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为什么卫生巾可以做到「超干爽不外漏」?

2019-01-27 来源:国外网站推荐 - 由[国外网站大全]整理 24

熟睡的女性要的就是能在生理期好好地睡一觉。为什么卫生棉可以「超干爽不外漏」?

卫生棉是女性的生活必需品,大家一定对「 超强吸水、十倍吸收、超干爽」这样的广告词耳熟能详!卫生棉广告中,也常出现一个桥段──将水直接倒在卫生棉上──用以证明其有超强吸收及保水能力。

事实上这一点都不夸张,因为在卫生棉内层当中具有极高吸水能力的「吸水性高分子」。吸水性高分子可吸收本身重量 500 倍(本身体积 30-60 倍)含量的水,当然可以超干爽不外漏。

吸水性高分子本身不溶于水,且具有很高的保水能力。我们印象中的吸水材料如棉、纸、海绵等,是利用毛细管现象将水吸收于材的间隙;与吸水性高分子相较,其吸水能力低、保水能力也不好──受到压力水就会流出。所以对于卫生棉、纸尿裤而言,尚且不足以把水分锁住,并不适合作为吸水层主要材料。

为什么卫生巾可以做到「超干爽不外漏」?

「吸水性高分子」除了吸水还有什么功能?

卫生棉的设计发想源自于土壤保水率材料的研究。

一个能够用于卫生棉内的吸水材料,不但要有吸水能力,同时还要有保水能力。过去对于吸水能力的产生往往是因为水与纤维质孔隙之分子有作用力而使液体流动,但是如果要使液体不流动,就要想办法让水被抓住、被固定住,那么在材料选择的思维就不同了。

而这类吸水性高分子最早并非使用于卫生用品当中。在 1960 年代早期,美国农业部进行改善土壤保水率材料的研究,开发了能够吸收本身重量 400 多倍水的高分子化合物,而且这类材料不会像纤维基吸收材料那样释放水。后来美国农业部将这项技术移转给一些美国公司,进行进一步开发,逐渐被改良及应用于卫生用品中。

锁住水分的保水能力,怎么办到的?

吸水性高分子最重要的特性是保水性。一个分子要如何拥有保水能力?就是要有「抓」水的能力。

首先,先来介绍一下化学的基本观念。水本身是一个分子,它是由氢原子以及氧原子所组成,分子式为 H2O 。由于氢原子以及氧原子周围都有电子存在,然而原子本身对于电子的喜好程度不同,形成化学键结后,会产生电荷分布不均的现象,并产生所谓的极性。

氧原子本身对于电子的喜好程度较高,因而较能吸引电子(喜好电子的程度在专业领域上称之为阴电性);氢原子本身对于电子的喜好程度则较低。当两者形成化学键结合时,会引起电子的局部流动──氧原子的周围被较多的电子围绕,氢原子的电子局部流失,形成了带有正/负两极的极性状态。

所以水本身就是有极性的。那要如何能够抓住水分子呢?这个答案就很明显了,就是找一个也有极性的分子, 因为正/负会相吸的简单原理,就会把水吸引住,水就被「抓」住了。

(A)水的电子局部流动分佈 (B)水的极性。

也就是说,如果我们能够将具有极性特质的分子,固定于在卫生棉材料中,就能有效地将水抓住;而这类分子又不能被水给溶解出,那么最好的选择莫过于吸水性高分子了。

在此以常用的吸水性高分子聚丙烯酸钠 (Sodium polyacrylate)来说明:

聚丙烯酸钠分子式为 [-CH2-CH(COONa)-],而高分子在吸水前,分子的长链相互交缠,形成三维度的网目构造,类似交缠的毛线球。由于分子链段上的 -COONa 易解离(于水中分解成 –COO– 与 Na+ 离子),所以 –COO–本身会有极性,会与水分子的极性互相吸引,而将水「抓」住。

由于 –COO– 本身带负电,互相排斥之下,高分子网目扩大,吸水量随之增加,换句话说,保水性也就提高了!如上面影片,我们可以观察到其体积的膨胀,吸水前后体积有偌大的差异。

这也就能解释为何卫生棉具有超强吸收及保水能力了!如今吸水性高分子被广泛的应用在生活中,卫生棉、纸尿裤、土壤保水剂等都可一窥其踪跡,具有庞大的商业价值,诸多厂商积极投入开发新材料并申请专利;但不论其结构变得多复杂,基本学理其实就是这样简单。


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