Polímero superabsorvente (SAP)

*Esta página é sobre polímero superabsorvente, pó de lama, poliacrilato de potássio, poliacrilato de sódio, SAP.

Breve introdução

As origens da química dos polímeros superabsorventes remontam ao início da década de 1960, quando o Departamento de Agricultura dos EUA desenvolveu os primeiros materiais poliméricos superabsorventes.

Como material polimérico funcional, o polímero superabsorvente (SAP) tem uma forte capacidade de absorção de água.

Ele pode absorver centenas de vezes o seu peso e reter a água com firmeza.
Após a absorção, o pó SAP (ou grânulo) se transformará em gel de água.

De acordo com os diferentes usos, existem muitos tipos de polímeros superabsorventes.

O que é SAP

Existem dois tipos principais de SAP:

poliacrilato de sódio,
poliacrilato de potássio.

SAP (Polímero Superabsorvente) é um polímero funcional com maior absorção de água e capacidade superior de retenção de água.

Isto :

Absorva bastante água (ou outra solução inorgânica),
Bloqueie a água e
Torne-se em forma de gel de água após a absorção.

O aspecto vantajoso de usar SAP é que ele é:

Não-tóxico,
Não poluente e
Inofensivo em todos os aspectos.

Dicas: A sua propriedade mais benéfica reside no facto de absorver líquidos equivalentes a várias centenas de vezes a sua massa corporal e transformá-los num Gel; é por isso que é capaz de reter ou parar a água.

Como funciona o SAP?

É constituído por um conjunto de cadeias poliméricas paralelas entre si e regularmente ligadas entre si por agentes de reticulação, formando assim uma rede.

Quando a água entra em contato com uma dessas cadeias, ela é atraída para dentro da molécula por osmose. A água migra rapidamente para o interior da rede polimérica onde é armazenada.

Processo de manufatura

Polimerização em solução aquosa

Como a maioria dos monômeros do SAP são solúveis em água, o SAP pode ser produzido por polimerização em solução usando água como solvente. Mais de 90% da capacidade de produção mundial utiliza este método.

A razão pela qual os raios gama e as microondas não são comumente usados é que eles requerem um recipiente especial e o dispositivo gerador de radiação apresenta muitos inconvenientes na operação. Embora seja relatado que os raios gama têm uma alta taxa de iniciação, eles não têm a vantagem de serem populares no campo da produção civil devido ao equipamento caro e ao perigoso vazamento de radiação. Os produtos induzidos termicamente geralmente ficam amarelos, têm uma alta taxa de monômero residual e não são polimerizados uniformemente, portanto não são adequados para a fabricação de produtos de alto desempenho.

Vantagem

O método de polimerização em solução aquosa tem as vantagens de baixo custo, baixos requisitos de equipamento, baixo investimento, processo simples, alta eficiência de produção, operação segura, sistema puro, estrutura de reticulação uniforme, etc.

Desvantagem

Aumente os processos de secagem, pulverização e peneiramento, longas linhas de produção de produtos, distribuição desigual do tamanho das partículas após a trituração do produto, etc.

Processo de produção

A iniciação do iniciador pode facilmente controlar a taxa de iniciação e ajustar o desempenho de absorção de água, por isso é amplamente utilizada. Utilizando água como solvente, ácido acrílico e monômeros mistos de ácido acrílico e acrilato de sódio parcialmente neutralizados por álcali são preparados por polimerização de reticulação, secagem e esmagamento na presença de um agente de reticulação e um iniciador.

O método de produção não produz substâncias tóxicas e nocivas, e todo o processo pode ser realizado em um ambiente ecologicamente correto.

Polimerização em Suspensão Inversa

A síntese de SAP por polimerização em suspensão de fase reversa é diferente da síntese de SAP a partir de solução aquosa.

Vantagem

Os produtos SAP de polimerização em suspensão inversa possuem rápida taxa de absorção de água, alta capacidade de absorção de água e distribuição uniforme de tamanho de partícula.

O processamento é simples, o produto pode ser obtido apenas por secagem, e o produto frisado pode ser obtido diretamente sem trituração e peneiramento, o que resolve os problemas de transferência de calor e dificuldade de agitação no método de polimerização em solução aquosa.

