如何科学地吸收尿液
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这是你一岁大的孩子,每天会拉十几次、总共近 500 ml 尿液。但他的尿道括约肌尚未发育成熟,难以掌控开关,每次都尿得出其不意。
作为家长,此时只有纸尿裤能救你于水火之中。纸尿裤如何能兜住这么多尿?
老一辈中国人可能都穿过棉布材质的尿布,它虽然能吸尿,但也很容易滴漏,且吸完尿后又湿又热,尿液中的尿素与皮肤长时间接触还会引发皮疹。
而现代纸尿裤除了保证能兜得住尿,还得让人穿得舒服穿得爽,主要靠这四种结构:面层、导流层、吸收芯层和背层。
在每秒 240 帧高速拍摄下,纸尿裤在 6 秒内将 40 ml 蓝色的人工尿液完全捕获,之后重新变干,它是如何做到的?
首先,面层将尿液引导至下方,因为直接接触皮肤,通常采用凸点设计,增强空气流通,降低皮疹发生的风险。
接着,尿液迅速来到第二关——导流层。是时候变换方向,均匀扩散了。
导流层采用的纤维由两种不同熔点的材料复合而成,以纵向排列为主。这篇东华大学发表于 RSC Advances 的论文对比了复合纤维的两种加工工艺——热轧粘合和热风粘合。
热轧粘合利用上下一对加热的钢辊局部熔化纤维网,液体只能流经未被压实的部分。
而更高级的热风粘合是将纤维网送入烘箱,纤维间的交叉部分都是一个微小的粘合点,其余部分保持原始状态,因此热风无纺布要比热轧无纺布厚 3~5 倍,结构蓬松,让尿向前后扩散得更充分。
闯入第三层,最好让尿永远出不来,即便是在爬、在坐、在翻身。
棉花能吸收 27 倍重量的水,但挤一挤又重新渗出。上世纪七十年代,美国农业部开发出 SAP,一类高吸水性树脂,吸水后变成凝胶,自此成为纸尿裤吸收芯层的核心材料。
撕开纸尿裤,抖出的像盐粒一样的东西就是 SAP,主要成分是聚丙烯酸钠。
聚丙烯酸钠由无数个重复单元构成弯曲缠绕的长链,拥有超强吸水能力的关键,是这个具有亲水性的羧酸钠基团。
当水进入,基团解离成带负电的羧酸根离子(-COO⁻)和带正电的钠离子(Na⁺)。由于羧酸根负离子相互排斥,弯曲链伸展,与水分子中的氢原子形成氢键。
水被束缚在网状结构里,运动受到限制,不容易逸出,导致树脂形成凝胶状态,体积随之膨胀。
吸多少呢?SAP 相当于半透膜,能够吸收数百倍于自身质量的水,而对于含有尿素、无机盐等物质的尿液,它大概能吸收 30~60 倍。
光有锁水的材料并不够,率先鼓起的凝胶容易引发堵塞,阻挡更多液体继续渗透,因此需要绒毛浆充当疏散通道,二者均匀混合辅助尿液向内扩散。SAP 通常占 70%,绒毛浆占 30%。
这里已经是尿的尽头,聚乙烯薄膜背层会挡下试图越狱的液滴,小于 0.02 微米的孔径只允许散热透气。
那么,怎样才算得上吸水翘楚?
依照国家标准,纸尿裤需要进行斜坡测试,固定在 30° 倾斜面板上,注入 60 ml 人工尿液,收集末端滑渗的液体,测量滑渗量。以及压力测试,测量回渗量和渗漏量。
在国家纸制品质量监督检验中心的实际检测中,19 款纸尿裤只有一款滑渗量不达标,数值越低意味着纸尿裤越锁水。
此外,穿得舒服才能尿得更放心,高端纸尿裤通常会使用更柔软的面料和优质的吸水树脂。不过,再高端的纸尿裤吸水后也可能会鼓起,俗称起坨,过分增加吸水树脂用量反而会让它变硬。
而那些价格低廉的纸尿裤,不仅兜不住一泡尿,还可能是用回收来的下脚料回炉再造。