veya santrifüj tutma kapasitesine (bir santrifüjde yüzey suyu uzaklaştırıldığında bir süper emici polimerlerin serbest şişme koşulları altında tutabileceği, ağırlıkça %0.9 tuzlu su çözeltisi miktarı) katkıda bulunan çeşitli mekanizmalar vardır.

Polimer ağının bir bölümünün şematik bir temsili
Polimer ağının bir bölümünün şematik bir temsili
Superabsorbent Polymers (Figure 1)

Süper emici polimerlerdeki "polimer omurga" hidrofilik, yani "su sever" yapıdadır, çünkü suyu seven karboksilik asit grupları (–COOH) içerir. Süper emici polimerlere su eklendiğinde bir polimer/çözücü etkileşimi olur; hidrasyon ve hidrojen bağlarının oluşumu bu etkileşimlerden ikisidir.

Hidrasyon

Bir çözünenin iyonlarının, bir çözücünün molekülleri ile etkileşimidir; yani COO- ve Na+ iyonları, polar (kutuplu) su moleküllerini çeker.

Bir çözünenin iyonları ile bir çözücünün molekülleri arasındaki etkileşim
Bir çözünenin iyonları ile bir çözücünün molekülleri arasındaki etkileşim
Superabsorbent Polymers (Figure 2)

Hidrojen Bağları

Hidrojen bağları, N, F ve O gibi küçük elektronegatif atomlara bağlı hidrojen atomlarına sahip moleküllerde meydana gelen moleküller arasındaki elektrostatik etkileşimlerdir.

Tüm Reklamları Kapat

Hidrojen atomları, diğer komşu elektronegatif atomlardaki bağ yapmayan elektron çiftlerine (yalnız çiftler) çekilir.
Hidrojen atomları, diğer komşu elektronegatif atomlardaki bağ yapmayan elektron çiftlerine (yalnız çiftler) çekilir.
Superabsorbent Polymers (Figure 3)

Suda elektronegatif atom, hidrojenin elektronlarını molekülde bir dipol oluşturarak kendisine doğru çeken oksijendir. Pozitif hidrojen atomları, diğer su moleküllerindeki yalnız oksijen çiftlerine çekilir. Oksijenin iki yalnız elektron çifti vardır ve her biri diğer iki su molekülüne hidrojen bağı yapabilir.

Bu etkiler enerjiyi azaltır ve sistemin entropisini arttırır. Süper emici polimerlerin hidrofilik doğası nedeniyle, polimer zincirleri, belirli bir miktarda su içinde dağılma eğilimi gösterir, yani suda çözünmeye çalışırlar, bu da sistem için daha fazla sayıda konfigürasyona yol açar ve ayrıca entropiyi arttırır.

Süper Emici Polimerler Neden Suda Çözünmez?

Polimer zincirleri arasındaki çapraz bağlar üç boyutlu bir ağ oluşturur ve polimerin sonsuza kadar şişmesini, yani çözülmesini engeller. Bu, ağın elastik geri çekme kuvvetlerinden kaynaklanmaktadır ve zincirler başlangıçtaki sarmal durumlarından daha sert hale geldikçe, zincirlerin entropisinde bir azalma eşlik eder.

Sarmal çapraz bağlı zincirlerin su ile etkileşimi sonrası hidratlı zincir halini gösteren şekil
Sarmal çapraz bağlı zincirlerin su ile etkileşimi sonrası hidratlı zincir halini gösteren şekil
Superabsorbent Polymers (Figure 4)

Artık geri çekilme kuvvetleri ile zincirlerin sonsuz seyreltme için şişme eğilimi arasında bir denge vardır. Çapraz bağlama derecesi, polimerin şişme seviyesi ve ağın gücü üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir, yani, "artan çapraz bağ yoğunluğu = azaltılmış şişme kapasitesi = artan jel kuvveti" şeklinde ifade edilebilir. Çapraz bağlamayı birazdan daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

