سینیتیک جذب آب توسط پلیمرهای ابرجاذب

Abstract

چکیده سابقه و هدف: افزایش بازده آبیاری، یکی از روش‌های صرفه جویی در مصرف آب است بنابراین اعمال مدیریت صحیح و به کارگیری شیوه های کارآمد به منظور نگهداشت آب کافی در خاک برای بهره برداری بهینه از منابع محدود آب کشور ضروری است. استفاده از پلیمرهای ابرجاذب از روش‌های پیشنهاد شده در صرفه‌جویی مصرف آب بوده است لیکن درانتخاب نوع پلیمر مناسب در کشاورزی، تعیین مدل مناسب نفوذ در پلیمر بسیار ضروریست. هدف از این پژوهش، مطالعه خواص تورمی پلیمرهای سوپر‌جاذب در محیط متخلل با پایش میزان تورم و تعیین سینتیک تورمی ژل به منظور تعیین مدل جذب سیال در پلیمرهای بکار برده شده بود. مواد و روش‌ها: برای سنجش مدل جذب آب توسط دو پلیمر ابرجاذب از خانواده پلی آکریل آمید با نام اختصاری T-A200وT-A100 ، آزمایشی با 4 تکرار در زمان تا لحظه رسیدن به تورم تعادلی به صورت لحظهای و تجمعی انجام وسینتیک جذب سیال (تعیین تغییرات میزان جذب آب توسط ژل با زمان) با روش غوطه‌وری در آب مقطر معین شد. سپس، نمودار داده‌ها بر حسب تغییرات نسبت حلال جذب شده لحظه‌ای نسبت به حالت تعادلی با زمان ترسیم شده و روند تغییرات جذب حلال نسبت به زمان بدست آمد. برای تعیین مکانیزم نفوذ، از مدل مربوطه استفاده شده و سرانجام ضرایب n و k محاسبه گردیدند. یافته‌ها: جذب سیال در محیطهای ناهمگن مثل ژلها با تغییر شکل قابل ملاحظهای همراه بود. رسم گراف بر حسب میزان حلال جذب شده لحظه‌ای با زمان و بررسی نتایج نشان داد در همه موارد n کوچکتر از 5/0 بود و در نتیجه ساز و کار انتقال حلال به درون شبکه‌های پلیمرهای مذکور، به خوبی از قانون فیک تبعیت میکند. نتیجه‌گیری: پلیمر سوپرجاذب مناسب در کشاورزی باید بتواند در حداقل زمان، حداکثر توانایی جذب آب را دارا باشد، بدینسان از هدر رفت آب در بارندگی یا آبیاری اندک اعمال شده بخوبی ممانعت می‌کند. تحقق این امر، تبعیت از مدل نفوذ فیک است که در آن سرعت نفوذ از سرعت آسایش مولکولی، بسیار کمتربوده که تنها پدیده نفوذ، در انتقال جزء نفوذ‌کننده موثر است و پدیده آسایش مولکولی تأثیری بر انتقال نفوذ‌کننده ندارد. بنابراین پس از هر تغییر شکل یا تـورم، پلیمر به سرعت به حالت تعادلی جدید رسیده و تنش‌های بوجود آ‎مده، سریعاً از بین می‌رونـد و تأثیری بر سرعت انتقال جزء نفوذ‌ کننده ندارند. در این پژوهش، نفوذ سیال بداخل پلیمرهای مذکور از مدل فیک تبعیت کرده و میتوانند به شرط توانایی و قابلیت تناوبی تورم در کشاورزی توصیه گردند.

Keywords

• پلیمر
• قانون فیک
• تورم تعادلی
• نفوذ آب
• مدل