جهت سفارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک سال 1400 با نرم افزار کامفار به صورت فایل  word و pdf ، جهت اخذ جواز تاسیس و وام و تسهیلات بانکی ، این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی سوپر جاذب های اکریلیک را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

 

هیدروژل های سوپرجاذب اكریلیكی بیشترین اهمیت را در میان انواع گوناگون هیدروژل های سوپر جاذب دارند و تقریباً تمام تولیدات صنعتی در دنیا بر پایه سوپرجاذبهای اكریلیكی است . از موارد کاربرد سوپر جاذب های اکریلیک می توان به مصارف بهداشتی ، انواع پوشك ، محصولات بهداشتی بانوان ، كاربرد هیدروژلهای سوپرجاذب دركشاورزی ، سوپر جاذب ها در بتن ، رطوبت زدایی از زغال سنگ ، سوپر جاذبها و حسگرها ، تغلیظ پروتئین ، كاهش اتلاف جریان در سیالات حفاری ، سوپرجاذب های آكریلی در داروسازی ، لاستیك های متورم شونده آبی ، كاربرد سوپر جاذب در صنعت كابل ، برف مصنوعی و غیره ... اشاره کرد .

 

---

نکاتی درباره محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

هیدروژل های سوپرجاذب اكریلیكی بیشترین اهمیت را در میان انواع گوناگون هیدروژلهای سوپر جاذب دارند و تقریباً تمام تولیدات صنعتی در دنیا بر پایه سوپرجاذبهای اكریلیكی است . خواص خوب این سوپرجاذب ها از نظر میزان جذب ، سرعت ، استحكام ژل و ارزان بودن مونومرهای اكریلیكی سبب جذابیت این خانواده از سوپرجاذب ها شده است .

پلیمرهای سوپرجاذب (SPA ) ، ژل های پلیمری آبدوست یا هیدروژل هایی هستند كه می توانند مقادیر زیادی آب ، سالین ( آب 9/0 درصد ) یا محلولهای فیزیولوژیكی را جذب كنند . از لحاظ عملی یك سوپرجاذب به صورت ماده خشكی توصیف میشود كه چندین برابر وزن خود محلول آبی جذب كند . ماده متورم شده تغییری نمی كند و این سوپرجاذب به هر شكلی كه باشد ( دانه ، لیف فیلم ،...) به همان شكل باقی می ماند .

هیدروژل به دست آمده از تبدیل سوپرجاذب خشك باید از نظر فیزیكی به قدر كافی بینقص باشد تا وقتی در آب قرار میگیرد در برابر جاری شدن و حل شدن مقاومت كند . ذرات هیدروژل سوپرجاذب بدون حل شدن تا رسیدن به حجم تعادلی خود متورم میشوند . پلیمر متورم شده به علت وجود برخی اشكال گره های شبكه ای مانند اتصالات عرضی حل نمیشود .

این طبقه از مواد در اواخر دهه 1950 در آمریكا پی نهاده شده و برای بسیاری از كاربردهای متمركز از جمله عوامل نگهداری آب در كشاورزی و كمك به اطفاء حریق به كار گرفته شد . با گسترش این مواد از آنها در زمینه بهداشت فردی نیز استفاده شد . معلوم شد كه این مواد میتوانند از نظر قیمت به عنوان جانشین مواد سنتی در پوشك بچه به كار روند . پلیمرهای سوپرجاذب صنایع بهداشتی را در دهه گذشته متحول كرده و اكنون نزدیك به 1/000/000 تن از آنها در سال تولید می شود .

 

---

کاربرد محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

• مصارف بهداشتی

بیش از %80 از تولید سوپرجاذبها در كالاهای بهداشتی مصرف می شود كه اغلب به پوشك اختصاص دارد . پوشك از سه لایه خارجی ، میانی و داخلی ( توده جاذب رطوبت ) تشكیل می شود. جنس لایه خارجی پوشك ، منسوج نبافته است . در این قسمت از اوایل دهه 1980 تغییرات مهمی صورت گرفته و منسوج نبافته از الیاف پلی پروپیلن جایگزین مادهای از جنس رزین آكریلیك محلول در آب و الیاف ویسكوز طبیعی گردیده است .

منسوج نبافته پلی پروپیلن به دلیل خاصیت آبگیری احساس آرامش بیشتری به مصرف كننده می دهد . همچنین موجب عدم تلاشی و از هم پاشیدگی توده داخلی پوشك میشود . در حال حاضر در كشورهای پیشرفته و برخی از كشورهای در حال توسعه استفاده از منسوج نبافته از جنس رزین ویسكوز ممنوع است ، این ممنوعیت به خاطر حساسیت زایی این محصول اعمال شده است . لایه میانی پوشك دستمال كاغذی معمولی است و نقش محافظ لایه داخلی را بر عهده دارد .

لایه داخلی در واقع توده جاذب آن است و از خمیر كاغذ ساخته میشود . استفاده از پودر سوپرجاذب در پوشك بچه به شكل تجاری از سال 1978 در ژاپن آغاز شد . كشورهای آلمان و فرانسه استفاده از سوپر جاذب به عنوان كالاهای بهداشتی را در سال 1980آغاز و آمریكایی ها از سال 1985 به استفاده گسترده این مواد در صنعت پوشك همت گماردند . در اولین نوع این پوشكها 1 تا 2 گرم سوپرجاذب مصرف میشود اما بعداً پوشكهایی دارای 4 تا 5 گرم سوپرجاذب به بازار عرضه شدند .

