52
MÛANYAG- ÉS GUMIIPARI ÉVKÖNYV 2015
csak egy kritikus hőmérséklet felett játszódik
le. A hőmérséklet növelésével a gélesedési idő
csökkenthető, ennek azonban a cellulóz ter-
mikus degradációja szab határt. A gélesedés a
citromsavas módszerhez hasonlóan a kezdeti
származékkoncentrációval, illetve a hőkezelés
hőmérsékletével és idejével szabályozható. Az
eljárás érdekessége, hogy a másik két módszer-
hez képest a hőkezelt hidroxietil-cellulóz ala-
pú gélek lényegesen rosszabb tulajdonságokat
mutattak. Ezzel szemben hidroxipropil-cellulóz
gélek előállítására ez a módszer bizonyul a leg-
alkalmasabbnak, ugyanis a kémiai keresztkötés-
nél elérhető 20-30 g
víz
/g
gél
maximális vízfelvé-
telhez képest itt akár 60-80 g
víz
/g
gél
-t is el tudunk
érni. Megemlítendő emellett, hogy az előállított
gélek elég stabilnak bizonyulnak, mivel néhány
hetes duzzasztás után is csak a gélszerkezet
részleges szétesése tapasztalható.
Gyakorlati alkalmazás
Mint korábban említettük, a szuperabszorben-
seket sokféle célra használják. Munkánk során
több alkalmazási lehetőséggel is foglalkozunk,
pl. egészségügyi és higiéniai cikkekben (pl. pe-
lenkák, sebtapaszok) történő alkalmazással. Az
ilyen termékek jellemzője, hogy felhasználásuk
során a gél különböző folyadékokkal (pl. vizelet,
vér) érintkezik, amelyek jellemzői (ionerősség,
pH, hőmérséklet stb.) jelentősen befolyásolják
a gélek viselkedését. Ez azért különösen jelen-
tős, mert például az akrilát és a karboximetil-
cellulóz gélek nagyon érzékenyen reagálnak az
ionerősségre, míg az a többi származék vízfelvé-
telét csak kis mértékben változtatja, ami nagyon
előnyös nagy sókoncentrációjú oldatokban. A
továbbiakban egy másik alkalmazási területet, a
mezőgazdasági felhasználást emeljük ki. Ennek
oka, hogy ezen a területen a cellulóz alapú gélek
egy másik jellemzője, a biodegradálhatóság is
jelentős előny az akrilátokkal szemben.
Mezőgazdasági talajjavítás
A szuperabszorbensek mezőgazdasági felhasz-
nálását régóta nagy érdeklődés övezi. Adagolá-
sával javítható a termőtalaj vízfelvétele, ezáltal
csökkenthető az öntözések száma, javítható a
hozam és rossz minőségű talajok is alkalmas-
sá válhatnak a termesztésre. Talajkondícionálás
mellett egy másik érdekes felhasználási terület a
tápanyagot tartalmazó gélek bekeverése, amely-
lyel szabályozott tápanyagleadás érhető el. A
szintetikus polimer alapú gélek használata erő-
sen korlátozott (elsősorban kiskerti felhaszná-
lásra van jelen néhány termék a piacon), mivel
nem biodegradálódnak, ezáltal maradandóan
beszennyezik a termőföldet. Ennek következté-
ben kulcsfontosságú szempont, hogy természe-
tesen lebomló gélek kerüljenek felhasználásra.
Kutatásunk során különböző összetételű, főként
homokos (rossz víztartóképességű) talajok tu-
lajdonságait próbáljuk javítani gélek adagolásá-
val. A munka jelenlegi szakaszában elsősorban
a karboximetil-cellulóz alapú gélek felhaszná-
lásával foglalkozunk. A gélek adagolása már
0,05-0,2 % mennyiségben jelentősen javítja
a talaj szabadföldi vízkapacitását, a vízelnye-
lő képességet, míg a vízáteresztés csökken. A
szuperabszorbensek adagolásával elért javulás
főként a homokos talajok esetén volt szembetű-
nő, ahol a mezőgazdaság szempontjából kedve-
ző talajokéhoz hasonló jellemzők is elérhetők.
Mint említettük, jelenleg folyó vizsgálataink
egyetlen származékra korlátozódnak. A jövő-
ben a más cellulózszármazékok alkalmazható-
ságával is részletesen foglalkozunk, különösen
a hidroxietil-cellulózzal, mert a jó vízfelvétel
mellett kis érzékenységet mutat az ionerősség-
re. Ez a tényező pedig nem elhanyagolható, mi-
vel a talaj és öntözővíz sótartalma következté-
ben a kereskedelmi akrilát szuperabszorbensek,
illetve a hasonló duzzadási fokú karboximetil-
cellulóz gélek maximális vízfelvétele jelentősen
csökken (200 g
víz
/ g
gél
→ 70-80 g
víz
/g
gél
). A só
jelenlétére kevésbé érzékeny gélek alkalmazá-
sával így a szükséges gélkoncentráció tovább
csökkenthető, amellyel alkalmazásuk gazdasá-
gosabbá válhat.