İyonik Polimerlerde Şişme

İyonik polimerler için basit karıştırmanın ötesinde başka bir çözücü/polimer etkileşimi vardır. Nötralize zincirler birbirini iten yükler içerir (Şekil 1). Negatif karboksilat grupları pozitif sodyum iyonları ile dengelendiğinden, genel elektriksel nötrlük korunur. Su ile temas ettiğinde sodyum iyonları hidratlanır (şekil 2b), bu da, suyun yüksek dielektrik sabiti nedeniyle, onların karboksilat iyonlarına olan çekiciliğini azaltır. Bu, sodyum iyonlarının ağ içinde serbestçe hareket etmesine izin verir ve bu da jel içindeki osmotik basınca katkıda bulunur. Bununla birlikte, mobil pozitif sodyum iyonları jeli terk edemezler çünkü polimer omurgası boyunca negatif karboksilat iyonlarına hala zayıf bir şekilde çekilirler ve bu nedenle yarı geçirgen bir zar tarafından tutulmuş gibi davranırlar. Dolayısıyla şişmenin itici gücü, jelin içindeki ve dışındaki osmotik basınç arasındaki farktır. Jelin dışındaki sodyum seviyesinin arttırılması, osmotik basıncı düşürecek ve jelin şişme kapasitesini azaltacaktır. Jelin maksimum şişmesi deiyonize suda gerçekleşir.

Süper Emici Polimerler İçin Test Sıvısı

İdrar gibi vücut sıvıları, saf suya kıyasla süper emicinin şişme kapasitesini azaltan sodyum gibi iyonlar içerir. Süper emici polimerlerin gerçek hayattaki uygulamasını, yani bir bebek bezinde daha yakından simüle etmek için, süper emiciler normal olarak bir salin solüsyonunda test edilir. Bu, uygulamada iyon konsantrasyonunun şişme kapasitesi üzerindeki etkilerini simüle eder.

Osmoz ve Osmotik Basınç

Osmoz ve osmotik basınç aşağıdaki gibi basit bir deneyle gösterilebilir.

Osmoz ve osmotik basınç
Osmoz ve osmotik basınç
Superabsorbent Polymers (Figure 5)

Yukarıdaki örnekte, iki çözelti, suyun geçişine izin veren ancak tuzların geçişine izin vermeyen yarı geçirgen bir zar ile ayrılmıştır. Bu nedenle, çözeltilerin dengelenmesinin, yani tüm suyun tüm tuzuna sahip olmasının tek yolu, suyun zardan geçmesidir. Bu nedenle çözeltide, damıtılmış suyun zardan geçişini önlemek için üzerine uygulanması gereken basınç olan bir osmotik basınç kurulur.

Süper emici polimerleri yukarıdaki örnekle karşılaştırırsak, suyun tamamının zar boyunca hareket etmesini engelleyen kütleçekimi kuvveti, polimerin çözünmesini veya sonsuza kadar şişmesini önleyen çapraz bağa benzer. Osmotik basınç bir kuvvet olduğu için eşit ve zıt bir kuvvet tarafından üstesinden gelinebilir ve süper emici polimer yeterince sıkılırsa hiç şişmez, ancak bu kuvvetin büyük olması gerekir.

Özet

Polimer zincirlerini nötralize etmenin süper emici polimerin omotik basıncını ve dolayısıyla şişme kapasitesini arttırdığını biliyoruz. Ayrıca şişme kapasitesinin ağ içindeki çapraz bağlanma derecesi ile sınırlandırıldığını da biliyoruz, dolayısıyla ortaya çıkan şişme kapasitesi bu ikisinin birleşik bir etkisidir.

Tüm Reklamları Kapat

Süper Emici Polimerlerde Şişme Kapasitesi: Çapraz Bağlama ve Nötrleştirmenin Etkileri

Çapraz Bağlamanın Şişme Kapasitesi Üzerindeki Etkisi

Sabit bir nötralizasyon derecesi (Dn) için, bir süper emici polimerin kapasitesi, artan çapraz bağlayıcı oranı ile azalır (tuzlu çözelti içinde şiştiğinde).

