吸水的案例
尼龍吸水后對性質的影響!
脂肪族聚酰胺由于含有胺基和羰基，易與水分子形成氫鍵，因此所得到的各種材料在使用時容易 吸水，產生 增塑效應，導致材料 體積膨脹、 模量下降，在應力作用下發生 明顯蠕變。
聚己內酰胺和聚己二酸己二胺（尼龍6和尼龍66）是最常用的聚酰胺材料，它們最高能從潮濕空氣中吸收 質量分數10%的水分，在一般濕度環境下也能吸收 質量分數2%到4%的水分，導致多種 力學性能的變化。
（PA6和PA66吸水性明顯高出其他材料）
尼龍吸水后對性質的影響
以尼龍6和尼龍66為例。尼龍6/66吸水之后，多種性質發生變化，而且許多性質的改變和吸水量有關系。
1
●
結晶度和晶體結構
對尼龍6/66的晶體學研究發現，尼龍6/66都是半結晶性材料，成型后都含有晶區和非晶區。在晶區，分子鏈呈平面鋸齒構象，通過酰胺鍵在鏈與鏈之間形成氫鍵。在非晶區，分子鏈構象呈無規狀，大多數酰胺鍵沒有相互作用形成氫鍵，呈“自由”狀態，但不排除少數區域形成了局部的氫鍵。
早期的研究中，尼龍結晶度常通過密度來估算。尼龍6/66的密度比水大，吸水后，這兩種材料的密度反而上升，結晶度也上升。經過拉伸取向的尼龍6/66材料常含有部分γ-晶。研究發現， 吸水后尼龍材料的γ-晶比例減少，而更穩定的α-晶比例增大。
2
●
力學性能和分子運動
尼龍吸水后在力學性能上的變化很明顯。 最主要是硬度、模量和拉伸強度下降、屈服點降低、沖擊強度增加。
尼龍6/66的分子運動研究有核磁共振、動態力學松弛和介電損耗等方法，研究尼龍6/66材料吸水前后的轉變發現，其玻璃化轉變溫度（Tg）對水分比較敏感，吸水之后，Tg大幅下降。例如，尼龍6水含量為0.35%w/w時Tg=94℃，10.33%w/w時Tg=-6℃；干燥尼龍66Tg=78℃，當含水量為11%w/w時Tg=40℃。
展開 上交《AFM》：一種無粘結劑方法構建鋁基MOF，優異吸水性能！
f)在不同pH值和(20°C)下合成的MIL-96(Al)、MIL-100(Al)、MIL-110(Al)和MOF涂層的吸水等溫線。
圖4.吸水性能和結構穩定性的實驗裝置和結果。a)吹風試驗的實驗裝置。b)試樣在氣流作用下的質量變化,樣品在氣流作用下的質量變化(為了對比，涂層樣品的質量小于粘結劑涂層樣品的質量)。c)20°C吹風試驗前后MoFon-金屬層的吸水等溫線；d)吸水率與其他涂層金屬干燥劑吸水率的比較
圖5.在pH=0.23時制備的固體產品的動態吸附-解吸試驗。
圖6.采用不同干燥劑的地源熱泵系統的模擬結果(有效除濕期是指送風濕度低于室內空氣所經過的時間).
綜上所述，該方法實現了基板表面的全覆蓋、高成品率和高涂層密度、超高吸水率和優異的循環穩定性。與粘結劑技術相比，在基片上原位合成MOF涂層不僅避免了材料性能的衰減，而且成本低，易于操作，為MOF材料的大規模工業化應用提供了可能。因此，該新方法在高效吸附型應用領域具有廣闊的應用前景，如散熱、吸附式熱泵、大氣集水、濕度控制等。此外，利用金屬離子直接從金屬襯底上合成MOF，而不是使用外來金屬鹽，為MOF的大規模合成提供了一種新的途徑。
（文：SSC）
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本篇文檔基于COMSOL軟件仿真了毛細管吸水的現象，并對比觀察了不同位置以及不同孔徑毛細管的吸水現象。仿真結果展示如下：
感興趣的朋友可下載模型，在此基礎上進行改進和深入研究。
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本案例基于COMSOL模型仿真了一濾紙從一端吸水后的水分場遷移擴散過程，仿真模型及結果如下所示：
COMSOL細觀混凝土微裂紋毛細吸水模型
本案例通過COMSOL建立二維混凝土細觀微裂紋模型，模型可進行吸水及離子擴散等方面的研究。幾何模型包括水泥砂漿、粗骨料、砂漿骨料界面過渡區（ITZ）及隨機分布于水泥砂漿內的微裂紋毛細管網四部分，旨在探究通過多插件聯合創建復雜模型的可行性。
多邊形骨料混凝土細觀模型通過CAD隨機多邊形插件2D專業版參數化建模生成。
在AutoCAD混凝土細觀模型的基礎上，在0圖層中新建立與原試件尺寸相同的正方形，并將界面過渡區圖像所在圖層更改為“hole”，以確保采用CAD二維圖形Voronoi劃分插件時可以精準識別外形與孔洞。采用Voronoi算法在砂漿中建立的隨機毛細管網如下。
