物料概述

高吸水樹(shù)脂(Super Absorbent Polymer，SAP)，也稱(chēng)為高吸水性聚合物，一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，是以不飽和的烯類(lèi)單體（如丙烯酸、丙烯酰胺等）作為原材料，經(jīng)過(guò)添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑經(jīng)聚合反應(yīng)合成的功能性高分子材料。

SAP有**的吸水性和保水性，一旦吸水膨脹成為水凝膠時(shí)，即使加壓也很難把水份分離出來(lái)。高吸水性樹(shù)脂以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力，廣泛應(yīng)用于生理衛(wèi)生用品，如婦女衛(wèi)生巾、紙尿褲、成人多功能護(hù)理墊、吸水紙、寵物墊等。

高吸水性樹(shù)脂的種類(lèi)

目前，使用較為廣泛的分類(lèi)方式是按原材料來(lái)源分類(lèi)，可分為四大類(lèi)：淀粉類(lèi)、纖維素類(lèi)、合成樹(shù)脂類(lèi)及有機(jī)–無(wú)機(jī)復(fù)合類(lèi)。

1. 淀粉類(lèi)高吸水性樹(shù)脂

淀粉類(lèi)高吸水性樹(shù)脂主要是指以淀粉為骨架，通過(guò)與其它單體接枝共聚形成的一類(lèi)高分子材料，其作為早早就被發(fā)現(xiàn)的高吸水性樹(shù)脂種類(lèi)，一般由天然淀粉改性處理得到。淀粉類(lèi)高吸水性樹(shù)脂常以小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等作為基本原材料，這些原材料在生活中隨處可見(jiàn)，不僅來(lái)源廣泛，且生產(chǎn)成本低，再加上原材料為生物質(zhì)，一般能被微生物降解，因此為環(huán)境友好材料。

2. 纖維素類(lèi)高吸水性樹(shù)脂

天然纖維素分子含有大量親水基團(tuán)，具有剛性平整結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部分布眾多毛細(xì)管，可增大其比表面積，這些特性使得該種材料非常適合做吸水材料。纖維素是天然可再生資源，可持續(xù)利用，具有無(wú)毒、可降解、與環(huán)境相容等優(yōu)點(diǎn)，因此纖維類(lèi)高吸水性樹(shù)脂有著廣闊的應(yīng)用前景。

3. 合成樹(shù)脂類(lèi)高吸水性樹(shù)脂

合成樹(shù)脂類(lèi)高吸水性樹(shù)脂的分子鏈上存在大量親水基團(tuán)以及交聯(lián)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得該種材料能迅速吸水且將水保存在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。石油化工產(chǎn)品給高吸水性樹(shù)脂的生產(chǎn)帶來(lái)了大量原材料，該類(lèi)原材料豐富易得，制備簡(jiǎn)便，如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等。合成類(lèi)高吸水性樹(shù)脂吸水率較高，但易受 pH 值和鹽度影響，吸水后凝膠強(qiáng)度較小，再加上其耐鹽性、生物降解性差，廢棄后易造成環(huán)境污染，極大地阻礙了該類(lèi)吸水材料的使用范圍。

4. 有機(jī) – 無(wú)機(jī)復(fù)合類(lèi)高吸水樹(shù)脂

為了克服淀粉類(lèi)與纖維素類(lèi)高吸水性樹(shù)脂生產(chǎn)工藝復(fù)雜、凝膠強(qiáng)度較低以及合成樹(shù)脂類(lèi)高吸水性樹(shù)脂難回收利用等問(wèn)題，在天然類(lèi)、合成樹(shù)脂類(lèi)樹(shù)脂中引入新的官能團(tuán)或通過(guò)共混等手段來(lái)改善樹(shù)脂的綜合性能，得到可降解、高性能、多功能的復(fù)合類(lèi)高吸水性樹(shù)脂，已成為高吸水性樹(shù)脂的一個(gè)發(fā)展方向。根據(jù)復(fù)合材料種類(lèi)的不同，主要可分為有機(jī)／無(wú)機(jī)復(fù)合高吸水性樹(shù)脂和有機(jī)／有機(jī)復(fù)合高吸水性樹(shù)脂兩大類(lèi)。