در سال های بعد به ترتیب پوشكهایی سبكتر، نازكتر 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 .

• انواع پوشك

صنایع تولید انواع پوشك به ویژه پوشك بچه عمده ترین مصرف كننده سوپرجاذب های پلیمری در جهان است . حدود 90 درصد از سوپرجاذبهای پلیمری در دنیا برای ساخت پوشك بچه با قابلیت جذب بالا مورد استفاده قرار می گیرد. بر طبق برآوردها در كشورهای صنعتی تقریباً 5000 پوشك برای هر كودك در دوره مورد نیاز وی مصرف می شود . با استفاده از این پلیمرها در پوشك بچه میتوان در مصرف الیاف سلولزی به طور قابل توجهی صرفه جویی نمود .

استفاده از پوشك هایی كه در ساخت آنها از سوپرجاذب های پلیمری به كار گرفته شده باعث میشود كه بدن كودك برای مدت زمان بیشتری خشك نگه داشته شود و عوارضی چون التهاب پوست ، سوزش و عفونت نیز كاهش می یابد . متوسط میزان سوپرجاذب های پلیمری استفاده شده در هر پوشك 52-10 گرم میباشد .

• محصولات بهداشتی بانوان

دومین مصرف كننده سوپرجاذب های پلیمری محصولات بهداشتی بانوان است . استفاده از سوپرجاذب های پلیمری در نوار بهداشتی بر خلاف پوشك بچه ها به دلیل تجزیه و از هم پاشیده شدن ، مشكلاتی نظیر خونریزی ، سردرد ، درد شكم و عفونت جزئی را به دنبال خواهد داشت . امروزه علیرغم موارد یاد شده به دلیل قابلیت جذب بالای این پلیمر و امكان ساخت محصولاتی با وزن كمتر و دارای كارایی مطلوب ، از این پلیمرها در ساخت محصولات بهداشتی استفاده می شود .

• كاربرد هیدروژل های سوپرجاذب دركشاورزی

آب ، عامل تولید محصولات كشاورزی ، اكولوژی و محیط زیست سالم و تأمین مواد غذایی برای جمعیتی است كه با افزایش روزافزون خود به بهره برداری بی رویه از منابع و آلوده سازی آن پرداخته است . از بین رفتن پوشش گیاهی باعث بروز تغییرات آب و هوایی در كره زمین گشته و گرم شدن هوا و كمبود تولید كشاورزی را با مشكلات حاد روبرو ساخته است . در چنین وضعیتی صرفه جویی در مصرف آب و جلوگیری از هدر رفتن آن از طریق مدیریت صحیح اهمیت ویژه ای دارد .

در كشور ما كه در زمره مناطق خشك و نیمه خشك محسوب می شود ، بارندگیها غالباً به صورت رگباری و پراكنده است كه جریانهای سطحی زیادی ایجاد میكند . با مدیریت صحیح آب و خاك و استفاده از فنون پیشرفته میتوان از بارندگیهای پراكنده و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاك استفاده كرد . در این رابطه در مناطق خشك اقدامات مختلفی انجام می گیرد . از جمله این اقدامات استفاده از كودهای آلی و ایجاد تغییر در خواص فیزیكی خاك به كمك اصلاح كننده هایی نظیر پرلیت می باشد .

مواد اصلاح كننده جدیدی كه به تازگی كاربرد وسیعی در دنیا پیدا كرده اند ، سوپرجاذب های پلیمری است . این پلیمرها ضمن برخورداری از سرعت و ظرفیت زیاد جذب آب ، به مثابه آب انبارهای مینیاتوری عمل كرده و در مواقع لزوم ، ریشه به راحتی آب را در اختیار آن قرار می دهند . مقدار آبی كه در خاك ذخیره می شود ، به ظرفیت آن بستگی دارد . سوپرجاذب های پلیمری ضمن بالا بردن ظرفیت نگهداری آب در خاك های سبك می توانند مشكل نفوذپذیری خاك های سنگین را نیز مرتفع كنند .

سوپرجاذب های پلیمری از آنجا كه با جذب سریع آب به میزان ده ها برابر وزن خود به ژلی با استحكام بالا تبدیل می گردند ، در كشاورزی و باغبانی ، جنگل كاری ، فضای سبزو نیزكنترل فرسایش خاك از جایگاه ویژه ای برخوردارند . با این كه سوپرجاذب های پلیمری تحت فشار هم قادر به نگهداری آب جذب شده هستند، لیكن 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 پراكنده را بالا برده و در صورت آبیاری خاك ، فواصل آبیاری را نیز افزایش میدهد . مقدار این افزایش بسته به شرایط فیزیكی خاك ، آب و هوا و میزان سوپرجاذبهای پلیمری در خاك ، متفاوت است . استفاده از سوپرجاذب های پلیمری در كاشت نشا و نهال ، تنش های رطوبتی را از بین برده و به سازگاری نباتات كاشته شده با محیط كمك میكند .

