1.Introdução

Super absorbent Polymer (SAP) é um material polimérico funcional com uma capacidade de absorção e retenção de água extremamente forte. Ele pode absorver centenas ou até milhares de vezes seu próprio peso em água e não é facilmente liberado sob pressão. Desde seu desenvolvimento pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos na década de 1960, o SAP tem sido amplamente aplicado em campos como produtos de higiene, agricultura, saúde e indústria. Este artigo irá explorar profundamente as características, o processo de produção, as principais aplicações e as tendências de desenvolvimento futuro do SAP.

2.Características do SAP

As características principais do SAP incluem:

Ultra-alta absorção de água: Pode absorver água pura até 500 a 1000 vezes seu próprio peso e solução salina fisiológica (0,9% NaCl) cerca de 50 vezes.

Forte retenção de água: Forma um gel após absorver água e pode reter a umidade mesmo sob condições de pressão (como fraldas).

Biocompatibilidade: Alguns SAP de grau médico podem entrar em contato com tecidos humanos de forma segura.

Sensibilidade ao pH: Alguns SAP modificados podem responder a mudanças nos valores de pH ambiental e são usados para liberação sustentada de medicamentos.

Composição química

Os principais materiais-prima do SAP incluem:

Poliacrilato de Sódio: O tipo mais comum, representando mais de 90% da produção global de SAP.

Amido acrilato graftado: Biodegradável, adequado para áreas de proteção ambiental.

SAP à base de álcool polivinílico (PVA): Para cenários industriais especiais.

3.O processo de produção do SAP

A produção industrial de SAP adota principalmente o método de polimerização em solução ou o método de polimerização por suspensão reversa. Os passos chave são os seguintes:

Mistura de monômeros: O ácido acrílico (AA) é neutralizado com hidróxido de sódio para formar acrilato de sódio.

Reação de polimerização: Adicione um agente de reticulação (como N,N' -diacrilamida de metileno) e um iniciador (como persulfato de potássio), e polimerize a 50 a 80 graus Celsius.

Secagem e trituração: O produto é seco e, em seguida, triturado em partículas, com tamanhos de partículas variando tipicamente de 100 a 800 micrômetros.

Superfície de reticulação: Aumentar a resistência do gel através da reticulação secundária (para produtos de higiene de alta qualidade).

4.Principais aplicações do SAP

4-1. Produtos de higiene (o maior mercado de aplicação)

Fraldas para bebês: SAP substitui a polpa de fluff tradicional, tornando o produto mais fino e leve e com uma capacidade de absorção de líquido mais forte.

Produtos de incontinência para adultos: Em resposta às demandas de uma sociedade envelhecida, o mercado está crescendo rapidamente.

Absorventes femininos: Aumentar o conforto e o desempenho à prova de vazamentos.

4-2. Agricultura

Agente retentor de água do solo: Em áreas áridas, reduz a frequência de irrigação ao plantar e aumenta a taxa de sobrevivência das culturas.

Revestimento de sementes: Proporciona umidade contínua para a germinação das sementes.

4-3. Área médica

Curativos médicos: Absorver exsudato de feridas e promover a cicatrização.

Transportadores de liberação sustentada de medicamentos: Controlar a taxa de liberação de medicamentos no corpo.

4-4. Usos industriais

Impermeabilização de cabos: Uma mangueira bloqueadora de água usada para cabos ópticos e cabos.

Tratamento de águas residuais: Adsorver íons de metais pesados ou poluentes orgânicos.

5. Situação Atual do Mercado e Tendências de Desenvolvimento

Tamanho do mercado

O tamanho do mercado global de SAP foi de aproximadamente 12 bilhões de dólares americanos em 2023 e espera-se que exceda 18 bilhões de dólares americanos até 2030 (CAGR 5,8%).

Principais produtores: BASF, Nippon Shokubai, Evonik, Satellite Chemical (China).

Tendência tecnológica

Bio-based SAP: Usando amido e celulose como matérias-primas, reduz a dependência do ácido acrílico à base de petróleo.

Alto custo-benefício SAP: Mercados emergentes (como Índia e África) impulsionam a demanda por produtos de baixo custo.

Modificação funcional: Desenvolvimento de produtos de alta qualidade, como SAP antibacteriano e SAP responsivo ao pH.

Desafio

Questão ambiental: O ácido poliacrílico tradicional (SAP) é difícil de degradar, e é necessário desenvolver alternativas recicláveis ou biodegradáveis.

Flutuações nas matérias-primas: O preço do ácido acrílico é significativamente influenciado pelo mercado de petróleo bruto.

6.Conclusão

SAP, como um material funcional revolucionário, desempenha um papel insubstituível nos campos da vida das pessoas e da indústria. No futuro, com regulamentações ambientais mais rigorosas e inovação tecnológica, SAP degradável e SAP especial de alto desempenho se tornarão as principais forças motrizes para o crescimento da indústria. As empresas precisam prestar atenção às demandas de desenvolvimento sustentável e otimizar os processos de produção para aproveitar as oportunidades nos mercados emergentes.