Desvantagem

A desvantagem deste método é que os requisitos de material do equipamento principal são elevados, o investimento no equipamento é grande e, como o solvente orgânico é utilizado no processo de produção, é necessário um dispositivo de recuperação de solvente, que é propenso à poluição.

Além disso, o método de polimerização em suspensão de fase reversa só pode realizar produção intermitente, a taxa de utilização do equipamento é baixa e a eficiência de produção é baixa.

Processo de produção

O processo de síntese é que o solvente orgânico é usado como meio de dispersão como fase oleosa, e a solução aquosa mista de acrilato de sódio e ácido acrílico parcialmente neutralizado por álcali é usada como fase aquosa, que é dispersa em meio de fase oleosa na forma de gotículas, e formado sob a ação de suspensão de dispersante e agitação. Uma dispersão estável de gotículas de água em óleo, ou seja, uma suspensão de água em óleo, onde o iniciador e o agente de reticulação são dissolvidos nas gotículas de fase aquosa para realizar o processo de polimerização.

Após a reação de polimerização, o solvente orgânico na fase oleosa precisa ser removido por destilação sob pressão reduzida e, em seguida, o gel é seco para obter o produto SAP.

Lista de fabricantes da SAP

O consumo global de polímero superabsorvente é composto por produtos de higiene que representam 92% (incluindo fraldas para bebés que representam 78%, pensos para incontinência para adultos que representam 10%, absorventes higiénicos femininos que representam 4%), agricultura que representa 4%. , a indústria da construção respondendo por 1% e outras áreas representando 3%.

Empresa	Produto principal
SAPGEL	SAP básico de potássio e SAP básico de sódio)
Polímero M2	SAP para tratamento de esgoto
Evonik	SAP básico de sódio
Santos	SAP básico de sódio
sanyo-químico	SAP básico de sódio
Sumitomo	SAP básico de sódio
BASF SE	SAP básico de sódio
shokubai	SAP básico de sódio
LG Química	SAP básico de sódio
Grupo Formosa Plásticos	SAP básico de sódio

Grau de qualidade

As principais composições do SAP são poliacrilato de sódio ou poliacrilato de potássio.

As notas do SAP são as seguintes,

SAP aprimorado
- SAP à base de amido - O SAP do tipo biodegradável;
- SAP à base de minerais (para plantas) - Disponível no solo há anos;
- SAP com catalisador melhorado - Alta capacidade de expansão (para bloqueio de água no cabo);
- Cátion tipo SAP - aditivo para concreto.
SAP comum
- Poliacrilato de potássio – utilizado principalmente na agricultura como agente de retenção de água;
- Poliacrilato de sódio - amplamente utilizado na produção industrial, como fraldas de papel, absorventes higiênicos, bolsas de gelo, purificadores de ar, borracha expansível, etc.
SAP com defeito
- SAP Reciclado: o SAP foi utilizado e reciclado;
- SAP queimado: o SAP foi produzido em temperatura excessiva.

Usos do SAP

Para plantas

O polímero superabsorvente, também conhecido como SAP, hidrogel, polímeros absorventes, géis absorventes, agente de retenção de água, superslurpers, gel de água, é um novo tipo de material polimérico macromolecular sintético absorvente de água. Tem um potencial de absorção de água de até 100.000% do seu peso em um curto período por osmose e forma grânulos no solo para melhorar as propriedades do solo. Os SAPs são geralmente materiais higroscópicos semelhantes ao açúcar branco que incham na água para formar um gel transparente feito de partículas individuais separadas e podem reter a umidade mesmo sob pressão, sem risco de conflagração ou ruptura/detonação.

Os polímeros superabsorventes usados na agricultura são preparados principalmente a partir de ácidos acrílicos e um agente de reticulação como o potássio por polimerização em solução ou suspensão. O polímero assim formado é denominado poliacrilato cuja capacidade de inchamento e módulo de gel dependem grandemente da quantidade e tipo de reticulador utilizado. Os poliacrilatos não são tóxicos, não irritantes e não corrosivos e foram testados para serem biodegradáveis com uma taxa de degradação de 10% a 15% ao ano. Eles demonstram alto potencial de absorção de água e podem liberar livremente 95% da mesma sob pressão de sucção pelas raízes das plantas.

Indicadores importantes

Capacidade de absorção no solo;
Tamanho granular;
A resistência à fotólise;
Período de validade.