高吸水性樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域

吸水樹(shù)脂因?yàn)榫哂?*的保液性，無(wú)毒無(wú)刺激性，和人體皮膚接觸后不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，對(duì)環(huán)境也不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此用途十分廣泛，涵蓋醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等行業(yè)，其中醫(yī)療衛(wèi)生包括冰袋、衛(wèi)生巾等產(chǎn)品，在工業(yè)中有水溶性涂料、增稠劑等工業(yè)用劑，另外在農(nóng)業(yè)上也可以作為蔬菜保鮮材料，保水劑和土壤改良劑。另外大家熟悉的面膜和紙尿褲也都用到了吸水樹(shù)脂中的一類(lèi)——聚丙烯酰胺（PAM）。

高吸水性樹(shù)脂（SAP）下游消費(fèi)中，用于生產(chǎn)嬰兒紙尿片/褲占總消費(fèi)量的70.0%；用于生產(chǎn)成人失禁用品占總消費(fèi)量的17.0%；用于生產(chǎn)女性衛(wèi)生用品占總消費(fèi)量的7.0%；用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)保水劑等其它領(lǐng)域占總消費(fèi)量的6.0%。但隨著世界人口逐步老齡化，未來(lái)成人失禁用品或?qū)⒗瓌?dòng)SAP需求持續(xù)增長(zhǎng)。

高吸水樹(shù)脂的生產(chǎn)方法

高吸水樹(shù)脂常用的生產(chǎn)方式包含溶液聚合和懸浮聚合。

1. 溶液聚合

溶液聚合物以溶液的形式提供粒狀聚合物的吸水性，在用前可以將溶液和密封罐蒸餾。管子上可以涂上大多數(shù)底物，用來(lái)飽和。在特定溫度下干燥一定時(shí)間，結(jié)果是底層附上具有高吸水性的物質(zhì)。溶液聚合現(xiàn)在是高吸水性高分子生產(chǎn)很普通的過(guò)程。這一過(guò)程有效，通常耗費(fèi)較低。溶液過(guò)程采用水基單體來(lái)生產(chǎn)一定量的反應(yīng)聚合膠。聚合的反應(yīng)能（放熱）被用來(lái)驅(qū)動(dòng)這一過(guò)程，來(lái)減少生產(chǎn)成本。反應(yīng)物聚合物膠然后被粉碎，干燥并研磨到末了的粒徑。任何提高高吸水性高分子性能的措施通常在粒徑完成后進(jìn)行。

2. 懸浮聚合

有些公司實(shí)踐了懸浮液過(guò)程，因?yàn)樵诰酆线^(guò)程中，它可以提供較高的生產(chǎn)控制和產(chǎn)品工程水平。這一過(guò)程，將水基反應(yīng)物懸浮在烴基溶液。結(jié)果是懸浮聚合能夠在反應(yīng)器中生成初級(jí)高分子顆粒而不是在反應(yīng)后機(jī)械粉碎。在反應(yīng)階段中或者后也可以進(jìn)行性能增強(qiáng)。

吸水樹(shù)脂：聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝流程介紹

1. 前加堿水解工藝

工藝簡(jiǎn)述

精制丙烯酷胺、輔料和純水按照工藝比例要求加入到配液罐中，混合均勻檢測(cè)合格后向調(diào)制釜中加入-定量的堿(純堿)攪拌均勻，當(dāng)調(diào)制釜內(nèi)料液達(dá)到要求溫度后配料完成。

將配比合格的料液由配液罐打入聚合釜中，向聚合釜中通入氮?dú)馊コ鯕?，向聚合釜加入引發(fā)劑，丙烯疏胺在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成非離子型聚丙烯酷胺膠體。向聚合釜釜壁通入蒸汽進(jìn)行加熱，非離子型聚丙烯酷胺分子中酷胺基在堿性條件下與堿發(fā)生水解反應(yīng)生成羚鈉基。