با توجه به PH خنثی سوپرجاذبهای پلیمری كه بین 6 تا 7 است ، اثر سوء بر خاك نداشته و هیچ گونه سمیتی نیز ندارد . همچنین پس از 4 تا 7 سال بسته به نوع آن در خاك توسط میكروارگانیسم 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 خاك افزایش میدهد . میانگین قطرذرات سوپر جاذب برای كاربردهای بهداشتی حدود 300 میكرومتر است .

برای كشاورزی و باغبانی علمی ، بهتر است كه ذرات بزرگتر از 1-3 میلیمتر و استحكام بالاتری داشته باشند . علت این است كه ذرات كوچك یا ژل های نرم ، فضاهای خالی درخاك را پرمی كنند و از تنفس و جذب آب ریشه جلوگیری می نمایند .

مزایای عمده سوپرجاذب های كشاورزی عبارتند از:

1. استفاده از آب (50 تا 70 درصد صرفه جویی در مصرف )

2. استفاده بهینه از كود و سموم شیمیایی

3. جلوگیری از تنشهای ناشی ازنوسانهای رطوبتی

4. امكان كشت در مناطق بیابانی و سطوح شیب دار

5. هوادهی بهتر درخاك افزایش بازده محصول

ایران كشوری كم آب و خشك است . با وجود این ، باید دید چطور قدر آب ، این مایه حیات را می دانیم : در حالی كه كل آب مصرفی در ایران حدود 86/5 میلیارد متر مكعب در سال است كه 80 میلیارد متر مكعب آن در بخش كشاورزی مصرف می شود ، از این مقدار 56 درصد آن به علت شیوه های غلط و سنتی آبیاری هدر می رود! در رهگذر این اتلاف آب ، كودهای شیمیایی نیز ( به ویژه در خاك های شنی ) بر اثر آبیاری غرقابی ، به سرعت شویش یافته و موجب آلودگی منابع گرانبهای آبهای زیرزمینی می شوند .

خشكسالی ها و فجایع زیست محیطی ، پیامد هدرروی بی رحمانه آب است . راهكار، بكارگیری شیوه های نوین آبیاری است . كاربرد هیدروژلهای سوپر جاذب ، جدیدترین شیوه آبیاری برای مناطق خشك است كه به كمك آن می توان تا 50 درصد مصرف آب آبیاری را كاهش داد و ضمنا از شویش كودهای محلول در آب و آلودگی آبهای زیرزمینی جلوگیری كرد.

سوپر جاذب در خاك، آب را همراه با كودهای محلول در آن ، جذب كرده و بنا بر تقاضای ریشه در اختیار آن قرار می دهد . لذا این روش به تنهایی و یا در كنار سایر روش های نوین آبیاری ، اگر براساس داده های پژوهشی و به درستی پیاده شود و تداوم یابد ، می تواند ایران را از فجایع خشكسالی و زیست محیطی از یك سو، و از وابستگی شدید غذایی و رهایی از بحران اشتغال از سوی دیگر، برهاند و انقلابی در كشاورزی و اقتصاد ایجاد كند .

• سوپر جاذب ها در بتن

توسعه بت نهایی با كارایی بالا (High-Performance Concrete (HPC)) در اوایل دهه 80 پیشرفت شاخصی در صنعت بتن بود . در ابتدا توجه به قابلیت افزایش استحكام مورد توجه بود ، اما امروزه HPC به عنوان بتنی با خواص متفاوت كه برای كاربردهای متعددی مفید است ، در نظر گرفته می شود . استفاده صنعتی از HPC نشان میدهد كه برای كاربردهای متعددی مفید است . استفاده صنعتی از HPC نشان میدهد كه انقباض بر اثر خشك شدن دلیل اصلی شكل گرفتن تركها است .

راه حل مناسب برای رفع این معضل استفاده از ذرات پلیمرهای سوپر جاذب در تركیبات بتنی است . این عمل سبب قرار گرفتن ذرات هیدروژل متورم در داخل بتن تازه میشود كه از انقباض بتن بر اثر خشك شدن جلوگیری میكند . افت رطوبت نسبی در نمونه حاوی 3/0 درصد سوپر جاذب به طور جزئی است و در نمونه حاوی 6/0 درصد سوپرجاذب ، افت رطوبت نسبی مشاهده نمی شود .

جذب آب بر اثر افزودن سوپرجاذبهای پلیمری به بتن اثر قوی بر تغییر فرم نیز دارد . افزایش 3/0 و 6/0 درصد سوپرجاذب باعث كاهش موفقیت آمیز انقباض و حتی در مواردی سبب انبساط میشود . ثابت شده كه اگر تأمین پیوسته آب به بتن هنگام آبدار شدن انجام شود ، بتن انبساط مییابد .

ترك هایی به علت آزادسازی تنش ، سه روز پس از پخت ملاط ایجاد می گردد . وارد شدن سوپرجاذب پلیمری در حذف ازدیاد تنش در ملاط اثر زیادی دارد . ازدیاد تنش در نمونه های حاوی 3/0 درصد سوپرجاذب به طور جزئی و در نمونه حاوی 6/0 درصد سوپر جاذب به طور كامل حذف میشود .