Nötralizasyon derecesi değiştirildiğinde, eğriler benzer eğilimler gösterir; ancak eğimler değişir. Dn ne kadar yüksek olursa, eğri o kadar dik olur.

Polimerler deiyonize sudayken, CRC'de %0 ila %20 nötralizasyon derecesi arasında büyük bir fark vardır, ancak bu fark, nötralizasyon derecesi arttıkça daha az belirgindir.

Tüm Reklamları Kapat

Superabsorbent Polymers (Figure 7)

Nötralizasyonun Şişme Kapasitesi Üzerindeki Etkisi

Çapraz bağlayıcı seviyesi sabitlenirse ve tuz çözeltisinde şişme yapılırsa, şişme derecesi nötralizasyon derecesi ile artar.

Superabsorbent Polymers (Figure 8)

Eğrilerin eğimleri artık artan çapraz bağlayıcı ile azalmaktadır. TMPTA gibi belirli çapraz bağlayıcılar daha az çözünür hale gelir ve bu nedenle yüksek Dn'de daha az verimli hale gelir, bu nedenle bu, tahmin edilen CRC değerinden daha yüksek bir değere yol açacaktır.

Jellerin Değişen Nötralizasyon Derecesi ve Çapraz Bağlayıcı Seviyelerindeki Davranışına İlişkin Teoriler

  1. Flory'nin Teorisi – CRC, artan nötralizasyon derecesi ve azalan çapraz bağlayıcı seviyesi ile monoton olarak artar.
  2. Hasa'nın modeli – Karşı iyon yoğunlaşması (aşağıdaki nota bakınız), nötralizasyon derecesinin kritik bir değere ulaştığını ve bundan sonra şişmenin değişmediğini, yani bir platoya ulaşıldığını tahmin eder.
  3. Konak'ın modeli – CRC'ye karşı nötralizasyon derecesi eğrisinde bir maksimumun var olduğunu ve bundan sonra şişmenin geri döneceğini tahmin eder.

Bunlar, aşağıdaki çizelgede görsel olarak gösterilmiştir.

3 farklı modele göre jellerin değişen Dn ve çapraz bağlayıcı seviyelerindeki davranışları
3 farklı modele göre jellerin değişen Dn ve çapraz bağlayıcı seviyelerindeki davranışları
Superabsorbent Polymers (Figure 9)

Not: Karşı iyon yoğunlaşması modeli: Nötralizasyon derecesi belirli bir değeri aştığında, serbest iyonlar polimer zincirleri üzerinde yoğunlaşacaktır, yani osmotik basınca katkıda bulunan iyonların sayısı belirli bir değerden sonra artmayacaktır. Dolayısıyla bu değerden sonraki şişme oranı tahmin edildiği kadar yüksek olmayacaktır.

Tüm Reklamları Kapat

Agora Bilim Pazarı
Klasikler Seti 1 (7 kitap)

Aurélia

Gérard de Nerval

“Yavaş yavaş aydınlanan belirsiz bir yeraltıdır uyku, burada gölgeden ve gecenin içinden, arafı mesken tutmuş, ciddiyetle hareketsiz duran soluk siluetler çıkagelir.”

Nerval rüyaları bildiğimiz dünyayla gerçeküstü dünya arasındaki iletişimi sağlayan bir vasıta olarak görür. Yazıları onun mantık ve tutarlılıkla kuvvetli bağını sarsan hayaller ve fantezilerle doludur. Bunun en önemli örneklerinden biri olan ve en önemli eseri kabul edilen Aurélia’da düşle gerçeklik, delilikle yaratıcılık arasındaki belirsiz, gizemli çizgiyi, kendi ruhsal deneyim ve arayışlarından yola çıkarak inceliyor.

