سینیتیک جذب آب توسط پلیمرهای ابرجاذب

چکیده سابقه و هدف: افزایش بازده آبیاری، یکی از روش های 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 روش های پیشنهاد شده در صرفه جویی 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 سوپر جاذب 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 روش ها: 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 غوطه وری در آب مقطر معین شد. سپس، نمودار داده ها بر حسب تغییرات نسبت حلال جذب شده لحظه ای 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. یافته ها: جذب سیال در محیطهای ناهمگن مثل ژلها با تغییر شکل قابل ملاحظهای همراه بود. رسم گراف بر حسب میزان حلال جذب شده لحظه ای 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 شبکه های پلیمرهای مذکور، به خوبی از قانون فیک تبعیت میکند. نتیجه گیری: 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 می کند. 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 نفوذ کننده موثر است و پدیده آسایش مولکولی تاثیری بر انتقال نفوذ کننده ندارد. بنابراین پس از هر تغییر شکل یا تورم، پلیمر به سرعت به حالت تعادلی جدید رسیده و تنش های بوجود آ‎مده، سریعا از بین می روند و تاثیری 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