Used disposable diapers have been considered for a long time as a type of waste difficult to recycle and valorize due to their composite nature including plastic, cellulose pulp, a super absorbent polymer and either urine, feces or both. Therefore, the fate of disposed diapers often is either incineration or landfill burial which both have various adverse environmental impacts. However, used disposable diapers contain nutrients: cellulose is an organic matter while urine and feces contain non negligible amounts of nitrogen, phosphorus and potassium which are primary nutrients included in most chemical fertilizers used in agriculture. In a scope of waste recycling and valorization, this study focuses on developing a method to achieve nutrient solution extraction from used disposable diapers. The experiment essentially consists in shredding the diapers and letting them macerate in solutions of sodium hydroxide with various concentrations to allow breaking down of the cellulose and super absorbent polymer and release of urine and feces before sterilizing the solutions in an autoclave to remove potential coliform bacteria. At the end of the experiment, a set of parameters is measured for the final solution to identify concentrations of nutrients as well as presence or absence of harmful substances. Results are discussed and directions for future studies are suggested, which include mechanization of the diapers shredding process or added aeration to enhance nitrification and absorption of extracted nutrients from plants.
Plant leaf surface is an important niche for diverse epiphytic microbes, including bacteria and fungi. Plant leaf surface plays a critical frontline defense against pathogen infections. The objective of our study was to evaluate the effectiveness of a starch-based super-absorbent polymer(SAP) combination, which enhances water potential and nutrient availability to plant leaves. We evaluated the effect of SAP on the maintenance of bacterial populations. In order to monitor bacterial populations in situ, a SAP mixture containing Pseudomonas syringae pv. tabaci that expressed recombinant green fluorescent protein(GFPuv) was spray-challenged onto whole leaves of Nicotiana benthamiana. The SAP combination treatment enhanced bacterial robustness, as indicated by disease severity and incidence. Unexpectedly, bacterial numbers were not significantly different between leaves treated with the SAP combination and those treated with water alone. Furthermore, young leaves treated with the SAP combination had more severe symptoms and a greater number of bacterial spots caused by primary and secondary infections compared to young leaves treated with the water control. In contrast, bacterial cell numbers did not statistically differ between the two groups, which indicated that measurement of viable GFP-based bacterial spots may provide a more sensitive methodology for assessing virulence of bacterial pathogens than methods that require dilution plating following maceration of bacterial-inoculated leaf tissue. Our study suggests that the SAP combination successfully increased bacterial aggressiveness, which could either be used to promote the ability of biological agents to control weedy plants or increase the robustness of saprophytic epiphytes against competition from potentially harmful microbes.
Four different molecularly imprinted polymers (MIPs) were prepared using resveratrol as the template, methacrylic acid (MAA) or acrylamide (AA) as functional monomers, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) as the initiator, and thermo- or photo-induced polymerization. The ability of the different polymers to rebind selectively not only the template but also other phenols was evaluated. In parallel, the influence of the different templates and functional monomers used during polymer syntheses on the performance of the obtained MIPs was also studied through different rebinding experiments. The binding ability and selectivity of the polymer were studied by static balance method and Scatchard analysis. It was concluded that AA-based polymer by photo-induced polymerization presents the best properties to be used as a selective absorbent for the extraction of resveratrol.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.20
no.8
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pp.18-24
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2021
Polymers, polymer compounds, are very moldable at low temperatures and have good strength against weight, and hence, are often used in the interior and exterior materials of cars. Owing to the increasing environmental problems, emission regulations have become stricter, which has increased the use of lightweight polymers as substitutes for metal materials. Therefore, as the use of polymer increases, extensive research is being conducted on the bonding technology of polymers, such as polyurethane and epoxy. However, the increased cost and environmental pollution by adhesives caused by the polymer manufacturing plant depend on the chemical composition or the manufacturer's mix ratio. To compensate for this issue, a laser beam is irradiated through a highly permeable polymer (PC) placed on top of an absorbent polymer (ABS) to transfer the laser output to the ABS polymer and fuse them at the interface. Moreover, enabling laser penetrating bonding by placing a stainless steel wire mesh between the two polymers can achieve improved bonding strength compared to conventional heterogeneous polymer bonding.
Young-Sun Kim;Tae-Wooung Kim;Yun-Seob Kim;Yang-Ho Na;Geung-Joo Lee
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.42
no.1
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pp.1-7
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2023
Super absorbent polymers (SAPs) are hydrophilic molecules that can absorb large amounts of water. This study was conducted to investigate the enhancement of the physicochemical properties of sand soil blended with three SAPs imbibed with 100, 150, and 200-fold water. Three treatments were applied, namely, 100SAP, 150SAP, and 200SAP. The three SAPs were blended at concentrations of 0% (control), 3%, 5%, 7%, and 10% with sand. The pH, electrical conductivity, and cation exchangeable capacity (CEC) of soil blended with the three SAPs were pH 6.35-6.46, 0.09-0.65 dS/m, and 1.42-1.92 cmolc/kg, respectively, and their capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity were 21.0-29.3%, 39.2-48.7%, and 272-470 mm/hr. CEC, capillary porosity, total porosity, and saturated hydraulic conductivity of soil were positively correlated with the ratio of the SAPs (p<0.01). These results indicate that blending sand soil with SAPs increased CEC, capillary porosity, and saturated hydraulic conductivity, thus improving the nutrient-retention capacity, water-retention capacity, and permeability of the soil.