Fransız romantizminin önemli yazar ve şairlerinden, sembolizm ve gerçeküstücülük akımını olduğu kadar T. S. Eliot, Ahmet Hamdi Tanpınar, Charles Baudelaire ve Marcel Proust gibi pek çok yazarı etkilemiş Nerval eşsiz ve zarif edebi üslubuyla saflık, kaybedilmiş gençlik, kendini gerçekleştirme ve güzellik ideallerini yansıtan imgeleri Aurélia’da buluşturuyor.

Beyaz Geceler

Fyodor Mihayloviç Dostoyevski

“Hayalperest eski hayallerinin arasında, külleri karıştırır gibi, soğumuş yüreğini yeniden ısıtacak, onu yeniden hayata döndürecek bir kıvılcım arar boş yere. Bulacağı kıvılcımla sönen o güzel hayallerinin ateşini yeniden yakacak, kanını kaynatan, mutluluk gözyaşları döktüren müthiş düşlerine tekrar kavuşacaktır.”

Sekiz yıldır yaşadığı St. Petersburg’da kimseyle yakınlaşamamış ama şehri evleriyle, yüzleriyle ezbere bilen yalnız, kederli, hayalperest bir genç adamın dört beyaz gecesinin öyküsü bu.

Hayalperestimiz sıradan gece yürüyüşlerinden birinde Nastenka’yla karşılaşır. Hayatın yabancısı bu ikili kısa sürede hikâyelerini, dertlerini, hayallerini paylaşacak kadar yakınlaşır; birlikteyken kederleri, huzursuzlukları uğramaz yanlarına; geceleri ve ruhları aydınlanır. İnsanın tek başınalığı, kalbini birine korkusuzca açabilmesinin imkânıyla bir aradadır Beyaz Geceler’de. Bu imkân bir an kadar bile olsa, “Böyle bir an ömrü boyunca yetmez mi insana?”

Dünya edebiyatının en güçlü yazarlarından Dostoyevski’nin külliyatında kendine has, ayrı bir yeri olan Beyaz Geceler zarif ve yalın üslubuyla insan ruhunda derin bir iz bırakıyor.

Dönüşüm

Franz Kafka

“Gregor Samsa bir sabah yatağında huzursuz düşlerden uyandığında kendini dev bir böceğe dönüşmüş olarak buldu. Kabuklu sert sırtının üzerinde yatıyor, başını birazcık yükselttiğinde, kayıp düşmek üzere olan yorganın tepesinde zar zor tutunduğu kahverengi, bombeli ve yay şeklinde şeritlerle bezeli karnını görüyordu. Gövdesine göre acınacak incelikteki pek çok bacağı gözlerinin önünde çaresizlikle titreşiyordu.”

Bu sarsıcı, tuhaf cümlelerle başlayan Dönüşüm, keskinliği ve yalınlığıyla Kafka’nın edebi yoğunluğunu en iyi anlatan eseridir.

Köpeklerin Sohbeti

Miguel de Cervantes

Talihsiz bir evlilik yüzünden hastaneye düşen bir teğmen hasta yatağında yatarken sokakta iki kişinin konuştuğunu duyar. Sohbetin çekiciliğine kendini iyice kaptıran teğmen konuşanların aslında hastanenin bekçi köpekleri olduğunu anlar ve bu mucizevi sohbeti kağıda aktarır.

Bir süreliğine konuşma kabiliyeti kazanan iki köpek başlarından geçenleri anlatırken insanlığın derin mevzularına değinirler: ahlak, yozlaşma, dedikodu, haset, talih, onur, sinsilik, tahakküm…

Cervantes’in yaşadığı dönem ve ülke üzerine yoğun bir hiciv içeren bu uzun öyküsü, bütün bir insanlık tarihinin (ve muhtemelen geleceğimizin de) güzel bir eleştirisine dönüşüyor.