• رطوبت زدایی از زغال سنگ

آب یك 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 . خشك كردن حرارتی ، تنها روش كاملاً توسعه یافته است كه در حال حاضر برای به دست آوردن زغال مورد استفاده قرار می گیرد . هزینه های زیاد عملیاتی و آلودگی محیطی سبب شده است كه این فرایند در برخی كشورها ممنوع شود .

در نتیجه تحقیقات به سمت فن آوری های جایگزین برای آب زدایی از زغال جهت یافته است . مطالعاتی درباره امكان سنجی روش هایی نظیر خشك كردن با استفاده از مایكروویو و بخار به كمك فیلتراسیون خلأ انجام شده است . استفاده از پلیمر سوپر جاذب برای آب زدایی از ذرات دوده دارای مزایایی از جمله ارزا نتر بودن فرایند نسبت به سایر فن آوری های جایگزین است. پودر زغال كه رطوبت زیادی دارد با سوپرجاذب خشك مخلوط می شود تا سوپرجاذب ، آب را از سطوح ذرات زغال بیرون كشیده و جذب خود كند .

پلیمر با جذب آب متورم می شود و سپس سوپرجاذب متورم از ذرات ریز و خشك شده زغال به وسیله فرایند دانه بندی متداول جدا می گردند . سپس پلیمر متورم با آزادسازی آب احیا گشته و مجدداً قابل استفاده می باشد كه از افزایش هزینه های فرایند نیز جلوگیری می كند .

• سوپر جاذب ها و حسگر ها

مهمترین خواص موادی مورد نیاز در حسگرها عبارتند از حساسیت كافی به محركهای محیطی ، گزینش پذیری برای اجزایی كه باید شناسایی شوند ، زمان پاسخ كوتاه و قابلیت بازآفرینی پالس خروجی . به خوبی شناخته شده كه هیدروژل های پلیمری خواص شیمیایی ، فیزیكی و مكانیكی مانند مقاومت الكتریكی ، ظرفیت ، اندازه و شكل خودشان را در پاسخ به محرك های محیطی از طریق فرایند جذب یا دفع آب تغییر میدهند .

این تغییرات میتوانند به یك سیگنال الكتریكی تبدیل شوند و تغییرات محیطی را نشان دهند . غشاهای خیلی نازك سوپرجاذب كه سرعت جذب زیادی دارند برای كاربرد در حسگرها مناسبتر میباشند ، زیرا محدودیت نفوذ در شبكه پلیمری كاهش می یابد. همچنین مطالعات نشان میدهد كه سوپر جاذبهای كامپوزیتی ( تهیه شده با خاك رس ) دارای جذب آب بهتری نسبت به سوپر جاذب خالص هستند . بنا بر این استفاده از سوپرجاذبهای كامپوزیتی به عنوان یك ماده حساس به رطوبت در ساخت یك حسگر رطوبتی مناسب تر است .

• تغلیظ پروتئین

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

• كاهش اتلاف جریان در سیالات حفاری

سوپرجاذب به عنوان افزودنی سیالات حفاری در چاه های نفت برای كاهش اتلاف جریان در چاه استفاده میشود . سوپرجاذب درون پوششی از پارافین با وزن مولكولی كم قرار می گیرد . با افزایش درجه حرارت گل در چاه حفاری ، پارافین ذوب و سوپرجاذب آزاد می شود . سوپرجاذب با جذب آب متورم و باعث بسته شدن نقاط شكاف و ترك در چاه می شود ، نتیجه این عمل كاهش اتلاف جریان است .

برای كپسولی شدن ، پلیمر سوپرجاذب در واكس مذاب ریخته شده و به شدت هم زده می شود تا مخلوطی یكنواخت به دست آید . سپس مخلوط داغ در یك مخلوط كن كه حاوی آب سرد است ریخته و مخلوط كن روشن می شود . مخلوط داغ ، جامد و همزمان تحت برش قرار می گیرد تا گرانول ها كوچكی به دست آید . سپس مخلوط واكس / پلیمر خارج و فیلتر میشود . گرانول های حاصله با آب شسته شده تا گرانول هایی كه سطح آنها پوشش ندارند ، خارج گردند .

• سوپرجاذب های آكریلی در داروسازی

هیدروژل ها به طور گسترده ای در داروسازی مورد استفاده قرار می گیرند . یكی از خواص هیدروژل ها كه در داروسازی مفید است ، تورم آهسته ژل خشك در محیط تورم است . تورم آهسته هیدروژل به وسیله مكانیسم نفوذ كنترل میگردد . تورم آهسته هیدروژل خشك در بسیاری از موارد مفید است . اما مواردی وجود دارد كه تورم خیلی سریع ( چند دقیقه به جای چند ساعت ) مطلوب میباشد . ایجاد تخلخل در ساختار هیدروژل سوپرجاذب سبب افزایش قابل ملاحظه ای در سرعت جذب میشود .

جذب آب در این هیدروژل ها 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 میكند . این نسل جدید از هیدروژل ها در طراحی سیستمی كه خاصیت نگهداری در معده را دارند مفید هستند . به علت جذب خیلی سریع ، این هیدروژل ها سریعاً افزایش حجم پیدا میكنند و از معده تا زمانی كه بر اثر فشار مكانیكی چند تكه شوند ، خارج نمیشوند .

