This study is to develop porous concrete using super absorbent polymer, which possesses insolubility and high absorption capacity, as a substitute material for lightweight soil. Various mixtures were prepared using aggregates, cement, mixing water, and super absorbent polymer, and the absorption ratio and compressive strength were examined for each mixture. As the amount of super absorbent polymer added increased, the absorption ratio also increased, reaching up to 35-105%. However, the compressive strength decreased by 49.5% to 65.3%. This is believed to be due to the inherent properties of super absorbent polymer, which led to an increase in the absorption ratio but, in turn, reduced the binding strength of cement paste particles, resulting in a decrease in compressive strength.
실리콘 수지는 소수성이 강한 고분자이기 때문에 수분을 흡수하는 기능이 전혀 없다. 하지만 고흡수성 수지(Super Absorbent Polymer)를 첨가제로 사용하면 기존의 실리콘보다 월등한 흡수성을 갖게 된다. 본 연구에서는 무정형 형태의 입자 크기가 다른 아크릴계 고흡수성 수지 3가지를 선택하여 배합비를 설정하고 2액형 타입의 의료용 실리콘 소재에 적용해서 수분을 흡수하는 기능을 갖는 새로운 실리콘 소재를 개발하였다. 고흡수성 수지의 첨가에 의한 실리콘 수지의 제조시 입자 사이즈와 함량을 달리하면서 인장, 인열, 압축, 경도에 대한 기계적 물성 변화를 알아보았으며, 시간에 따른 실리콘 수지의 흡수성을 측정하였다. 또한 전자 현미경을 통해 고흡수성 수지의 입자형태와 실리콘 수지와의 분포도를 관찰하였다.
Super water-absorbent resins were prepared by inverse suspension copolymerization of sodium acrylate, acrylamide and 2-hydroxyethyl acrylate using N, N'-methylene-bis-acrylamide as cross-linker. For the suspension copolymerization, monohexadecyl phosphate was employed as the dispersing agent, cyclohexane as the dispersing medium and potassium persulfate as the initiator. The dependence of water-absorption capacity on the amount of crosslinking agent, oil/water ratio, degree of neutralization and the composition of the copolymer were systematically investigated. Furthermore, the swelling kinetics of the super water-absorbent copolymer was carried out. The absorption of the resins is more than 1800 g/g for deionized water and 100 g/g for 0.9% NaCl solution, respectively. The copolymers showed an increased salt resistance and enhanced water retention of soil.
식용버섯 인공재배시 수분조정제로 아크릴아미드와 아릴설폰산염의 공중합물의 가수분해물인 CPAM-AS-hyd-1의 흡수겔을 첨가하여 각종 식용버섯의 균사생장 및 자실체 수량에 영향을 살펴본 결과 배지 100cc에 200g까지의 첨가는 균사생장에 큰 영향을 미치지 많았다. 식용버섯 생산을 위한 흡수겔의 적정 농도는 배지 100 cc에 대하여 느타리버섯의 경우는 200 g, 노루궁뎅이버섯은 $200{\sim}250\;g$, 팽이버섯은 200 g 첨가시 양호하였으며, 팽이버섯 재배시 폴리머 흡수겔과 10%(v/v)의 평화왕겨 첨가가 수량증대에 효과적이었다.
빙축열의 문제점인 물의 과냉각을 억제 또는 제거하기 위하여 고흡수성 고분자를 조핵제로 사용하는 방법이 고안되었다. 축열재인 물을 $25^{\circ}C$에서 $-12^{\circ}C$로 냉각시킨 결과 순수한 물의 경우 샘플중 25%의 샘플은 전혀 결빙되지 않았으며 나머지 얼음이 생성된 샘플의 경우도 평균 $9.8^{\circ}C$의 과냉각을 보인 반면, 조핵제가 첨가된 경우 35%가 전혀 과냉각을 보이지 않았으며 과냉각이 일어난 샘플의 평균과 냉각온도 역시 현저히 감소되었다. 0.5wt%의 고흡수성 고분자가 첨가된 축열재를 사용하여 캡슐타입으로 제작한 축열조에서 열전달 실험을 실시한 결과 과냉각은 전혀 관찰되지 않았으며 이로 인하여 순수물을 축열재로 사용하는 경우보다 축열속도가 증가하였다. 이상의 결과로부터 고흡수성 고분자가 빙축열 시스템의 조핵제로 사용될 수 있음을 확인하였다.
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.
훼손된 비탈면을 효율적으로 복구하고 토양을 견고하게 지지하고 식물 생장을 도울 수 있는 토양바인더 사용이 매우 중요하다고 할 수 있다. 이러한 토양바인더는 토양을 오염시키지 않는 친환경 소재이면서 토양의 생태를 복원할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 토양바인더 외에 흡수제와 응집제를 첨가하여, 최적의 함수율, 투수계수, 직접전단강도 값을 갖는 조건을 도출하였다. 토양바인더로는 다양한 음이온강도의 polyacrylamide (PAM)를, 흡수제로는 super absorbent polymer (SAP), 응집제로는 cellulose ether (CE)를 사용하여 그 효과를 관찰하였다. 그 결과 우선 토양바인더를 사용한 경우 토양시험편의 직접전단강도와 함수율을 각각 수십 배 이상 그리고 두 배 이상 증가시킬 수 있었으며 변수위 투수계수를 낮춤으로 인해 방수의 효과가 증가함을 관찰되었다. 첨가제로서 SAP를 사용한 경우 그 효과를 더욱 높일 수 있었고 SAP의 응집력을 높이기 위해 첨가된 CE 역시 직접전단강도와 함수율을 높임을 관찰할 수 있었다.
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.
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.
Poly(aspartic acid), PASP, is a biodegradable, water-soluble polymer and offers a biodegradable alternative to polycarboxylates and other non-degradable water-soluble polymers. PASP one of poly (amino acid)s, possesses carboxylic acid pendant group in its repeating unit, which can be used for various further modification purposes. In this study we prepared high molecular weight polysuccinimide, as the precursor polymer for PASP, by thermal polycondensation ofL-aspartic acid in the presence of phosphoric acid. The polysuccinimide was hydrolyzed with 0.1 N sodium hydroxide, and then acidified to give PASP. High water-absorbent gels were produced by thermal crosslinking of freeze-dried mixture of partially-neutralized PASP and different amount of low moi. wt. PEG-diepoxide compounds in aqueous medium. The swelling behavior of the prepared gels from different size and composition of crosslinking reagent in different media was investigated and the results were discussed. This PASP-based hydrogel materials possessing inherent biodegradability, potential non-toxicity and biocompatibility, is expected to be used as a substrate for various biomedical applications as well as a general purpose super-absorbent polymer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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