Palto

Nikolay Gogol

Önüne ne pahasına olursa olsun ulaşacağı bir hedef koyan insanlar gibi kendini şimdiden daha hayat dolu hissediyor, karakteri güçleniyordu. Yürüyüşünde ve hareketlerinde kararsız ve ikircikli ne varsa gitmiş, gözlerinde yeni bir ateş parlamaya başlamıştı. Hatta en cüretkâr hayallerinde bazen paltosuna sansar kürkü bir yaka diktirmeyi bile kurar olmuştu.”

“Küçük adam”ın çektiği sıkıntılar, maruz kaldığı eşitsizlik ve acılar bu uzun öykünün başkahramanı Akakiy

Akakiyeviç’in hayatı üzerinden yalın bir gerçekçilikle anlatılıyor. Böylesi bir anlatım, her ne kadar dönemin Çarlık Rusya’sında büyük tepki alsa ve Gogol, Rus insanını aşağılamakla suçlansa da, Rus edebiyatında büyük bir çığır açıyor. Elinizde tuttuğunuz bu muhteşem eseri daha önce yayınlanmış örneklerinden farklı kılansa, otuzdan fazla kitapta imzası olan ödüllü çizer Noemí Villamuza’nın büyüleyici çizimleri.

“Hepimiz Gogol’un Palto’sundan çıktık.”

Dostoyevski

“Gogol’un Palto’da sergilediği sanat, paralel doğruların kesişmekle kalmayıp, solucan misali kıvrılabileceklerine, karmakarışık hale gelebileceklerine işaret eder.”

Vladimir Nabokov

Peter Schlemihl’in Olağanüstü Öyküsü

Adelbert von Chamisso

“Sevgili dostum, insan bir kere düşüncesizlik edip doğru yoldan ayrılırsa, onu hep aşağıya, daha aşağıya çeken başka yollara da sapar; gökyüzünde ona yön gösterecek bir yıldız araması da boşunadır; zira çaresi yoktur, yokuş aşağı gidecek ve intikam tanrıçasına kurban olacaktır.”

Modern insanın çaresizliğinin masallara özgü bir üslupla aktarıldığı Peter Schlemihl’in Olağanüstü Öyküsü, sonsuz bir servet elde etmek adına Şeytan’a gölgesini satan Peter Schlemihl’in diğer insanlar tarafından aşağılanıp dışlanmasını anlatır. Adelbert von Chamisso’nun edebiyat tarihine damgasını vuran bu eşsiz hikayesi, aradan geçen iki yüzyıla rağmen hâlâ geçerliliğini koruyor.

“Damgalanmış ve dışlanmış bir adamın çektiği ızdırapların derin bir tasviri.”

Thomas Mann

Satranç

Stefan Zweig

Stefan Zweig’ın intihar etmeden kısa süre önce kaleme aldığı Satranç zulüm, saplantı, aklın gücü ve bu gücün yaratacağı kötülükleri ele alan ve yayımlandığından beri bütün dünyada büyük yankı uyandırmış bir klasik. Satranç tahtasının siyahı ve beyazı gibi iki kutbun –iyiyle kötünün, kibarla kabanın, insanla makinenin, akılla deliliğin, cehaletle bilginin, açgözlülükle kanaatkârlığın– arasında, kendi içimizde bitmeyen bir satranç maçına devam eden bizim hikâyemiz…

New York’tan Buenos Aires’e giden bir gemide yolcular arasında Dünya Satranç Şampiyonu Mirko

Czentovic de bulunmaktadır. Kaba, vurdumduymaz, cahil, açgözlü bir insan olsa da Czentovic tam bir satranç dehasıdır. Gemidekiler kendisiyle maç yapmak isterler. Genç satranççı bu isteklerini geri çevirmez ve üst üste galip gelir, ta ki bir maç sırasında ağırbaşlı, çekingen bir yabancı ortaya çıkıp oyuna müdahale edinceye kadar. Bu yabancı uzun zamandır satranç tahtasına elini sürmediğini söylese de verdiği taktikler sayesinde maç berabere biter.

