Un artículo sobre nuevos materiales

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La resina superabsorbente (SAR en inglés) o polímero superabsorbente (SAP en inglés) es un polímero absorbente e hinchable de agua con fuertes grupos hidrófilos como los grupos carboxilo y cierto grado de entrecruzamiento. En comparación con los materiales tradicionales que absorben agua, como esponjas, celulosa y gel de sílice, es insoluble en agua y disolventes orgánicos, pero tiene propiedades únicas de absorción y retención de agua y tiene las ventajas de los materiales poliméricos. La resina súper absorbente tiene una alta absorción de agua, que puede alcanzar más de 1000 veces su propio peso. Tiene una fuerte retención de agua y no es fácil perder agua incluso en condiciones de calor y presión. Tiene buena estabilidad a la luz, el calor, los ácidos y los álcalis. y buena biodegradabilidad.

El desarrollo e investigación de resinas superabsorbentes sólo tiene una historia de varias décadas. Es un material polimérico funcional típico y tiene las características básicas de los compuestos poliméricos generales. Puede absorber y mantener cientos o incluso miles de veces de su propia agua o decenas de veces de agua salada. Puede retener y almacenar agua, y es difícil separarla incluso si está presurizada. Esto se debe a que su estructura molecular contiene una gran cantidad de grupos químicos altamente hidrófilos. Estos grupos químicos pueden formar varias estructuras complejas correspondientes, lo que confiere al material buenas propiedades de alta absorción y alta retención de agua.

La resina superabsorbente tiene una fuerte afinidad con el agua, lo que la hace ampliamente utilizada en productos de higiene personal. También muestra amplias perspectivas en agricultura, construcción civil, materiales de conservación, transformación ambiental, etc. Como pañales para bebés, pañales para incontinencia para personas mayores, toallas sanitarias femeninas, etc. , la demanda de este campo en los países en desarrollo continúa aumentando y los países han ampliado la producción y aumentado la investigación y el desarrollo. Las resinas superabsorbentes también se investigan y utilizan ampliamente como agentes impermeabilizantes, reguladores de humedad, dispositivos giratorios de gel, portadores de enzimas activas y nieve artificial para cables de comunicación. La aplicación de resina superabsorbente en jardines agrícolas también muestra perspectivas alentadoras, lo que resulta beneficioso para el riego que ahorra agua, reduce la mortalidad de las plantas, mejora la fertilidad del suelo y la retención de agua y aumenta la tasa de germinación de los cultivos. La aplicación de resina superabsorbente en el control del desierto tiene beneficios sociales inconmensurables. Se puede observar que un mayor desarrollo de la resina superabsorbente sigue siendo de gran importancia.

1. Situación en el extranjero

La investigación y el desarrollo de resinas superabsorbentes comenzaron a finales de los años 60. 65438-0966, Fan-ta del Instituto de Investigación del Norte del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos estudió el injerto de almidón de acrilonitrilo y comenzó el desarrollo de una resina súper absorbente. Fanta et al. propusieron en el artículo que la resina absorbente de agua de los derivados del almidón tiene una excelente capacidad de absorción de agua. El gel hinchado que se forma después de absorber agua tiene una fuerte retención de agua e incluso tiene efectos higroscópicos y deshumidificadores, incluso bajo presión. Las propiedades de absorción de agua de estos materiales son mejores que las de los materiales poliméricos anteriores. Inicialmente, la resina fue industrializada con éxito por Henkel Company con el nombre comercial SGP (polímero de injerto de almidón). En 1971, una empresa procesadora de cereales utilizó nitrato de cerio como iniciador para injertar acrilonitrilo en almidón o celulosa para sintetizar una resina superabsorbente. Durante este período, empresas como Hercules, National Starch, American General Mills Chemical, Sumitomo Chemical de Japón, Kawanite, Sanyo Chemical Industry y otras empresas han desarrollado con éxito resinas superabsorbentes. Alemania, Francia y otros países de todo el mundo también han invertido en el. Preparación y producción de resinas superabsorbentes. Se han realizado extensas investigaciones sobre el rendimiento y la aplicación, y se han logrado muchos resultados. Entre ellos, Estados Unidos y Japón han logrado los mejores resultados. Desde entonces, la investigación, producción y aplicación de SAP extranjero se han desarrollado a un ritmo alarmante. Japón ha logrado la producción industrializada de SAP.