Benefícios

As três condições mais comuns do solo que prejudicam o crescimento das plantas e o rendimento das culturas são a baixa capacidade de retenção de água, a alta taxa de evapotranspiração e a lixiviação da umidade do solo. Além destes, factores como condições de seca imprevistas, degradação e salinização, utilização excessiva de fertilizantes e pesticidas sintéticos e práticas inadequadas de irrigação afectam gravemente o solo e as plantas, causando frequentemente danos permanentes também à biota do solo.

Características desejáveis

Alta capacidade de absorção em condições salinas e de água dura.
Absorção otimizada sob carga (AUL).
Menor teor solúvel e monômero residual.
Preço baixo.
Alta durabilidade e estabilidade no ambiente de expansão e durante o armazenamento.
Biodegradabilidade gradual sem formação de espécies tóxicas.
Neutralidade do pH após inchaço em água.
Fotoestabilidade.
Capacidade de reumedecimento.
A tecnologia agrícola de hidrogel, como é popularmente chamada, apresenta as seguintes vantagens.
Melhora a qualidade do solo, preserva a água e resiste ao estresse hídrico.
Aumenta a germinação das sementes e o desenvolvimento das mudas, levando a um melhor sucesso na fazenda.
Do ponto de vista ambiental, é não poluente e biodegradável, auxilia na redução da frequência de irrigação e do consumo de água, além de criar um processo cíclico simples para fornecer água diretamente às raízes e evitar a compactação do solo.
Na agricultura e na agrossilvicultura, os SAPs atuam como microreservatórios de água nas raízes das plantas. Eles absorvem água natural e fornecida 400.500 vezes o seu próprio peso e a liberam lentamente devido ao mecanismo de sucção capilar da raiz, evitando assim a perda de água no solo por lixiviação e evaporação.
Os SAPs formam um processo cíclico consistente de absorção e liberação de água; a água assim liberada pode fornecer umidade ideal para rápida germinação e maturação das mudas. Assim, reduz em diversas vezes a mortalidade de mudas nos viveiros.
Em regiões frias, a morte durante a germinação e maturação é comum devido ao congelamento da umidade no & ao redor do tecido radicular da planta. A umidade absorvida nos hidrogéis não congela e facilita o acesso às plantas. Também regula a temperatura de crescimento das mudas evitando a morte por congelamento.
Os SAPs podem ajudar a poupar água e mão-de-obra ao reduzir a frequência de irrigação, ajudar a superar as condições de seca e actuar como condicionadores do solo, prevenir a lixiviação em solos arenosos, escoamentos em campos montanhosos e inclinados, melhorar a eficiência da virescência e restaurar a biota do solo.
Os SAPs podem reduzir o uso excessivo de fertilizantes e pesticidas nos campos. Os produtos químicos assim absorvidos com a água são liberados lentamente, prolongando assim a vida operacional e a eficácia de absorção pelos sistemas radiculares.
SAPs atuam como floculantes da matéria do solo. Eles ligam firmemente o solo solto, formando margas que podem ajudar a melhorar o travamento das raízes. Simultaneamente, o mecanismo repetido de absorção e liberação evita a supercompactação dos minerais do solo e fornece espaço para aeração e desenvolvimento do edaphon do solo.
Tem uma ampla área de aplicação que vai desde agricultura, silvicultura, plantio industrial, jardinagem municipal, manejo de secas, conservação de água. Ajuda a reduzir a erosão do solo por escoamento superficial, lixiviação de fertilizantes e pesticidas para as águas subterrâneas, reduzindo o custo de água e irrigação, e taxa de sucesso no crescimento e altos rendimentos das culturas.

Para produtos de higiene

Com suas incríveis propriedades de absorção e travamento de líquidos, ele encontrou aplicações muito úteis em produtos propensos à umidade, como:

Fraldas,
absorventes higiênicos,
Almofadas de enfermagem e
Almofadas para animais de estimação.

Indicador importante como segue,

Indicadores	Observação
taxa absorvente	Afeta a taxa de absorção de urina das fraldas.
permeabilidade a líquidos	Ajuda as fraldas a absorver a urina de forma rápida e eficaz. uniformemente.
absorção em NaCl 0,9%	Afeta a capacidade de absorção de urina das fraldas.
absorção sob pressão	Afeta a capacidade de absorção de urina das fraldas (sob pressão).
capacidade de retenção após centrifugação	Afeta a capacidade de absorção de urina das fraldas (enquanto foram trocadas).