داروهای خوراكی در انسان حدوداً 6 ساعت در معده باقی می مانند لیكن این هیدروژل ها در حدود 06-24 ساعت در معده هستند و به مرور دارو آزاد میكنند . كاربرد دیگر این هیدروژل های متخلخل استفاده در آزادسازی كنترل شده پروتئین و پپتیدها است . اكثر داروهای پروتئینی و پپتیدی از طریق روش های تزریقی و غیر خوراكی مصرف می شوند كه عملیاتی مشكل ، زمان بر، پرهزینه و اغلب خطرناك است . با استفاده از هیدروژلهای متخلخل سامانهای میتوان طراحی كرد كه پروتئین به طور خوراكی مصرف می شود .

• لاستیك های متورم شونده آبی

نشت آب یكی از معضلات صنایع ساختمان است . یك كاربرد جدید سوپرجاذبها ، لاستیك متورم شونده در آب است . این گروه از لاستیكها یكی از محبوبترین سوپرجاذبهای پلیمری هستند كه در كاربردهای ساختمانی به عنوان مواد آب بندی مورد استفاده قرار میگیرند . لاستیك های متورم شونده آبی ، پلیمرهایی هستند كه حجمشان تا 5/1 برابر به وسیله جذب آب محیط پیرامون افزایش می یابد .

لاستیک های متورم شونده آبی اغلب به وسیله پراكندن سوپرجاذبهای پلیمری در لاستیك های معمولی مانند لاستیكهای طبیعی و EPDM تهیه می گردند . معمولاً برای افزایش برهمكنش سوپرجاذب های پلیمری آبدوست و لاستیك های آب گریز ازعوامل جفت كننده برای افزایش برهمكنش بین پودر سوپرجاذب و ماتریس لاستیكی استفاده می گردد . اثر استفاده ازعوامل جفت كننده برای افزایش برهمكنش بین پودرسوپرجاذب و ماتریس لاستیكی استفاده میگردد .

چسبندگی ناكافی سطح مشترك موجب می شود كه گرد سوپرجاذب از لاستیك جدا شود كه طبعاً به خواص چندسازه صدمه میزند . چندسازه با آب متورم میشود و سدی محكم و غیر قابل نفوذ نسبت به نفوذ بیشتر آب ایجاد می كند . از موارد مصرف این ماده میتوان به ساخت تونل ها اشاره نمود . لاستیك های متورم شونده در دور تا دورهر بلوك قرار داده می شود . از این طریق بلوكهای مجاور كاملاً روی هم سوار میشود . این چندسازه در ساختمان تونل مانش بین انگلیس و فرانسه به كار رفته است .

• كاربرد سوپر جاذب در صنعت كابل

الف - نوار آب بندی

نوارآببندی به وسیله سوپرجاذب بر روی سوبسترا انجام میشود . گرد سوپرجاذب همراه با یك ملاط مثل رزین SBS ( استایرن – بوتادین – استایرن ) كه اتصال قابل قبولی بین گرد سوپرجاذب و سوبسترا برقرار میكند روی سوبسترا پراكنده می شود . سوبسترا معمولاً الیاف نبافته است تا انعطاف نوار تضمین شود .

نوار از سه لایه تشكیل شده است :

لایه زیرین شامل الیاف نبافته پلی استر

لایه میانی شامل گرد سوپر جاذب و ملاط

لایه رویی شامل الیاف نبافته پل یاستر

پودر سوپر جاذب و ملاط به نسبت یك به یك مخلوط می شوند و روی لایه زیرین الیاف نبافته ریخته میشوند . مخلوط در تونل در دمای 130 تا 150ºC كلوخه میشود . در قسمت خروجی دستگاه ، لایه رویی الیاف نبافته به لایه زیرین تحت فشار غلطك ها پرس می شود . نوار جاذب را می توان به پهنای مورد نیاز برید .

هنگامی كه آب به داخل نشت میكند و به نوارمیرسد سوپرجاذب سریعاً متورم میشود و از نفوذ بیشتر آب جلوگیری میكند . بر اثر تورم سریع سوپرجاذب ، حفره های ایجاد شده در كابل سریعاً بسته شده ، از حركت آب جلوگیری نموده و باعث می شود كه خسارت تنها محدود به آن نقطه گردد و در طول كابل انتشار نیابد .

ب - الیاف آب بندی

كاربرد الیاف آببندی در مغزی كابل خیلی آسانتر است . این الیاف با دستگاه روی كابل پیچیده می شوند كه عملیات خیلی تمیزی است . الیاف آب بندی امروزه در اشكال متنوعی در دسترس هستند . الیاف متورم شونده در آب بر پایه پلی اكریلیك اسید ساخته می شود و ساختمان شیمیایی آنها مشابه گردهای سوپرجاذب است . گستره وسیعی از الیاف با ضخامت و طول های مختلف در دسترس است .

• جذب رطوبت

علاوه بر ویژگی جذب آب ، سوپرجاذبهای پلیمری می توانند آب را درحالت بخار جذب كنند و بنابراین برای كنترل رطوبت قابل استفاده اند . شیب تند در رطوبت نسبی بالا نشان دهنده حساسیت بیشتر سوپرجاذب به تغییرات رطوبت است . همچنین سوپ رجاذب نسبت به سیلیكاژل به طور مؤثرتر جذب و دفع رطوبت را انجام میدهد .