La producción y el consumo de resinas superabsorbentes están creciendo rápidamente. En 1980, la capacidad de producción mundial de resinas superabsorbentes era de aproximadamente 5 kt/a, que aumentó a 207 kt/a en 1990 y se disparó a 1292 kt/a en 1999. Actualmente, el mayor fabricante de SAP del mundo es Catalyst Chemical Company de Japón, seguida por Stockhausen Company de Deggusa/Huels Group, y en tercer lugar está Chemdal Company, una filial de propiedad absoluta de Amcol Company de Estados Unidos. La capacidad de producción combinada de estas tres empresas representa aproximadamente el 47,2% de la capacidad de producción global total. Los principales fabricantes de resinas superabsorbentes en Europa incluyen las francesas Atofina y SNF·Floge, las belgas BASF y Japan Co., Ltd., las alemanas BASF, Stockhausen y Dow Chemical, y la zeolita industrial británica.

Estados Unidos es el mayor consumidor mundial de resina superabsorbente, con un consumo de aproximadamente 280 kt, lo que representa aproximadamente el 35,0% del consumo total mundial. El consumo de resina superabsorbente en Europa es de unas 200 kt, lo que representa el 25,0% del consumo total. El consumo de resina superabsorbente en Japón es de aproximadamente 80 kt, lo que representa el 10,0% del consumo total mundial. El consumo en otras regiones representa alrededor del 30,0%. Se prevé que el consumo mundial de resina superabsorbente alcanzará entre 1.000 y 1.100 kt en 2005, con una tasa de crecimiento anual media de 3,8 a 5,5.

Con la diversificación de sus productos y la mejora de su rendimiento, los campos de aplicación de la resina superabsorbente también seguirán expandiéndose. Desde 65438 hasta 0973, la empresa estadounidense UCC comenzó a aplicar resina superabsorbente a la agricultura y luego se expandió a los campos de retención de agua en el suelo, cultivo y transporte de plántulas, agricultura, silvicultura y mejoramiento hortícola. Posteriormente, Japón, Francia y otros también llevaron a cabo investigaciones sobre la aplicación de resinas absorbentes de agua. Hoy en día, la resina superabsorbente se ha utilizado ampliamente en agricultura, silvicultura, horticultura, atención médica, materiales de construcción, industria petrolera, industria alimentaria, industria de artículos de primera necesidad, materiales de inteligencia artificial y otros campos.

2 Situación interna

El trabajo de investigación sobre resinas superabsorbentes en mi país comenzó relativamente tarde, a principios de los años 1980. En comparación con países extranjeros, la investigación, el desarrollo y la aplicación de resinas superabsorbentes en mi país son relativamente lentos. En 2004, la capacidad de producción de resina superabsorbente de mi país era sólo de aproximadamente 30 kt/a. Había casi 30 fabricantes, pero todos eran de pequeña escala, y sólo 7 tenían una capacidad de producción de más de 1 kt.

Hay más de 30 unidades en China dedicadas a la investigación de resinas superabsorbentes. Por ejemplo, Universidad de Shanghai, Instituto de Tecnología Petroquímica de Jilin, Instituto de Química, Academia de Ciencias de China, Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia de Ciencias de China, Instituto de Química de Guangzhou, Universidad de Tianjin, Universidad de Tecnología Química de Beijing, Escuela de Ingeniería Química , Universidad Tecnológica de Guangdong, etc. , la mayor parte del trabajo en estas unidades se centra en la síntesis de resinas base agua. En términos de aplicación, Jilin, Heilongjiang, Xinjiang, Henan y otras provincias han logrado resultados gratificantes en la aplicación de resina superabsorbente a la producción agrícola. En la actualidad, la mayor parte del trabajo de investigación sobre resinas superabsorbentes en mi país todavía se encuentra en la etapa de laboratorio y algunos han sido transferidos a la etapa piloto. Sin embargo, pocos se han industrializado y dependen principalmente de las importaciones.