Devamını Göster
₺500.00
Klasikler Seti 1 (7 kitap)
  • Dış Sitelerde Paylaş

Süper Emici Polimer Üretiminde Nötralizasyon Yöntemleri

Çoğu süper emici polimerin imalatında izlenebilecek iki yol vardır. Prosesin nötralizasyon aşaması, polimerizasyondan önce monomer solüsyonunda (nötralizasyon-öncesi) veya poliakrilik asit jeli üzerinde (nötralizasyon-sonrası) gerçekleştirilebilir.

  • Nötralizasyon-öncesi yöntem, monomerin nötralizasyonu sıvı fazda (genellikle sodyum veya potasyum hidroksit çözeltisi ile) gerçekleşebildiğinden, bu teknik açıdan en kolay olanıdır. Bazı çapraz bağlayıcı türlerinin çözünürlüğü, monomer çözeltisinin pH'ından etkilenir, bu nedenle, süper emiciler üretmek için işlem türünü seçerken bu dikkate alınması gereken önemli bir faktördür.
  • Nötralizasyon-sonrası yöntem, katı bir jelin, normal olarak, sodyum karbonat gibi katı bir nötrleştirici madde veya sodyum hidroksit gibi sıvı bir nötrleştirici madde ile karıştırılmasını gerektirir. Katıları karıştırmak sıvılara göre daha zordur ve daha fazla enerji gerektirir. Sert karıştırma koşulları, polimer zincirlerinin kırılmasına ve polimerin performansının düşmesine neden olabilir. Nötralize edici ajanın eksik katılımı da performansa zarar verebilir. Bunlar, önceden nötralize edilmiş bir süreç seçerken dikkate alınması gereken faktörlerdir.

Her iki yöntemin de avantajları ve dezavantajları vardır ancak her ikisi de doğru koşullarda kaliteli süper emici polimerler üretebilir. Yöntem seçimine, işleme ve kurutma yöntemleri aracılığıyla polimerizasyon sonrası çalışmanın dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi eşlik etmelidir.

Süper Emici Polimerlerde Çapraz Bağlama

Çoğu süper emici polimerde iki ana çapraz bağlama türü vardır:

  • Yığın veya çekirdek çapraz bağlama: Normalde süper emici üretiminin polimerizasyon aşaması sırasında gerçekleşir.
  • Yüzey çapraz bağlama: Polimerin basınç profiline karşı emilimini artıran daha yeni bir işlemdir.

Çekirdek Çapraz Bağlama

Çapraz bağlama, moleküllerin birleştirilmesidir. Genellikle iki veya daha fazla makromolekülün daha küçük bir molekülle birleştirilmesidir. Süper emiciler durumunda en önemli tip ve en yaygın olanı kovalent çapraz bağdır. Süper emici polimer imalatında en yaygın çapraz bağlayıcı türleri, iki veya daha fazla polimerize edilebilir çift bağ içeren organik moleküllerdir. Bu moleküller, polimerizasyon reaksiyonu sırasında büyüdükçe polimer zincirlerinin omurgasına dahil edilir.

Çapraz bağlama
Çapraz bağlama
Superabsorbent Polymers (Figure 10)

Çapraz bağlayıcıların polimere dahil edilmesini ve bunların polimer omurgası boyunca dağılımını birkaç faktör belirler.