Fraldas para bebês

As fraldas para bebês consistem em três designs básicos: uma camada superior porosa, uma camada central absorvente e uma camada inferior à prova de vazamentos. A camada central absorvente de água contém resina superabsorvente.

As fraldas para bebês têm os seguintes requisitos para SAP:

boa absorção de água,
Absorve a capacidade do bebê de absorver urina após várias micções,
Sob a ação da força de cisalhamento gerada pelo movimento do corpo do bebê, ele permanece livre de respingos e tem capacidade contínua de absorção de urina.

Fraldas para adultos

A maioria dos usuários de materiais para incontinência para adultos são adultos ou idosos paralisados, incontinentes ou incapacitados devido a diversas lesões e doenças, e um pequeno número são consumidores que precisam utilizá-los devido ao incômodo de trabalhar por muito tempo, principalmente em forma de fraldas.

A estrutura das fraldas para adultos é dividida principalmente em 4 camadas, da camada superior à camada inferior estão o material de cobertura da camada superficial, a camada de transferência de difusão coletora de líquido, o núcleo absorvente de líquido e o material da camada posterior, além da perna protetor, material elástico e adesivo hot melt, etc.

Entre eles, o núcleo absorvente é a principal camada funcional do material para incontinência de adultos, que é composto principalmente de polpa fofa e resina superabsorvente granular.

Absorventes higiênicos

O líquido que os absorventes higiênicos devem absorver é mais complexo, uma mistura mais viscosa de água, sal e células.

Como as células são muito grandes, é difícil para o polímero superabsorvente absorvê-las na estrutura da rede. Portanto, os surfactantes são frequentemente aplicados à superfície das partículas de polímero superabsorvente para melhorar a dispersibilidade no sangue.

Melhorar o SAP em produtos de higiene

Atualmente, a pesquisa em SAP concentra-se principalmente em: reduzir custos, melhorar a resistência do gel após a absorção de água, melhorar a resistência ao sal polimérico.

melhorando a força do gel após a absorção de água

Para melhorar a resistência do hidrogel após a absorção de água, a reticulação superficial é realizada principalmente após o tratamento para reduzir o conteúdo de partes solúveis em água. Os cientistas Lind e Smith trataram resinas acrílicas com uma mistura de surfactantes e aditivos de olefina para reduzir o conteúdo residual de monômero para 50 mg/kg.

melhorando a resistência ao sal do polímero

Em termos de melhoria da resistência ao sal do polímero, o método de mistura de SAP e resina de troca iônica é adotado, e as características de troca iônica da resina de troca iônica são usadas para reduzir a concentração de íons da solução aquosa, melhorando assim a absorção de água do SAP para a solução salina. O complexo de SAP e o hidrogel inorgânico é baseado na boa tolerância ao sal do hidrogel inorgânico, e a combinação de SAP aniônico e hidrogel inorgânico para formar um complexo de gel é benéfica para melhorar a tolerância ao sal do SAP.

Para diversos produtos industriais

A cada dia que passa, o SAP está sendo empregado em cada vez mais indústrias e aplicações devido à sua crescente popularidade e eficiência na dissuasão de água.

Algumas aplicações como segue,

Para impermeabilização de cabos

SAP é um produto muito cobiçado no que diz respeito à fabricação de fitas e pomadas impermeáveis para todos os tipos de cabos; inclusive, os cabos de fibra óptica usam SAP. A extensão e a velocidade de absorção são bastante elevadas, assim como a taxa de inflação global e o seu quantum de inflação ao encontrar água.

Indicador importante como segue,

Altura de expansão;
Tamanho granulado.

Em sacos de gelo

A água doce é direcionada às camadas individuais das bolsas de gelo para ativá-las; O Polímero Superabsorvente começa instantaneamente a absorver a água e a convertê-la em Gel, colocando-os sob água doce da torneira; em cerca de 20 minutos, ele absorve água suficiente para formar pequenos cubos de gelo em forma de almofada. Eles agora estão prontos para uso, colocando-os no freezer.

Indicador importante como segue,

Tempo de hidratação;
Preço;
Tamanho granulado.