• برف مصنوعی

از برف مصنوعی میتوان برای آماده سازی پیست های اسكی استفاده كرد . برای تهیه برف مصنوعی از سوپرجاذب دو راه وجود دارد . سوپرجاذب را تا حدود 120-100 برابر با آب متورم میكنند . سپس با ضخامت حدود 15 سانتیمتر روی یك سطح شیبدار پهن و با یك سیستم خشككننده از آن رطوبتزدایی میكنند . پس از آن ژل یخ زده به اندازه های مشخصی خرد می شود . در روش دیگر، سوپرجاذب را با آب ، برف طبیعی و ذرات یخ مخلوط و بعد ، مخلوط حاصل را خشك میكنند .

بهترین نتیجه هنگامیكه میزان سوپرجاذب 5 درصد كل تركیب است ، به دست می آید . برف سخت به وسیله كوپلیمریزاسیون آكریلیك اسید و آكریلامید و با افزایش میزان عامل شبكه ای كننده حاصل می شود و می تواند مستقیماً روی سطح اسكی ریخته شده و یا به وسیله تفنگ پهن گردد .

• كیسه های جاذب آب برای جدا كردن آب از سوخت های هیدروكربنی و نفت

كیسه های جاذب آب با قرار دادن مقداری سوپرجاذب در یك كیسه ساخته می شود . جنس كیسه از یك تركیب هیدروكربوری خنثی است كه نسبت به آب تراوا می باشد . كیسه قادر به جذب لایه آب از نفت و سوخت های هیدروكربنی در كانتینرهاست . این كیسه تا بیست بار قابلیت استفاده مجدد را دارد .

• انفجار سنگ معدن

سوپرجاذب های پلیمری آكریلیكاسید/ وینیل الكل به میزان 5/1-5/0 درصد به سنگ آهك اضافه میشود و یك عامل تخریب ایستایی در تخریب سنگ معدن ایجاد میكند . در بستر سنگ ، سوراخهایی تشكیل و با این مواد پرمی شود . هنگامی كه آب با سوپرجاذب تماس می یابد ، نیروی انبساط ایجاد شده باعث ویران شدن سنگ معدن می شود .

• عامل افزایش تیكسوتروپی در خمیر پلی وینیل كلراید

در كاربردهای متعددی لازم است كه خمیر پلی وینیل كلراید خاصیت تیكسوتروپی داشته باشد . تیكسوتروپی عبارت است از كاهش ویسكوزیته با افزایش سرعت برش . مشاهده شده كه با افزایش 1/0 درصد وزنی سوپرجاذب به خمیر پلی وینیل كلراید باعث افزایش تیكسوتروپی میگردد .

• حفظ تازگی میوه و سبزی بسته بندی شده

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

• خوشبوكردن هوا

ماده خوشبوكننده هوا به وسیله پراكندن فتالوسیون اكتاكربوكسیلیك اسید بر روی سوپرجاذب تهیه میشود . استفاده از این ماده به خصوص هنگامیكه هوا حاوی مركاپتان ، هیدروژن سولفاید و آمونیاك باشد ، مفید است .

• ژل های مخصوص آتش نشانی

ژل مایع مورد مصرف در آتش نشانی محتوی آب ، سوپرجاذب ، فیلر غیر معدنی نامحلول در آب مثل ( اكسید تیتا ، آلومینا ) و معمولاً یك رنگ در آب است . ژل مایع برای اینكه توسط سیستم آب پاش اتوماتیك اسیدی شود ، با سیلیكا و پلیمرمتورم شده در آب به وسیله پلی اتیلن گلایكول مونواتر پوشش داده شده ، مخلوط می شود . این پوشش تماس پلیمر با آب را در كوتاه مدت به تأخیر میاندازد كه برای پراكندگی یكنواخت لازم است .

• افزایش جذب آب اسفنجهای یورتان

اسفنج های پلی یورتان اغلب جذب آب معینی دارند . بكار گیری سوپرجاذب باعث ظرفیت نگهداری مایع در اسفنج می شود . سوپرجاذب به میزان 5-10 درصد به فرمولاسیون پلی یورتان شامل پلی ال ، دی ایزوسیانات ، كاتالیست مناسب و آب به عنوان عامل اسفنج اضافه میشود . اضافه كردن كربناتهای آلی باعث كاهش ویسكوزیته مخلوط می شود .

• افزایش جذب آب الیاف مصنوعی

افزایش جذب آب الیاف مصنوعی مثل رایون و هیدروكسی الكیل سلولز به وسیله تزریق سوپرجاذب آكریلیك به محلول ویسكوز به دست می آید .

• كاربردهای بیولوژیكی

از گرید خوراكی پلی اكریلیك اسید می توان در ساخت برخی داروها كه وارد بدن و جریان خون می شوند و همچنین در مواردی كه تماس مستقیم با پوست وجود دارد ، استفاده نمود . بر اساس نوع داروی مورد استفاده ، می توان از تركیبات خاص پلی اكریلیك اسید و مشتقاتش استفاده نمود . متداول ترین SAP مورد استفاده در زمینه كاربردهای بیولوژیكی ، پلی 2- هیدروكسی اتیل متاكریلات است كه با نام تجاری PHEMA شناخته شده است .

