Superabsorbierende Polymere wurden Ende der 1960er Jahre entwickelt. 1961 pfropfte das Northern Research Institute des US-Landwirtschaftsministeriums erstmals Stärke auf Acrylnitril und stellte so ein HSPAN-Stärke-Acrylnitril-Pfropfcopolymer her, das herkömmliche wasserabsorbierende Materialien übertraf. 1978 übernahm die japanische Sanyo Chemical Co., Ltd. die Führung bei der Verwendung superabsorbierender Polymere für Wegwerfwindeln und erregte damit die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern weltweit. Ende der 1970er Jahre schlug die US-amerikanische UCC Corporation vor, verschiedene Olefinoxidpolymere durch Strahlenbehandlung zu vernetzen und synthetisierte nichtionische superabsorbierende Polymere mit einer 2000-fachen Wasseraufnahmekapazität. Damit eröffnete sie die Möglichkeit zur Synthese nichtionischer superabsorbierender Polymere. 1983 polymerisierte die japanische Sanyo Chemicals Kaliumacrylat in Gegenwart von Dienverbindungen wie Methacrylamid zu superabsorbierenden Polymeren. Danach produzierte das Unternehmen kontinuierlich verschiedene superabsorbierende Polymersysteme aus modifizierter Polyacrylsäure und Polyacrylamid. Ende des letzten Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern sukzessive superabsorbierende Polymere und sorgten für eine rasante Entwicklung in aller Welt. Heute bilden die drei großen Produktionskonzerne Shokubai aus Japan, Sanyo Chemical und Stockhausen aus Deutschland ein Dreigestirn. Sie kontrollieren 70 % des Weltmarkts und betreiben internationale Kooperationen, um im High-End-Markt aller Länder der Welt ein Monopol auf den Verkauf wasserabsorbierender Polymere zu errichten. Superabsorbierende Polymere haben ein breites Anwendungsspektrum und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Derzeit werden sie vor allem für Hygieneprodukte verwendet und machen etwa 70 % des Gesamtmarktes aus.
Da Natriumpolyacrylat-Superabsorberharz eine hohe Wasseraufnahmekapazität und ein ausgezeichnetes Wasserrückhaltevermögen aufweist, findet es breite Anwendung als Bodenwasserrückhaltemittel in Land- und Forstwirtschaft. Die Zugabe einer geringen Menge des superabsorbierenden Natriumpolyacrylats zum Boden verbessert die Keimrate einiger Bohnen, die Trockenresistenz von Sojasprossen und die Luftdurchlässigkeit des Bodens. Dank seiner Hydrophilie und seiner hervorragenden Antibeschlag- und Kondensationseigenschaften eignet sich superabsorbierendes Harz zudem als neues Verpackungsmaterial. Verpackungsfolien aus superabsorbierendem Polymer erhalten die Frische von Lebensmitteln effektiv. Die Zugabe einer geringen Menge superabsorbierenden Polymers zu Kosmetika erhöht zudem die Viskosität der Emulsion und wirkt als ideales Verdickungsmittel. Die Eigenschaften superabsorbierenden Polymers, das nur Wasser, nicht aber Öl oder organische Lösungsmittel absorbiert, können als Entwässerungsmittel in der Industrie eingesetzt werden.
Da superabsorbierende Polymere ungiftig und körperfreundlich sind, keine Nebenwirkungen verursachen und die Blutgerinnung nicht fördern, finden sie in den letzten Jahren breite Anwendung in der Medizin. Sie werden beispielsweise für wasserreiche, komfortabel anzuwendende Salben verwendet; zur Herstellung medizinischer Verbände und Wattebäusche, die Blutungen und Sekrete nach Operationen und Traumata absorbieren und so Eiterungen vorbeugen; zur Herstellung antibakterieller Wirkstoffe, die Wasser und Medikamente, jedoch keine Mikroorganismen durchlassen. Infektiöse Kunsthaut usw.
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat der Umweltschutz immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Wenn das superabsorbierende Polymer in einen abwasserlöslichen Beutel gegeben und der Beutel in das Abwasser eingetaucht wird, kann das superabsorbierende Polymer beim Auflösen des Beutels die Flüssigkeit schnell absorbieren und das Abwasser verfestigen.
In der Elektronikindustrie können superabsorbierende Polymere auch als Feuchtigkeitssensoren, Feuchtigkeitsmesssensoren und Wasserleckdetektoren eingesetzt werden. Superabsorbierende Polymere können als Adsorbentien für Schwermetallionen und als ölabsorbierende Materialien verwendet werden.
