História da química super absorvente do polímero

April 15, 2021

Até a década de 1980, os materiais absorventes de água eram produtos celulósicos ou à base de fibras. As escolhas foram papel de tecido, algodão, esponja e polpa macia. A capacidade de retenção de água desses tipos de materiais é de apenas 20 vezes o seu peso – no máximo.

No início da década de 1960, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) estava realizando trabalhos sobre materiais para melhorar a conservação da água nos solos. Eles desenvolveram uma resina baseada no enxerto de polímero de acrilonitrilo na espinha dorsal das moléculas de amido (ou seja, enxerto de amido). O produto hidrolisado da hidrólise deste co-polímero de amido-acrilonitrilo deu absorção de água superior a 400 vezes seu peso. Além disso, o gel não liberou água líquida da maneira que os absorventes à base de fibras. O polímero passou a ser conhecido como "Super Slurper". O USDA deu o know-how técnico a várias empresas dos EUA para o desenvolvimento da tecnologia básica. Uma ampla gama de combinações de grade foi tentada incluindo trabalho com ácido acrílico, acrilamida e álcool polivinil (PVA).

Desde que as empresas japonesas foram excluídas pelo USDA, eles iniciaram pesquisas independentes usando amido, carboximetilcelulose (CMC), ácido acrílico, álcool polivinil (PVA) e anidrido isobutileno maleico (IMA).

Os primeiros participantes globais no desenvolvimento da química super-absorvente incluíram Dow Chemical, Hércules, General Mills Chemical, DuPont, National Starch & Chemical, Enka (Akzo), Sanyo Chemical, Sumitomo Chemical, Kao, Nihon Starch e Japan Explain.

No início da década de 1970, o polímero superabsorbente foi usado comercialmente pela primeira vez – não para aplicações de alteração do solo como originalmente previsto – mas para produtos higiênicos descartáveis. Os primeiros mercados de produtos foram guardanapos higiênicos femininos e produtos de incontinência adulta.

Em 1978, Park Davis (d.b.a. Produtos Médicos Profissionais) utilizaram polímeros super absorventes em guardanapos sanitários.

O polímero super absorvente foi usado pela primeira vez na Europa em uma fralda de bebê em 1982, quando Schickendanz e Beghin-Say adicionaram o material ao núcleo absorvente. Pouco depois, a UniCharm introduziu fraldas de bebê super absorventes no Japão, enquanto Proctor & Gamble e Kimberly-Clark nos EUA começaram a usar o material.

O desenvolvimento da tecnologia super absorvente e do desempenho tem sido em grande parte liderado por demandas no segmento de higiene descartável. Avanços no desempenho de absorção permitiram o desenvolvimento da fralda de bebê ultrafina que usa uma fração dos materiais – particularmente polpa fofa – que anteriormente as fraldas descartáveis consumiam.

Ao longo dos anos, a tecnologia progrediu de modo que há pouco se algum polímero super absorvente amido-enxertado usado em produtos higiênicos descartáveis. Esses super absorventes normalmente são homopolímeros acrílicos transligados (geralmente neutralizados por sódio).

Superbsorbents usados em aplicações de alterações de solo tendem a ser copolímeros de acrílamida transligados (geralmente neutralizados de potássio). Além de polímeros super absorventes granulares, a ARCO Chemical desenvolveu uma tecnologia de fibra super absorvente no início da década de 1990. Esta tecnologia foi eventualmente vendida para a Camelot Absorbents. Existem fibras super absorventes disponíveis comercialmente hoje. Embora significativamente mais caras que polímeros granulares, as fibras superabsorbentes oferecem vantagens técnicas em certos mercados de nicho, incluindo envoltório de cabos, dispositivos médicos e embalagens de alimentos.

Ele se mistura com o solo para aumentar a capacidade do solo para reter água (com forma de gel de água que permanece no solo por meses) e disponibilizá-lo para as plantas. Este solo melhorado libera prontamente a umidade, junto com os nutrientes Water-soluble, para plantar raizes na demanda.

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