از این پلیمرها در ساخت پوشش های ضد رطوبت مورد استفاده در بیمارستان ها ، دستمال های بهداشتی یك بار مصرف نیز استفاده میشود . در ساخت بعضی تركیبات دارویی نیز از گرید خاصی از این پلیمرها استفاده میشود تا روند آزاد شدن دارو در بدن (Drug Delivery) را كنترل نماید .

• سوپرجاذب ها در صنایع غذایی

ورق و فیلم SAP جهت جذب آب گوشت و مرغ و بسته بندی سایر محصولات غذایی مورد استفاده قرارمیگیرد . به عنوان مثال محصول تولیدی Stockhausen با نام تجاری100 FAVER PAC قادر است 57 برابر وزنش مایع جذب نموده و در فشار معمولی آن را نگهدارد . از پودر سوپرجاذب كه درون كیسهای تراوا قرار میگیرد یا ورقهای جاذب برای جذب خود بسته بندی گوشت و مرغ استفاده میشود .

 

---

استاندارد های قابل توجه ، جهت اجرای طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

استاندارد جهانی برای ویژگیهای پلیمرهای سوپرجاذب (Specification Standard) تدوین نشده است ، سایر استانداردهای موجود برای سوپرجاذب اكریلیك و پلی اكریلیك اسید به شرح زیر است :

CSIC GB/T 10533-89 آزمون تعیین خلوص پلی اكریلیك اسید

DOC MIL-C 3671 آزمون تعیین خواص پلی اكریلیك اسید

JIS K7223 آزمون تعیین ظرفیت جذب آب پلیمرهای جاذب

JIS K7224 ضریب شكست نور

Flexural Modulus Tes آزمون تعیین سرعت جذب آب پلیمرهای جاذب

 

---

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

• کشور های عمده تولید کننده سوپر جاذب های اکریلیک

آمریكا ، اروپای غربی ، ژاپن ، برزیل ، كره ، سنگاپور، چین ، مكزیك و ...

• کشور های عمده مصرف کننده سوپر جاذب های اکریلیک

آمریكا ، اروپای غربی ، ژاپن

از میزان دقیق مصرف سوپرجاذبهای اكریلیك در سایر مناطق اطلاعاتی در دسترس نیست . با توجه به اطلاعات ارائه شده در منابع مطالعاتی ، آمریكا مصرف كننده اصلی پلیمرهای جاذب در جهان است .

 

---

شرایط واردات و صادرات محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

برای واردات و صادرات این ماده هیچ گونه شرایط خاصی وجود ندارد .

اهمیت استراتژیک سوپر جاذب های اکریلیک :

الگوی مصرف پلیمرهای جاذب رطوبت در زیر آمده است .

1. تولید پوشك

2. تولید نوار بهداشتی

3. سایر ( كشاورزی ، پزشكی و ....)

با توجه به توضیحات ارائه شده در بخش های قبلی در خصوص اهمیت سوپرجاذب ها ، پرواضح است كه وجود تكنولوژی تولید و استفاده ازاین محصول می تواند در كشورهایی كه با مشكل جدی كمبود آب مواجه هستند ، بسیار گره گشا وحائز اهمیت باشد . ضمن اینكه كاربردهای فراوان ذكر شده خود دلیل دیگری بر اهیمت این محصول است .

 

---

فرایند تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

اولین مرحله فرآیند ، تهیه آب یون زدوده – دیونیزه - است كه به عنوان حلال به كار می رود . همچنین دراین مرحله حذف بازدارنده از آكریلیك اسید گلاسیال نیز انجام میپذیرد . ماده 08-Versanex V محصول شركت Dow Chemicals به آب دیونیزه شده افزوده میشود تا یونهای باقیمانده در آن غیر فعال و به شكل كمپلكس درآمده و سپس محلول به طور مستقیم به راكتور ناپیوسته انتقال می یابد .

همچنین با افزودن آكریلیك اسید گلاسیال میزان مونومر در مخلوط به %40 وزنی میرسد . خنثی سازی نسبی (%60 مولی ) با افزودن محلول %50 سدیم هیدروكسید در آب انجام میشود . گرمای خنثی سازی به كمك آب خنك كننده ژاكت راكتور از محیط خارج شده و دمای محلول واكنش در ºC20 باقی می ماند . برای كامل شدن عمل خنثی سازی 30 دقیقه لازم میباشد .

در این مرحله اولین و دومین عامل ایجاد پیوند عرضی و عامل پراكنده ساز افزوده میشوند . آغازگرهای كاهشی و گرمایی نیز به محلول اضافه شده كه باعث آغاز پلیمر شدن می گردند . ابتدا آغازگرهای كاهشی در ºC20 رادیكال های آزاد ایجاد كرده و فرایند پلیمر شدن شروع میگردد ، این عمل تا مصرف كامل آغازگرهای كاهشی ادامه مییابد و در این مرحله %60 پلیمریزاسیون كامل شده و دمای ژل محلول به ºC65 میرسد و در مرحله بعدی آغازگر گرمایی ، ایجاد رادیكال آزاد میكند و واكنش كامل می شود .

