1.Introducción

El polímero superabsorbente (SAP) es un material polimérico funcional con una capacidad de absorción y retención de agua extremadamente fuerte. Puede absorber cientos o incluso miles de veces su propio peso en agua y no se libera fácilmente bajo presión. Desde su desarrollo por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en la década de 1960, el SAP se ha aplicado ampliamente en campos como productos de higiene, agricultura, atención médica e industria. Este artículo explorará en profundidad las características, el proceso de producción, las principales aplicaciones y las tendencias de desarrollo futuro del SAP.

2.Características de SAP

Las características principales de SAP incluyen:

Ultra-alta absorción de agua: Puede absorber agua pura hasta 500 a 1000 veces su propio peso y solución salina fisiológica (0.9% NaCl) aproximadamente 50 veces.

Fuerte retención de agua: Forma un gel después de absorber agua y puede retener la humedad incluso bajo condiciones de presión (como los pañales).

Biocompatibilidad: Algunos SAP de grado médico pueden entrar en contacto de manera segura con los tejidos humanos.

Sensibilidad al pH: Algunos SAP modificados pueden responder a cambios en los valores de pH ambiental y se utilizan para la liberación sostenida de medicamentos.

Composición química

Los principales materiales primas de SAP incluyen:

Poliacrilato de sodio: El tipo más común, que representa más del 90% de la producción mundial de SAP.

Almidón acrilato injertado: Biodegradable, adecuado para campos de protección ambiental.

SAP a base de alcohol polivinílico (PVA): Para escenarios industriales especiales.

3.El proceso de producción de SAP

La producción industrial de SAP adopta principalmente el método de polimerización en solución o el método de polimerización en suspensión inversa. Los pasos clave son los siguientes:

Mezcla de monómeros: El ácido acrílico (AA) se neutraliza con hidróxido de sodio para formar acrilato de sodio.

Reacción de polimerización: Agregue un agente de entrecruzamiento (como N,N' -diacrilamida de metileno) y un iniciador (como persulfato de potasio), y polimerice a 50 a 80 grados Celsius.

Secado y trituración: El producto se seca y luego se tritura en partículas, con tamaños de partículas que generalmente oscilan entre 100 y 800 micrones.

Superficie de entrecruzamiento: Mejora la resistencia del gel a través de un entrecruzamiento secundario (para productos de higiene de alta gama).

4.Principales aplicaciones de SAP

4-1. Productos de higiene (el mercado de aplicación más grande)

Pañales para bebés: SAP reemplaza la pulpa de fluff tradicional, haciendo que el producto sea más delgado y ligero y tenga una mayor capacidad de absorción de líquidos.

Productos de incontinencia para adultos: En respuesta a las demandas de una sociedad envejecida, el mercado está creciendo rápidamente.

Compresas femeninas: Mejora la comodidad y el rendimiento a prueba de fugas.

4-2. Agricultura

Agente retentor de agua en el suelo: En áreas áridas, reduce la frecuencia de riego al plantar y aumenta la tasa de supervivencia de los cultivos.

Recubrimiento de semillas: Proporciona humedad continua para la germinación de semillas.

4-3. Campo médico

Apósitos médicos: Absorber exudado de feridas e promover a cicatrização.

Transportadores de liberación sostenida de fármacos: Controlar la tasa de liberación de fármacos en el cuerpo.

4-4. Usos industriales

Impermeabilización de cables: Una manguera bloqueadora de agua utilizada para cables ópticos y cables.

Tratamiento de aguas residuales: Adsorber iones de metales pesados o contaminantes orgánicos.

5. Situación actual del mercado y tendencias de desarrollo

Tamaño del mercado

El tamaño del mercado global de SAP fue de aproximadamente 12 mil millones de dólares estadounidenses en 2023 y se espera que supere los 18 mil millones de dólares estadounidenses para 2030 (CAGR 5.8%).

Productores principales: BASF, Nippon Shokubai, Evonik, Satellite Chemical (China).

Tendencia tecnológica

SAP de base biológica: Utilizando almidón y celulosa como materias primas, reduce la dependencia del ácido acrílico de origen petrolero.

Alto rendimiento de costo SAP: Los mercados emergentes (como India y África) impulsan la demanda de productos de bajo costo.

Modificación funcional: Desarrollo de productos de alta gama como SAP antibacteriano y SAP sensible al pH.

Desafío

Problema ambiental: El ácido poliacrílico tradicional (SAP) es difícil de degradar, y es necesario desarrollar alternativas reciclables o biodegradables.

Fluctuaciones en las materias primas: El precio del ácido acrílico está significativamente influenciado por el mercado del petróleo crudo.

6.Conclusión

SAP, como un material funcional revolucionario, desempeña un papel insustituible en los campos del bienestar de las personas y la industria. En el futuro, con regulaciones ambientales más estrictas e innovación tecnológica, SAP degradable y SAP especial de alto rendimiento se convertirán en las fuerzas impulsoras clave para el crecimiento de la industria. Las empresas necesitan prestar atención a las demandas del desarrollo sostenible y optimizar los procesos de producción para aprovechar las oportunidades en los mercados emergentes.