1. 소개

슈퍼 흡수성 폴리머(SAP)는 매우 강한 수분 흡수 및 유지 능력을 가진 기능성 폴리머 소재입니다. 이 소재는 자신의 무게의 수백 배 또는 수천 배에 해당하는 물을 흡수할 수 있으며 압력 하에서도 쉽게 방출되지 않습니다. 1960년대 미국 농무부에 의해 개발된 이후, SAP는 위생 제품, 농업, 의료 및 산업과 같은 분야에서 널리 적용되고 있습니다. 이 기사는 SAP의 특성, 생산 과정, 주요 응용 및 미래 개발 동향을 깊이 탐구할 것입니다.

2.SAP의 특징

SAP의 핵심 기능은 다음과 같습니다:

초고수분 흡수: 순수한 물을 자신의 무게의 500배에서 1000배까지 흡수할 수 있으며, 생리식염수(0.9% NaCl)는 약 50배 흡수할 수 있습니다.

강한 수분 유지: 물을 흡수한 후 젤을 형성하며 압력 조건(예: 기저귀)에서도 수분을 잠글 수 있습니다.

생체적합성: 일부 의료용 SAP는 인체 조직과 안전하게 접촉할 수 있습니다.

pH 민감도: 일부 수정된 SAP는 환경 pH 값의 변화에 반응할 수 있으며 지속적인 약물 방출에 사용됩니다.

화학 조성

SAP의 주요 원자재는 다음과 같습니다:

나트륨 폴리아크릴레이트: 가장 일반적인 유형으로, 전 세계 SAP 생산의 90% 이상을 차지합니다.

전분 접합 아크릴레이트: 생분해성, 환경 보호 분야에 적합.

폴리비닐알코올(PVA) 기반 SAP: 특별한 산업 시나리오를 위한.

3.SAP의 생산 과정

SAP의 산업 생산은 주로 용액 중합 방법 또는 역 현탁 중합 방법을 채택합니다. 주요 단계는 다음과 같습니다:

모노머 혼합: 아크릴산(AA)은 수산화나트륨과 중화되어 아크릴레이트 나트륨을 형성합니다.

중합 반응: 가교제를 추가합니다 (예: N,N' -메틸렌 디아크릴아미드) 및 개시제를 추가합니다 (예: 과황산칼륨) 그리고 50도에서 80도 섭씨에서 중합합니다.

건조 및 분쇄: 제품은 건조된 후 입자로 분쇄되며, 입자 크기는 일반적으로 100에서 800 마이크론 사이입니다.

표면 교차 결합: 2차 교차 결합을 통해 젤 강도를 강화합니다(고급 위생 제품용).

4. SAP의 주요 응용 프로그램

4-1.위생 제품 (가장 큰 응용 시장)

아기 기저귀: SAP는 전통적인 솜 펄프를 대체하여 제품을 더 얇고 가볍게 만들며 더 강한 액체 흡수 능력을 갖추고 있습니다.

성인 요실금 제품: 노령 사회의 요구에 대응하여 시장이 빠르게 성장하고 있습니다.

여성용 생리대: 편안함과 누수 방지 성능 향상.

4-2. 농업

토양 수분 보유제: 건조 지역에서 식재 시 관개 빈도를 줄이고 작물의 생존율을 높입니다.

씨앗 코팅: 씨앗 발아를 위한 지속적인 수분을 제공합니다.

4-3. 의료 분야

의료 드레싱: 상처에서 배출물을 흡수하고 치유를 촉진합니다.

약물 지속 방출 매개체: 체내 약물의 방출 속도를 조절합니다.

4-4. 산업 용도

케이블 방수: 광케이블 및 케이블에 사용되는 물 차단 호스.

폐수 처리: 중금속 이온 또는 유기 오염물질을 흡착합니다.

5. 현재 시장 상황 및 발전 추세

시장 규모

글로벌 SAP 시장 규모는 2023년에 약 120억 미국 달러였으며 2030년까지 180억 미국 달러를 초과할 것으로 예상됩니다 (CAGR 5.8%).

주요 생산자: BASF, 일본 쇼쿠바이, 에보닉, 위성 화학 (중국).

기술 트렌드

바이오 기반 SAP: 전분과 셀룰로오스를 원료로 사용하여 석유 기반 아크릴산에 대한 의존도를 줄입니다.

높은 비용 효율성 SAP: 신흥 시장(예: 인도 및 아프리카)이 저비용 제품에 대한 수요를 이끌고 있습니다.

기능 수정: 항균 SAP 및 pH 반응성 SAP와 같은 고급 제품 개발.

도전

환경 문제: 전통적인 폴리아크릴산(SAP)은 분해가 어렵고, 재활용 가능하거나 생분해성 대체품을 개발할 필요가 있습니다.

원자재의 변동: 아크릴산의 가격은 원유 시장의 영향을 크게 받습니다.

6.결론

SAP는 혁신적인 기능성 소재로서, 사람들의 생활과 산업 분야에서 대체할 수 없는 역할을 합니다. 앞으로는 더 엄격한 환경 규제와 기술 혁신에 따라, 분해 가능한 SAP와 고성능 특수 SAP가 산업 성장의 주요 원동력이 될 것입니다. 기업은 지속 가능한 발전의 요구에 주목하고 생산 프로세스를 최적화하여 신흥 시장에서의 기회를 포착해야 합니다.