راكتور از نوع پیوسته است كه به همزن دوقلو مجهز است . این همزن علاوه بر اختلاط، ژل پلیمر را به قطعات cm1 خرد میكند . دمای خوراك مونومر ºC20 و دمای ژل خروجی از راكتور ºC90 است . راكتور طوری طراحی شده است كه در فشار اتمسفر كار میكند . بخارات حاصل به وسیله نیتروژن از راكتور خارج و پس از شستشو در شستشودهنده گاز، به محیط تخلیه میشوند .

فرایند به گونه ای است كه دمای راكتور از ºC100 تجاوز نمی كند ، بیشتر فرایند پلیمر شدن در دمای محیط (ºC20) انجام و بقیه آن با بالا رفتن دما تا ºC90 كامل می شود . زمان residence برای واكنش 6 ساعت است . ایجاد پیوندهای عرضی اصلی و پلیمر شدن طی 1 ساعت اول انجام می شود، ولی 5 ساعت باقیمانده برای اطمینان از تكمیل واكنش و مصرف شدن آكریلیك اسید و یكپارچگی ساختار در نظر گرفته میشود .

پس از تكمیل واكنش ، قطعات 1 سانتی متری ژل پلیمر به كمك نقاله دوقلو از یك خشك كن هوای گرم افقی ، عبورمیكنند . گردش هوای گرم در خشك كن موجب تبخیر آب ژل پلیمر شده و محتوای رطوبت آن به %4 میرسد . خشك كن هوای گرم در خلأ ( 5/0 اتمسفر) كار میكند تا عمل خشك كردن به خوبی و با سرعت بیشتری نسبت به فشار اتمسفری انجام شود . این عمل به مدت یك ساعت در ºC125 انجام می شود . پس از این كه %6 محصول خشك شد ، این مرحله به پایان می رسد .

در مرحله بعد ، ژل پلیمر برای 5 دقیقه از یك گرمكن ماكروویو عبور میكند . این عمل باعث فعال شدن رادیكال های آزاد باقیمانده از آغازگر گرمایی شده و آنها نیز مونومرهای باقیمانده را وارد ساختار پلیمر میكنند . در واقع هدف از این مرحله كاهش مقدار پلیمر استخراج شدنی و مونومرهای باقیمانده است .

بالا بودن مقدار این پلیمر قابلیت جذب و استحكام ژل پودر پلیمرهای سوپرجاذب را كاهش داده و نیز مونومر باقیمانده آثار بدی روی پوست انسان دارد . پلیمرهای سوپرجاذب تجاری موجود دارای مونومر باقیمانده به میزان ppm 5000-1000 است .

 

---

ماشین آلات مورد نیاز ، جهت اجرای طرح توجیهی تولید سوپر جاذب های اکریلیک

---

 

• پكیج اسمز معكوس

• پمپ فیلتر

• پمپ اسمز معكوس

• پمپ ذخیره اكریلیك اسید

• پمپ خوراك اكریلیك اسید

• پمپ خوراك محلول آبی

• پمپ خوراك سود سوزآور

• Versanex V-80 پمپ خوراك

• پمپ ذخیره سود سوزآور

• پمپ محلول مونومر

• پمپ ETPT

• پمپ خوراك پلی وینیل الكل

• پمپ پلی اتیلن گلایكول

• پمپ مارپیچی تخلیه راكتور

• پمپ TBHP

• پمپ سدیم تیوسولفات

• پمپ شستشودهنده گاز

• پمپ آزوبیس HCI

• پمپ مارپیچی تخلیه خشك كن هوای داغ

• پمپ مارپیچی تخلیه خشك كن مایكروویو

• پمپ بازگردانی ذرات ریز

• پمپ سوربیتول

• پمپ عامل فعال سطحی

• پمپ محلول آلومینیم سولفات

• ماشین راكتور پلیمریزاسیون

• ماشین راكتور خنثی سازی

• مخزن آب یون زدوده ( دیونیزه )

• مخزن اكریلیك اسید

• مخزن سود سوزآور

• مخزن محلول سولفات آلومینیم هیدراته

• همزن مخزن اكریلیكاسید

• همزن راكتور پلیمریزاسیون

• همزن بازگردانی

• همزن استاتیك

• ماشین گرمكن آب

• ماشین كویل سردكن آب دیونیز

• ماشین گرمكن مخزن اكریلیكاسید

• ماشین كویل سردكن ژاكت پلیمر

• ماشین ژاكت سردكن خنثی سازی

• آسیاب گلوله ای

• ماشین غربال خشك

• نقاله پودر

• ماشین سیكلون جداساز

• ماشین كیسه بندی و پالتبندی

• ماشین خشك كن هوای داغ افقی

• ماشین خشك كن مایكروویو

• ماشین خشك كن بستر سیال

• ماشین دمنده بستر سیال

• پمپ خلأ خشك كن

• ماشین كمپرسور خلأ

• فیلتر فشاری

• ستون هوازدایی آب دیونیزه

• ستون هوازدایی اكریلیك اسید

• ماشین شستشودهنده گاز

• ظرف قطره گیر شستشو

• ظرف اختلاط ژل نرم

• ظرف زغال فعال

• ماشین دیگ بخار

• برج خنك كننده

• سوپرهیتر

دانلود طرح توجیهی تیپ احداث کارخانه تولید سوپر جاذب های اکریلیک