Sacos de areia infláveis anti-inundação

A SAP possui esta aplicação única em Gestão de Desastres onde é utilizada na preparação de sacos de areia que, ao entrarem em contato com a água, rapidamente a absorvem e se expandem formando uma barreira ao avanço da água. Embora os chamemos de sacos de areia, na verdade eles não contêm areia; são assim chamados porque é assim que são conhecidos tradicionalmente.

Esses sacos de areia sem areia são muito pequenos em tamanho e leves inicialmente, mas absorvem a água para assumir uma forma sólida. São muito mais fáceis de armazenar e transportar e ocupam menos espaço quando não utilizados.

Indicador importante como segue,

Taxa absorvente;
A resistência à fotólise.

Proteção de Concreto

Sua permeabilidade é bastante baixa; elimina totalmente o conteúdo de água,
Devido à sua textura fibrosa, pode ser armazenado formando uma barreira vertical,
Por ser um selante eficaz, tem aplicação em itens à base de cimento.

Outras aplicações

É amplamente utilizado em diversas espécies de produtos devido às suas propriedades surpreendentes; alguns deles podem estar listados aqui:

Como aditivo para revestimento funcional em muitas aplicações específicas,
Como aditivo em ambientadores,
Para expandir os requisitos de borracha,
Absorção de águas residuais das indústrias,
Na indústria de mineração para gestão de desastres e infiltrações normais,
Em certos cosméticos.

Devido à sua incrível capacidade de agir sobre a umidade, o SAP (Polímero Superabsorvente) está encontrando novas finalidades para as quais está sendo empregado.

Perguntas frequentes

Pode

O poliacrilato de potássio pode ser reutilizado?

Sim. O poliacrilato de potássio torna-se em forma de gel após absorver água. Após o gel liberar a água para as raízes da planta, ela retornará ao estado granular. O granulado de poliacrilato de potássio pode absorver novamente a água da chuva ou da irrigação.

A vida do poliacrilato de potássio no solo está relacionada ao grau de salinidade do solo e à temperatura local. Geralmente pode atingir vários anos.

O poliacrilato de sódio pode ir pelo ralo?

Sim para gel de poliacrilato de sódio. Ele será lentamente decomposto em água, dióxido de carbono e alguns íons de sódio, o que não causará poluição ambiental.

dica: O pó de poliacrilato de sódio tem uma forte propriedade de inchaço da água. Isso fará com que o banheiro fique bloqueado.

Como

Como é fabricado o poliacrilato de sódio?

Muitas pessoas me perguntam "o poliacrilato de sódio é natural?". Precisamos primeiro conhecer o processo de fabricação do poliacrilato de sódio.

Existem quatro maneiras de produzir poliacrilato de sódio: química do copolímero, polimerização em gel, polimerização em solução e polimerização em suspensão.

Esta é a imagem comum do processo para sua conferência:

Como você pode ver, o poliacrilato de sódio não é um produto natural.

dica: existe um poliacilato de sódio produzido por enxertia de amido. O fabricante afirma que é um "produto natural" como um truque.

Em teoria, o poliacrilato de sódio pode ser aplicado em todas as aplicações que precisam absorver ou reter água. Mas, como mencionado anteriormente, não pode ser utilizado para retenção de água agrícola. Isso será explicado em detalhes posteriormente.

Como usar o poliacrilato de potássio para plantas?

Você pode fazer primeiro o gel de poliacrilato de potássio e depois misturá-lo com o solo.

É

O poliacrilato de potássio é seguro para o meio ambiente (biodegradável)?

Sim. Ao contrário do poliacrilato de sódio, o poliacrilato de potássio pode ser decomposto em água, dióxido de carbono e potássio, o que pode melhorar o solo e aumentar a eficiência dos fertilizantes.

O poliacrilato de sódio é aceitável em alimentos?

Embora a alegação de "poliacrilato de sódio de qualidade alimentar" existe há muitos anos, nenhum fabricante afirmou ser capaz de produzi-lo. Isso pode estar relacionado ao processo de produção.

O poliacrilato de sódio é seguro/bom para a pele?

Embora o poliacrilato de sódio não seja tóxico, existem requisitos extremamente rigorosos sobre parâmetros técnicos especialmente utilizados em produtos de higiene como fraldas, absorventes higiênicos e absorventes de enfermagem.

