如何科學地吸收尿液丨回形針_風聞
观察者网用户_239377-2020-09-10 09:03
這是你一歲大的孩子，每天會拉十幾次、總共近 500 ml 尿液。 但他的尿道括約肌尚未發育成熟，難以掌控開關，每次都尿得出其不意。
作為家長，此時只有紙尿褲能救你於水火之中。紙尿褲如何能兜住這麼多尿？
老一輩中國人可能都穿過棉布材質的尿布，它雖然能吸尿，但也很容易滴漏，且吸完尿後又濕又熱，尿液中的尿素與皮膚長時間接觸還會引發皮疹。
而現代紙尿褲除了保證能兜得住尿，還得讓人穿得舒服穿得爽，主要靠這四種結構：面層、導流層、吸收芯層和背層。
在每秒 240 幀高速拍攝下，紙尿褲在 6 秒內將 40 ml 藍色的人工尿液完全捕獲，之後重新變幹，它是如何做到的？
首先，面層將尿液引導至下方，因為直接接觸皮膚，通常採用凸點設計，增強空氣流通，降低皮疹發生的風險。
接着，尿液迅速來到第二關——導流層。是時候變換方向，均勻擴散了。
導流層採用的纖維由兩種不同熔點的材料複合而成，以縱向排列為主。這篇東華大學發表於 RSC Advances 的論文對比了複合纖維的兩種加工工藝——熱軋粘合和熱風粘合。
熱軋粘合利用上下一對加熱的鋼輥局部熔化纖維網，液體只能流經未被壓實的部分。
而更高級的熱風粘合是將纖維網送入烘箱，纖維間的交叉部分都是一個微小的粘合點，其餘部分保持原始狀態，因此熱風無紡布要比熱軋無紡布厚 3~5 倍，結構蓬鬆，讓尿向前後擴散得更充分。
闖入第三層，最好讓尿永遠出不來，即便是在爬、在坐、在翻身。
棉花能吸收 27 倍重量的水，但擠一擠又重新滲出。上世紀七十年代，美國農業部開發出 SAP，一類高吸水性樹脂，吸水後變成凝膠，自此成為紙尿褲吸收芯層的核心材料。
撕開紙尿褲，抖出的像鹽粒一樣的東西就是 SAP，主要成分是聚丙烯酸鈉。
聚丙烯酸鈉由無數個重複單元構成彎曲纏繞的長鏈，擁有超強吸水能力的關鍵，是這個具有親水性的羧酸鈉基團。
當水進入，基團解離成帶負電的羧酸根離子（-COO⁻）和帶正電的鈉離子（Na⁺）。由於羧酸根負離子相互排斥，彎曲鏈伸展，與水分子中的氫原子形成氫鍵。
水被束縛在網狀結構裏，運動受到限制，不容易逸出，導致樹脂形成凝膠狀態，體積隨之膨脹。
吸多少呢？SAP 相當於半透膜，能夠吸收數百倍於自身質量的水，而對於含有尿素、無機鹽等物質的尿液，它大概能吸收 30~60 倍。
光有鎖水的材料並不夠，率先鼓起的凝膠容易引發堵塞，阻擋更多液體繼續滲透，因此需要絨毛漿充當疏散通道，二者均勻混合輔助尿液向內擴散。SAP 通常佔 70%，絨毛漿佔 30%。
這裏已經是尿的盡頭，聚乙烯薄膜背層會擋下試圖越獄的液滴，小於 0.02 微米的孔徑只允許散熱透氣。
那麼，怎樣才算得上吸水翹楚？
依照國家標準，紙尿褲需要進行斜坡測試，固定在 30° 傾斜面板上，注入 60 ml 人工尿液，收集末端滑滲的液體，測量滑滲量。以及壓力測試，測量回滲量和滲漏量。
在國家紙製品質量監督檢驗中心的實際檢測中，19 款紙尿褲只有一款滑滲量不達標，數值越低意味着紙尿褲越鎖水。
此外，穿得舒服才能尿得更放心，高端紙尿褲通常會使用更柔軟的面料和優質的吸水樹脂。不過，再高端的紙尿褲吸水後也可能會鼓起，俗稱起坨，過分增加吸水樹脂用量反而會讓它變硬。
而那些價格低廉的紙尿褲，不僅兜不住一泡尿，還可能是用回收來的下腳料回爐再造。