Sodium polyacrylate (PAANa) was synthesized by inverse emulsion polymerization method to absorb excess water in concrete. Liquid paraffin was used as a continuous phase. Acrylic acid (AA) was neutralized by aqueous sodium hydroxide solution (8 M). Different amount of N,N'-methylene bisacrylamide (MBA) was used as a crosslinking agent to change crosslinking density of the synthesized PAANa. The size distribution of synthesized particles was measured by particle size analyzer. Swelling ratio of crosslinked PAANa was evaluated from the equation in D. I. water, cement aqueous solution, and $Ca(OH)_2$ aqueous solution. The FTIR spectroscopy was used to characterize $Ca^{2+}$ ion interaction with PAANa. Incorporation of 1.0 wt% PAANa into cement increased compressive and flexural strength approximately 30% and 10%, respectively, compared with those of ordinary portland cement.
This research intends to understand the impact of super-absorbent polymer (SAP) as an internal curing agent in Ultra-High Performance Concrete (UHPC). Two different types of SAPs of acrylic acid (SAP_AA) and acrylic acid-co-acrylamide (SAP_AM) were examined with UHPC formulation. Isothermal calorimetry and x-ray diffraction experiments revealed the impact of polymers with the different chemical bonds on cement hydration. To test its feasibility as a shrinkage reducing admixture for UHPC, a series of experiments including flowability, compressive strength, rapid chloride permeability and autogenous shrinkage profile was performed. While both SAPs showed a reduction in autogenous shrinkage, it has been concluded that the SAP size and chemical form significantly affect the performance as an internal curing agent in UHPC by controlling cement hydration and porosity modification. Between the tested SAPs, SAP_AM which absorbs more water in UHPC than SAP_AA, shows better mechanical and durability performance.
Crosslinked agar-g-poly(acrylic acid) (x-agar-g-PAA) super absorbent with a water absorbency ($Q_{H2O}$) of approximately 660 g/g was synthesized by the copolymerization of agar with an acrylic acid monomer. KPS and MBA were used as the initiator and crosslinker, respectively. Grafting was performed in air. Infrared spectroscopy was used to identify the product of copolymerization. The optimum conditions to synthesize the x-agar-g-PAA superabsorbent were 0.1 g of agar, 0.1 g of the KPS initiator, for 15 min; 50% AA monomer, 0.005 g of the MBA crosslinker, for a propagation time of 5 min; and 1 M NaOH for 15 min to allow for saponification. The reaction temperature was $80{^\circ}C$.
Lee, Tai Ju;Nam, Yoon Seok;Park, Jeong Eun;Jo, Jun Hyung;Ryu, Jeong Yong;Lee, Ho Sun
Journal of Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
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v.47
no.4
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pp.66-75
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2015
Disposable diaper waste is consisted of plastic, fiber, and SAP (Super Absorbent Polymer). They are valuable to be used as raw materials of other products including plastic blocks and pulp mold. Nevertheless, disposable diaper waste have been disposed by landfill and incineration without recycling. Due to strict environmental regulations it is necessary to develop fractionation technique to recycle the disposable diaper waste. In this study the fractionation technique using pilot-scale stock preparation units was investigated. Process for separation of plastic and fibers from disposable diaper waste was composed by the combination of pilot-scale pulper, drum screen, screen and cleaner. Recovery rate of plastics and fiber was checked according to the various operating conditions. In drum screen, recovery rate of plastic was high when the cut size of disposable diaper waste was $5cm{\times}5cm$. The highest recovery rate of fiber was achieved with 0.3 mm slot screen. It is important to control the neutral state of SAP for improvement of recovery rate of fiber since SAP can be swelled easily in water. Therefore SAP can be controlled efficiently by the addition of calcium chloride into the pulper. Consequently recovery rates of plastics and fibers were over 90 and 80% under the optimum pilot operating conditions.
This study was conducted to evaluate the growth characteristics, phenolic concentration and antioxidant capacity of safflower (Carthamus tinctorius L.) and amaranth (Amaranthus spp.) sprout and investigate the possibility of using super absorbent polymer (SAP) as a medium in hydroponic cultivation in a plant factory. The control was used a commercial sprout cultivation tool (19 × 14 × 9 cm, W × D × L), and a treatment (SAP) was added on the cultivation tool to compare the effect of SAP. Safflower sprouts were immersed in a distilled water at 30 ℃ for 5 hours, and then grown in a plant growth chamber. The temperature and relative humidity were maintained at 25 ± 1℃ and 70 ± 4%, respectively. The light condition was maintained at 35 ± 6 μmol·m-2·s-1 (12h). Amaranth sprouts were grown in a plant growth chamber maintained with temperature of 25 ± 2℃, relative humidity of 70 ± 5% and light condition of 188 ± 10 μmol·m-2·s-1 (16h). A physical and chemical characteristic of SAP, and a germination rate, growth characteristics and secondary metabolites were analyzed in both safflower and amaranth. There was no significant effect on SAP in a germination rate, growth and secondary metabolites of safflower compared to the control, whereas amaranth grown under SAP was higher in germination rate, dry weight, phenolic concentration, and antioxidant capacity compared to the control. As a result, this study was suggested that cultivation of sprouts using SAP would be possible in a plant factory, and further studies on SAP on plant physiological response are required.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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