En la actualidad, la mayoría de las resinas superabsorbentes nacionales son productos importados y el precio de importación es de 15.000 a 18.000 yuanes/t. El coste de producción de la resina superabsorbente nacional es de 12.000 a 15.000 yuanes/t. y el precio de venta es de 1,8-2,2 yuanes. Diez mil yuanes/t, se espera que la demanda interna de resina súper absorbente alcance los 100 kt para el año 2065438

En China, el consumo de resina absorbente de agua es principalmente en base a la aplicación de productos sanitarios. En el futuro, los materiales sanitarios seguirán siendo la aplicación principal de resinas absorbentes de agua en mi país y su demanda seguirá aumentando. Debido a la escasez de recursos hídricos en nuestro país, la severa erosión del suelo y la creciente expansión de tierras desertificadas y nuestro país se encuentra en la etapa de desarrollo acelerado de industrialización y urbanización, la industria del césped urbano y la industria de las flores tendrán un gran margen de desarrollo; . Como acondicionador del suelo, agente retenedor de agua y fertilizantes y agente de recubrimiento para trasplantes de plántulas, la resina absorbente de agua desempeñará un papel importante en la agricultura, la silvicultura, el paisajismo, la transformación del desierto, etc. Los expertos creen que después de siete u ocho años de arduo trabajo, la resina absorbente de agua como agente de retención de agua puede convertirse en uno de los productos químicos agrícolas más populares entre los agricultores después de los fertilizantes químicos, los pesticidas y las películas de mantillo, y las perspectivas del mercado son muy amplias. .

La resina superabsorbente es un nuevo material en rápido desarrollo con un enorme potencial de mercado en China. Con la profundización de la investigación sobre agentes retenedores de agua, se han logrado grandes avances en la investigación de agentes retenedores de agua multifuncionales que son tolerantes a la sal, retienen agua y retienen fertilizantes, sin embargo, la producción y aplicación de agua. -Los agentes retenedores en mi país van a la zaga de los países desarrollados y necesitan urgentemente un rápido desarrollo. China tiene un vasto territorio, ricos recursos naturales y una grave desertificación del suelo. El potencial de aplicación de SAP en la agricultura es enorme. Fortalecer la investigación de SAP sobre la función de los fertilizantes de liberación lenta, ecológicos y respetuosos con el medio ambiente, resistentes a la sequía y que contienen humedad, establecer un sistema tecnológico completo resistente a la sequía química y de ahorro de agua con el nuevo SAP multifuncional como núcleo y llevar a cabo grandes La demostración y promoción a gran escala también son el foco de futuras investigaciones. Además, la mayor parte del SAP que se utiliza actualmente en la producción industrial es acrilato, lo que no favorece su aplicación a gran escala debido al alto coste de las materias primas.

Fortalecer la investigación sobre materiales compuestos minerales no metálicos y que retienen agua, simplificando al mismo tiempo el proceso de producción y reduciendo el contenido de humedad de los productos semiacabados después de la polimerización, reduciendo así el tiempo de secado y el consumo de energía de los productos terminados, es de gran importancia para reduciendo el costo de SAP y ampliando el alcance de la aplicación de SAP. Además, debemos aprovechar las ventajas de las materias primas y la demanda del mercado lo antes posible, introducir tecnología extranjera avanzada y confiar en la fuerza de la investigación científica nacional para desarrollar y construir equipos industriales de escala económica para ocupar rápidamente este mercado de alto crecimiento. /bbs/viewthread.php? tid=1769869. fpágina=2