Como fabricante de produtos de higiene, é necessário consultar a FISPQ (Ficha de Dados de Segurança de Material) do poliacrilato de sódio.

Como cliente de produtos de higiene, procure escolher produtos de marcas conhecidas.

nota: o teor de ácido acrílico é um indicador muito importante. Pode causar alergias cutâneas e erupções cutâneas quando o conteúdo excede o padrão.

O poliacrilato de sódio é seguro para plantas (como fertilizante)?

Embora o preço do poliacrilato de sódio seja muito inferior ao do poliacrilato de potássio, é extravagante usá-lo como agente de retenção de água.

Liste alguns motivos pelos quais você NÃO deve usar poliacrilato de sódio para plantas:

Como agente de retenção de água, o poliacrilato de sódio dificilmente pode absorver a água subterrânea, causando a alta concentração de íons no lixiviado do solo.
O gel de água do poliacrilato de sódio é facilmente derretido e fotodegradado a uma temperatura mais baixa (como 40°C).
O poliacrilato de sódio é decomposto em uma grande quantidade de íons de sódio que não podem ser absorvidos pelas plantas, o que leva ao aumento da salinização do solo.

Nota: diferente de A, B, que é especialmente desenvolvido para agentes retentores de água, resolve efetivamente os três problemas acima.

O poliacrilato de sódio é tóxico para cães/animais/insetos?

A rigor, a resposta só pode ser sim se o poliacrilato de sódio atender ao padrão de qualidade alimentar.

O que

Para que é usado o poliacrilato de potássio?

O poliacrilato de potássio é um tipo de polímero superabsorvente usado na agricultura. Pode melhorar o solo

Misturá-lo no solo pode aumentar muito a capacidade de retenção de água do solo.

Qual é o ponto de fusão?

São 150 ℃.

Além disso, após o poliacrilato de sódio absorver água e se tornar um hidrogel, ele será facilmente derretido e fotodegradado a uma temperatura mais baixa (como 40°C). Esta é uma das razões pelas quais o poliacrilato de sódio não pode ser utilizado como agente de retenção de água na agricultura e silvicultura.

Qual é o valor de Ph?

De modo geral, o poliacrilato de sódio é fracamente ácido porque possui muito pouco resíduo acrílico. (O poliacrilato de sódio é formado pela reação de polimerização de ácido acrílico e hidróxido de sódio.)

Qual é a absorção de água?

Sendo o material de absorção de água mais forte atualmente, o poliacrilato de sódio pode absorver até vários milhares de vezes o seu próprio peso de água pura.

Além disso, o fato de a água ser pura ou não afeta diretamente a absorção do poliacrilato de sódio. Se for adicionado sal à água, a absorção de água será bastante reduzida. A concentração de íons de água no solo é extremamente alta e a absorção de água do poliacrilato de sódio é bastante reduzida - esta é uma das razões pelas quais não é adequado para uso como agente de retenção de água.

Onde

Onde podemos comprar poliacrilato de sódio/poliacrilato de potássio?

Compre poliacrilato de sódio a granel.

Para compras a granel, normalmente, a quantidade mínima de compra do fornecedor é de 500KG.

Uma simples pesquisa no Google descobrirá que os fornecedores profissionais deste produto gostam de Www.Sapgel.com.

Compre poliacrilato de sódio online

Você pode precisar apenas de 500g ou 1kg de poliacrilato de sódio para alguns experimentos científicos.

Então você pode considerar comprá-lo na Amazon.

Onde encontrar/obter poliacrilato de sódio em casa?

Como eu disse, você pode encontrar facilmente poliacrilato de sódio em absorventes higiênicos ou fraldas de papel.

Por que

Por que o poliacrilato de sódio absorve água?/como funciona o poliacrilato de sódio?

Você deve estar se perguntando como funciona o poliacrilato de sódio. Na verdade, todo o processo de absorção de água passou por reações físicas e químicas complexas.

Simplificando, existem cadeias moleculares em rede na estrutura molecular de A. A eletrólise ocorre imediatamente após encontrar a água e se dissocia em íons carregados positiva e negativamente. Os íons carregados positiva e negativamente têm uma forte afinidade com a água. Portanto, possui forte capacidade de absorção e retenção de água.