Superabsorbierende Polymere sind Polymermaterialien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Die intensive Entwicklung von superabsorbierenden Polymerharzen birgt enormes Marktpotenzial. Angesichts der Dürre und der geringen Niederschläge in weiten Teilen Nordchinas ist die weitere Förderung und Nutzung von superabsorbierenden Polymeren eine dringende Aufgabe für Wissenschaftler und Techniker in der Land- und Forstwirtschaft. Im Rahmen der Umsetzung der Westlichen Entwicklungsstrategie und der Bodenverbesserung werden die vielfältigen praktischen Funktionen superabsorbierender Polymere intensiv weiterentwickelt und angewendet, was realistische soziale und potenzielle wirtschaftliche Vorteile bietet. Zhuhai Demi Chemicals erstreckt sich über eine Fläche von über 30.000 Quadratmetern und ist auf die Forschung, Entwicklung und Produktion von Produkten im Zusammenhang mit superabsorbierenden Materialien (SAP) spezialisiert. Es ist das erste inländische Unternehmen im Bereich superabsorbierender Harze, das Forschung, Produktion, Vertrieb und technische Dienstleistungen vereint. Das Unternehmen verfügt über unabhängige Rechte an geistigem Eigentum, starke Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und bringt kontinuierlich neue Produkte auf den Markt. Das Projekt ist in den nationalen „Fackelplan“ aufgenommen und wurde von der nationalen, regionalen und kommunalen Regierung mehrfach gelobt.
Anwendungsbereich
1. Anwendungen in Landwirtschaft und Gartenbau
Superabsorbierende Harze werden in der Landwirtschaft und im Gartenbau auch als Wasserspeicher und Bodenverbesserer verwendet. China ist eines der Länder mit weltweit schwerwiegendem Wassermangel, weshalb der Einsatz von Wasserspeichern immer wichtiger wird. Derzeit haben über ein Dutzend Forschungsinstitute in China superabsorbierende Harzprodukte für Getreide, Baumwolle, Öl, Zucker, Tabak, Obst, Gemüse, Wälder und über 60 weitere Pflanzenarten entwickelt. Die Förderfläche beträgt mehr als 70.000 Hektar. Superabsorbierende Harze werden im Nordwesten der Inneren Mongolei und anderswo zur großflächigen Aufforstung mit Sandkontrolle eingesetzt. Die hierfür verwendeten superabsorbierenden Harze sind hauptsächlich stärkegepfropfte, vernetzte Acrylatpolymere und Acrylamid-Acrylat-Copolymere, bei denen der Salzgehalt von Natrium auf Kalium umgestellt wurde. Die hauptsächlich verwendeten Methoden sind Saatbeizung, Besprühen, Lochausbringung oder das Einweichen der Pflanzenwurzeln nach dem Mischen mit Wasser zu einer Paste. Gleichzeitig kann das superabsorbierende Harz zum Beschichten des Düngers und anschließenden Düngen verwendet werden, um die Ausnutzungsrate des Düngers voll auszuschöpfen und Abfall und Umweltverschmutzung zu vermeiden. Auch im Ausland wird superabsorbierendes Harz als Frischhalteverpackungsmaterial für Obst, Gemüse und Lebensmittel verwendet.
2. Anwendungen im medizinischen und sanitären Bereich werden hauptsächlich als Damenbinden, Babywindeln, Servietten und medizinische Kühlakkus verwendet. Gelartige Duftstoffe für den täglichen Gebrauch zur Anpassung der Atmosphäre. Als medizinisches Basismaterial für Salben, Cremes, Einreibemittel, Kataplasmen usw. hat es feuchtigkeitsspendende, verdickende, hautdurchdringende und gelierende Funktionen. Es kann auch zu einem intelligenten Träger verarbeitet werden, der die freigesetzte Wirkstoffmenge, die Freisetzungszeit und den Freisetzungsraum steuert.
3. Anwendung in der Industrie
Superabsorbierendes Harz nutzt die Funktion, Wasser bei hohen Temperaturen aufzunehmen und bei niedrigen Temperaturen wieder abzugeben, um ein industrielles Feuchtigkeitsschutzmittel herzustellen. Bei der Ölförderung auf Ölfeldern, insbesondere auf alten Ölfeldern, ist der Einsatz von wässrigen Polyacrylamidlösungen mit ultrahohem Molekulargewicht zur Ölverdrängung sehr effektiv. Es kann auch zur Dehydratation organischer Lösungsmittel, insbesondere solcher mit geringer Polarität, eingesetzt werden. Es gibt auch industrielle Verdickungsmittel, wasserlösliche Farben usw.
4.Anwendung im Bauwesen
Das in Wasserschutzprojekten verwendete, schnell quellende Material ist reines, superabsorbierendes Harz, das hauptsächlich zum Verstopfen von Staudammtunneln während der Hochwassersaison und zum Verstopfen von Wasser vorgefertigter Fugen in Kellern, Tunneln und Unterführungen verwendet wird; es wird auch für die städtische Abwasserbehandlung und Baggerprojekte verwendet. Der Schlamm wird verfestigt, um Aushub und Transport zu erleichtern.
Veröffentlichungszeit: 08.12.2021