Reaktivite Oranları

Reaktivite oranları, reaksiyon bileşenlerinin her birinin birbiriyle reaksiyona girme afinitesinin bir ölçüsüdür, yani bir akrilik asit molekülü, örneğin kendisi gibi biriyle mi yoksa bir çapraz bağlayıcı molekül gibi başka bir şeyle mi reaksiyona girmeyi tercih eder. SAP'ler söz konusu olduğunda iki genel durum vardır:

  • Nötralizasyon öncesi polimer: akrilik asit, sodyum akrilat, çapraz bağlayıcı
  • Nötralizasyon sonrası polimer: akrilik asit, çapraz bağlayıcı

Çapraz bağlayıcı yüksek bir reaktivite oranına sahipse, bunun çoğu polimerizasyonun erken aşamalarında tüketilecek ve sonraki aşamalarda yapılan herhangi bir polimer zincirinin çapraz bağlanma ve ekstrakte edilebilir zincirler olarak sonuçlanma olasılığı daha düşük olacaktır. Düşük reaktivite oranlarına sahip çapraz bağlayıcılar, zıt eğilime sahiptir. Çapraz bağlayıcı veya çapraz bağlayıcı karışımı seçimi, nihai polimer ağının yapısını belirler.

Ekstrakte Edilebilirler

Genellikle polimer ağına dahil olmayan düşük molekül ağırlıklı polimer zincirlerine çözünür veya ekstrakte edilebilir fraksiyon denir. Bu zincirler, polimer fazla sıvı içinde şiştiğinde polimerden kolayca çıkarılabilir, bu nedenle ekstrakte edilebilirler adı verilir. Çözünür polimerin derecesi, ürünün optimum çapraz bağlayıcı seviyesini ve performansını belirlemede önemlidir. Çok az çapraz bağlayıcı ve polimer, yüksek bir şişme kapasitesine, basınca karşı düşük mukavemete ve yüksek ekstrakte edilebilirliğinden dolayı yapışkan bir hissine sahip olacaktır, çok fazlası da, düşük ekstrakte edilebilirlik, düşük yapışkanlık ancak düşük bir şişme kapasitesi verecektir. Ekstrakte edilebilenler ve şişme kapasitesi verilerinin kullanılması, polimerin kalitesinin optimize edilmesinde faydalıdır.

Bazı Yaygın Çapraz Bağlayıcı Türleri

Çapraz bağlayıcı türleri
Çapraz bağlayıcı türleri
Superabsorbent Polymers (Figure 11)

Süper Emici Polimerlerin Yüzey Çapraz Bağlanması

Tarihsel olarak, yüzey işlemi olmayan ve düşük dahili çapraz bağlamaya sahip süper emici polimerlerin yüksek şişme kapasiteleri gösterme eğiliminde olduğu ancak basınca karşı zayıf emilim gösterdiği bilinmektedir. Çekirdek çapraz bağlamayı azaltarak, yani çapraz bağlama yoğunluğunu azaltarak süper emici polimerlerin şişme kapasitesini geliştirmek, jelin çözünür polimer içeriğindeki eşlik eden artışla sınırlıdır. Benzer şekilde, kapasitedeki artış, süper emici polimer yük altındayken, örneğin bir bebek bezinde otururken sıvı alımında bir azalmaya yol açacaktır (bunun nedeni jeldeki daha düşük elastik beş kuvvetidir). Bu, süper emici polimerler üzerine bir basınç uygulandığında sıvının bu alanlarda etkili bir şekilde emilmediği anlamına gelir. Ayrıca, yarı şişmiş jel üzerindeki basınç, jel yatağına daha fazla sıvının girmesini ve alttaki kuru süper emici polimerler tarafından emilmesini önleyen bölgede (normal olarak süper emici polimer granüllerinin geri kalanına sıvı tedarik edecek olan partiküller arasındaki boşluklar ve kanallar, jel partiküllerinin deformasyonu nedeniyle kapatılır) bir tıkanıklığa neden olabilir. Bu fenomene jel blokajı denir ve bebek bezlerinin sızmasına neden olur. Bu nedenle, geleneksel araçlar (çekirdek çapraz bağlayıcısının düşürülmesi) kullanılarak şişme kapasitesinin arttırılması, yük altında kapasitede genel bir azalmaya yol açar.