將生成的模型文件另存為dxf格式，并將其導入COMSOL內，需注意導入時應選定相應的層，并利用布爾運算建立對應的幾何。
對模型中的不同組分設置相應的材料屬性。
劃分網格及完成后續的仿真分析。
展開 凝膠“大神”玩家，溶脹是一篇Science，脫水收縮又是一篇
聚丙烯酸類高分子遇水之后體積能膨脹成百上千倍，常用作具有超強吸水能力的材料，這種材料典型的應用場景是——尿不濕。
尿不濕吸水實驗。圖片來源于網絡
今天要介紹的凝膠“大神”玩家，正是將這種常見、廉價的高分子材料與水的相互作用發揮到了極致，無論吸水溶脹還是脫水收縮，都挖掘出了令人意想不到的應用，順便收獲兩篇Science。他就是美國麻省理工學院（MIT）的Edward S. Boyden教授，一位生物工程和神經科學領域的專家。
Edward S. Boyden教授。圖片來源：MIT [1]
心里是不是有疑問——凝膠“大神”玩家，應該是個高分子化學家或者材料學家啊，怎么會來自生命科學領域呢？事情要從三年多前的一篇Science 說起。
凝膠溶脹與膨脹顯微鏡
Boyden教授實驗室長期進行神經科學領域的研究，需要對細胞和神經組織進行顯微觀察。光學顯微鏡由于光源波長的限制，分辨率存在極限，約為200納米左右。盡管目前市面上已經存在分辨率在250納米左右的超分辨率光學顯微鏡，但這個分辨率對于生命科學的研究來說還不夠，而且這種顯微鏡要求又小又薄的樣品，對于較大的生物學樣品成像需要花費很多時間，最重要的是，這種精密儀器很！貴！不是每個實驗室都能輕松擁有。
怎么辦呢？一些科學家想到把電子顯微鏡引入生命科學的研究，這也就有了近年來火熱并且獲得2017年諾貝爾化學獎表彰的“冷凍電鏡”。盡管冷凍電鏡能把分辨率降低到亞納米級，但很多生物學樣品無法通過冷凍電鏡技術來觀察，而且冷凍電鏡也非！常！貴！
與發展更大更強的顯微鏡技術這條路不同，Boyden教授課題組走了另一條路——把樣品撐的更大。如果一個東西太小了看不清，把它撐大一點不就能看得清了？而把樣品撐大的關鍵就是吸水能力超強的聚丙烯酸類凝膠。
展開 玉米淀粉、木薯淀粉等9種淀粉 都有哪些個性？
其他淀粉(如甘薯、馬鈴薯和荸薺、葛根等淀粉)則沒有這種變化，都是純白色或略帶黃色的；五是取少許藕淀粉用少量冷開水調勻后，再以沸水沖調，熟透可食，其吸水脹性可達八，九倍，熟漿色澤微紅,多呈琥珀色，光澤晶瑩。冷卻后放置數小時，稠厚的熟漿會全變稀。
原創：如何讀懂塑料的物性——上篇
吸水率為塑膠材料吸收水分的程度。其測試法是先將樣品烘干后稱重，浸入水中24小時后，取出再磅重，計算重量增加率而得吸水率。
吸水率越高的材料，在成型前的干燥細節就要做得更確認，建議能使用除濕干燥機。但也有像PA這樣高吸水率的材料，為避免成型干燥困難，所以出廠時以鋁袋包裝以隔絕水份透入。
塑料的收縮率是指標準樣條在成型溫度下尺寸與從模具中取出冷卻至室溫后尺寸之差的百分比。即以23℃，50%RH下放置24小時，測量出的標準樣條尺寸之差百分比。塑料的流向不同，收縮率也不同，一般流動方向的收縮率大于垂直方向的（加纖材料剛好相反），而結晶性材料比無定形材料的收縮率要大得多，結晶性材料必須考慮后收縮問題。收縮率對產品的設計很重要，尤其是對尺寸精度要求高的產品，材料收縮和模流分析的預判可減少產品凹陷和翹曲。
熔融指數，簡稱MFR或MVR。把材料以標準的溫度及荷重條件去測試后，由單位時間內取得的樣品重量，計算成10分鐘內流出的重量值。可簡單地以比較MVR值高低，知道流動性的好壞，單位為g/10min。除了重量值外，也有體積以值計量的，其名稱為MVR其單位為cm3/10min。。塑膠每經一次的加熱塑形的程序，會因過程中高熱的影響而造成分子量降低及物性變差，且粘度降低而使得流動性增加。MFR越高，表示粘度越低，亦即流動性越好，通常也表示分子量也比較低。
展開 PA6尼龍塑膠原料的優缺點分析
PA6尼龍塑膠原料的主要缺點：
1、易吸水。吸水性大，飽和水可以達到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大;吸水亦會大大降低塑料的機械強度。在選材時，應顧及使用環境及與別的元件的配合精度的影響。
纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。值得注意的是，加入玻纖后，尼龍的抗拉強度可提高2倍左右，耐溫能力也相應得到提高.
