高吸水性ポリマー(SAP)を使った比較実験-水溶性エポキシ樹脂デナコール-

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高吸水性ポリマーは高吸水性樹脂やSAP(Super Absorbent Polymer)とも呼ばれています。原料は天然物または合成ポリマー系に分かれますが、現在は主に合成ポリマー系のポリアクリル酸ナトリウムが使用されています。ポリアクリル酸ナトリウムは乾燥時は粉末状ですが、自重の数百倍から千倍もの水を吸水します。
身近な用途としては紙おむつや生理用ナプキン、ペットシーツ、保冷材などですが、土壌の保水材、光ケーブル用の止水テープや止水剤、結露防止剤など様々な分野で使用されています。

乾燥時の高吸水性ポリマーは高分子の長い鎖が絡まった粒子ですが、水が入ると高分子の網が広がり網目の中に水が閉じ込められます。
水溶性エポキシ樹脂であるデナコールは高吸水性ポリマーの表面を架橋する目的で使用されています。表面架橋を行うことで、圧力下での吸水力と保水力の維持、ゲルブロッキングの防止などの効果があります。

今回はデナコールの有無による圧力下での吸水力の違いについて実験を行います。
以下の２つをそれぞれの高吸水性ポリマーに重り(圧力)を乗せ、吸水力がどれくらい変化するのか観察します。

●ポリアクリル酸ナトリウム系の高吸水性ポリマー(SAP)のみ
●ポリアクリル酸ナトリウム系の高吸水性ポリマー(SAP)にデナコールを添加し加熱硬化させたもの

それでは実験の様子をご覧ください。

そこで高吸水性ポリマーの粒子の表面を水溶性エポキシ樹脂であるデナコールでコーティングし、加熱処理すると、高吸水性ポリマーの粒子表面が二次架橋され、粒子が水を通す固い殻で覆われます。
この固い殻に覆われることで圧力による変形が抑制され、吸収率が低下することなく、水を保持し続けることができるのです。

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