Basınca karşı emilimin ve süper emici polimerlerin şişme hızının iyileştirilmesi, partiküllerin yüzeyinin çapraz bağlanmasıyla elde edilebilir. Post çapraz bağlama normalde, sürecin son aşaması olarak, kurutulmuş, öğütülmüş ve boyutlandırılmış süper emici polimer üzerinde gerçekleştirilir. Parçacıklara bir çapraz bağlama çözeltisi uygulanır ve daha sonra normal olarak ısıtma yoluyla "kürlenir". Çapraz bağlamayı gerçekleştiren kimyasallar genellikle, örneğin gliserin gibi polihidrik alkoller gibi polimer omurgası üzerindeki karboksil gruplarıyla reaksiyona girebilen en az iki fonksiyonel gruba sahiptir.

Tüm Reklamları Kapat

Bu işlemin sonucu, çekirdek-kabuk partikülü olarak tanımlanabilecek olanı veren partiküllerin yüzeyindeki çapraz bağlanma yoğunluğunda bir artıştır. Parçacığın çekirdeği, hafif çapraz bağlı polimerdir ve kabuk, yüzeydeki daha yüksek çapraz bağlanma yoğunluğunu temsil eder. Bu, aşağıdaki şekilde görsel olarak açıklanmıştır.

Yüzey çapraz bağlı süper emici parçacık
Yüzey çapraz bağlı süper emici parçacık
Superabsorbent Polymers (Figure 12)

Süper emici polimer partikülleri üzerindeki yüzey kaplamasının manipülasyonu, ürünün özelliklerini uyarlamada önemli adımlardan biridir. İyi kalitede bir baz polimer ile (yani düşük ekstrakte edilebilir, düşük kalıntı ve istenen kapasite), polimere birçok farklı performans özelliği kazandırmak için farklı tiplerde kaplama çözeltisi ve çapraz bağlayıcı uygulanabilir.

Sonuç ve Özet

Süper emici polimerler artık özel kimyasaldan özel eşyaya hızla ilerleyen, olgun bir üründür. Son 30 yılda bebek bezi ve yetişkin inkontinans endüstrilerinde devrim yarattı ve artık her gün milyonlarca insan tarafından kullanılan bir malzeme haline geldi.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
8
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Merak Uyandırıcı! 1
  • Muhteşem! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Zefat Academic College | Arşiv Bağlantısı
  • F. L. Buchholz, et al. (1997). Modern Superabsorbent Polymer Technology. ISBN: 978-0-471-19411-8. Yayınevi: Wiley-VCH.
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/11/2024 15:16:09 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11158

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Cinsel Yönelim
Işık
Vegan
2019-Ncov
Bakteriler
Editör Seçkisi
Kafatası
Retrovirüs
İklim
Solunum
Sars Mers
Argüman
Orman
Yer
Bilim İnsanları
Nasa
Adaptasyon
Sinir
Canlı Cansız
Hayatta Kalma
Ana Bulaşma Mekanizması
Zaman
Bilinç
Deprem
Hastalık Kontrolü
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Gündem
Bağlantı
Ekle
Soru Sor
Stiller
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Aklınızdan geçenlerin bu platformda bulunmuyor olabilecek kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
M. Elliott, et al. Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor?. (24 Kasım 2021). Alındığı Tarih: 21 Kasım 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/11158
Elliott, M., Albayrak, B., Bakırcı, Ç. M. (2021, November 24). Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor?. Evrim Ağacı. Retrieved November 21, 2024. from https://evrimagaci.org/s/11158
M. Elliott, et al. “Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Translated by Burak Albayrak, Evrim Ağacı, 24 Nov. 2021, https://evrimagaci.org/s/11158.
Elliott, M.. Albayrak, Burak. Bakırcı, Çağrı Mert. “Süper Emirci Polimerler: Bebek Bezleri O Kadar İdrarı Nasıl Emiyor?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Translated by Burak Albayrak. Evrim Ağacı, November 24, 2021. https://evrimagaci.org/s/11158.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close