2、耐光性較差。在長期偏高溫環境下會與空氣中的氧發生氧化作用，開始時顏
色變褐，繼面破碎開裂。
3、注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩定性較難控制;制品中尖角的存在會導致應力集中而降低機械強度;壁厚如果不均勻會導致制件的扭曲、變形;制件后加工時設備精度要求高。
4、會吸收水、醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。
展開 十大最具特色的材料！
NO.8 水量最好的材料
高吸水性材料運用的很多，最常見的也是最熟悉的——衛生巾以及紙尿褲。
高吸水性樹脂一般可以吸收相當于樹脂體積100倍以上的水分，最高的吸水率可達1000倍。為什么擠壓也不漏，是因為在一定溫度和壓力下，高吸水樹脂能自發地吸水，水進入樹脂中，使整個體系的自由焓降低，直到平衡。
若水從樹脂中逸出，使自由焓升高，則不利于體系的穩定。差熱分析表明，高吸水樹脂吸收的水在150°C以上仍有50%封閉在凝膠網絡中。因此，常溫下即使施加壓力，水也不會從高吸水樹脂中逸出，這是由高吸水樹脂的熱力學性質決定的。
姓名：高吸水樹脂
特性：具有親水基團、能大量吸收水分而溶脹又能保持住水分不外流的合成樹脂。
組成：含有親水基團和交聯結構。
來源：最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再經皂化制得。
應用領域：醫療衛生、農業和園林、工業、食品工業用吸水劑，水果和蔬菜的保鮮劑等。
入選理由：目測酒量應該也不錯。
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PA6尼龍塑膠原料的優缺點分析！
PA6尼龍塑膠原料的主要缺點：
1、易吸水。吸水性大，飽和水可以達到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大;吸水亦會大大降低塑料的機械強度。在選材時，應顧及使用環境及與別的元件的配合精度的影響。
纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。值得注意的是，加入玻纖后，尼龍的抗拉強度可提高2倍左右，耐溫能力也相應得到提高.
2、耐光性較差。在長期偏高溫環境下會與空氣中的氧發生氧化作用，開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。
3、注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩定性較難控制;制品中尖角的存在會導致應力集中而降低機械強度;壁厚如果不均勻會導致制件的扭曲、變形;制件后加工時設備精度要求高。
4、會吸收水、醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。
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展開 設備及管道絕熱材料的選擇
二、保冷材料
1、主要參數要求
泡沫塑料及其制品25℃時的熱導率應不大于0.044W/(mK)，密度應不大于60kg/m3，吸水率應不大于4%，并應具有阻燃性能，氧指數不應小于30%，硬質成型制品的抗壓強度應不小于0.15MPa。
泡沫橡塑制品0℃時的熱導率應不大于0.036W/(mK)，密度應不大于95kg/m3，真空吸水率不大于10%。
泡沫玻璃及其制品25℃時的熱導率應不大于0.064W/(mK)，密度應不大于180kg/m3，吸水率應不大于0.5%。
2、其他參數
應在注明最低使用溫度及線膨脹系數或線收縮率范圍內。
3、安全性
應具有良好的化學穩定性，對設備和管道無腐蝕作用，當遭受火災時，不致大量逸散有毒氣體。
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1、主要參數要求
泡沫塑料及其制品25℃時的熱導率應不大于0.044W/(mK)，密度應不大于60kg/m3，吸水率應不大于4%，并應具有阻燃性能，氧指數不應小于30%，硬質成型制品的抗壓強度應不小于0.15MPa。
泡沫橡塑制品0℃時的熱導率應不大于0.036W/(mK)，密度應不大于95kg/m3，真空吸水率不大于10%。
泡沫玻璃及其制品25℃時的熱導率應不大于0.064W/(mK)，密度應不大于180kg/m3，吸水率應不大于0.5%。
2、其他參數
應在注明最低使用溫度及線膨脹系數或線收縮率范圍內。
3、安全性
應具有良好的化學穩定性，對設備和管道無腐蝕作用，當遭受火災時，不致大量逸散有毒氣體。
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1、易吸水。吸水性大，飽和水可以達到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大;吸水亦會大大降低塑料的機械強度。在選材時，應顧及使用環境及與別的元件的配合精度的影響。
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2、耐光性較差。在長期偏高溫環境下會與空氣中的氧發生氧化作用，開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。
3、注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩定性較難控制;制品中尖角的存在會導致應力集中而降低機械強度;壁厚如果不均勻會導致制件的扭曲、變形;制件后加工時設備精度要求高。
4、會吸收水、醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。
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