水解反應(yīng)完成后將陰離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過(guò)造粒機(jī)進(jìn)行切粒，將膠粒送入流化床，在流化床內(nèi)經(jīng)過(guò)熱干空氣的作用下膠體內(nèi)的水分流失，得到含水量一定的固體顆粒，固體顆粒經(jīng)過(guò)研磨機(jī)、篩網(wǎng)的破碎和篩分作用下獲得一定尺寸大小的顆粒，合格顆粒經(jīng)過(guò)包裝機(jī)裝入包裝袋成為成品。顆粒在干燥、破碎、篩分包裝過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵隨系統(tǒng)空氣流向進(jìn)入旋分分離器/脈沖除塵器將粉塵與空氣分離，回收粉塵

2.后加堿水解工藝

工藝簡(jiǎn)述

精制丙烯酷胺、輔料和純水按照工藝比例要求加入到配液罐中，混合均勻檢測(cè)合格后進(jìn)行升降溫，當(dāng)調(diào)制釜內(nèi)料液達(dá)到要求溫度后配料完成。

將配比合格的料液由配液罐打入聚合釜中，向聚合釜中通入氮?dú)馊コ鯕?，向聚合釜加入引發(fā)劑，丙烯酷胺在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成非離子型聚丙烯酷胺膠體

非離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過(guò)預(yù)切割機(jī)進(jìn)行預(yù)切割，預(yù)切割后膠體進(jìn)入水解器中，按照一定比例向水解器中加入堿(純堿/粒堿)加入后將膠體與堿混合均勻，向水解器夾套通入熱水保持一定溫度。水解內(nèi)非離子型聚丙烯酷胺分子中酷胺基在堿性條件下與堿發(fā)生水解反應(yīng)生成羚鈉基

水解反應(yīng)完成后將陰離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過(guò)造粒機(jī)進(jìn)行切粒，將膠粒送入流化床，在流化床內(nèi)經(jīng)過(guò)熱干空氣的作用下膠體內(nèi)的水分流失，得到含水量一定的固體顆粒，固體顆粒經(jīng)過(guò)研磨機(jī)、篩網(wǎng)的破碎和貨分作用下獲得一定尺寸大小的顆粒，合格顆粒經(jīng)過(guò)包裝機(jī)裝入包裝袋成為成品。顆粒在干燥、破碎、篩分包裝過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒粉塵隨系統(tǒng)空氣流向進(jìn)入旋分分離器/脈沖除塵器將粉塵與空氣分離，回收粉塵。

客戶(hù)案例

吸水樹(shù)脂的主要生產(chǎn)廠(chǎng)商有德國(guó)贏(yíng)創(chuàng)、巴斯夫、日本觸媒、三大雅、住友、韓國(guó)LG、NA工業(yè)、萬(wàn)華化學(xué)、臺(tái)塑、諾爾集團(tuán)、衛(wèi)星石化等。偉良與三大雅，臺(tái)朔，以及萬(wàn)*，博*，韓*等多家公司合作，在吸水樹(shù)脂篩分過(guò)程中扮演重要角色，提供的圓形搖擺篩系列給客戶(hù)帶來(lái)不一樣的SAP篩分效果。

干燥后的SAP之前通常使用的是振動(dòng)篩進(jìn)行篩分分級(jí)，但是一直存在產(chǎn)量低的問(wèn)題。而搖擺篩：高精度大產(chǎn)量，很好的解決了SAP的篩分難題，成為客戶(hù)的選擇。

l篩分物料：吸水樹(shù)脂SAP（也稱(chēng)為高吸水性聚合物）

l篩分機(jī)型：YBS圓形搖擺篩

l篩分挑戰(zhàn)：物料比重輕、黏性大、易團(tuán)聚、帶靜電