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 setzte das japanische Unternehmen Sanyo Chemical Co., Ltd. als erstes Unternehmen superabsorbierende Polymere für Wegwerfwindeln ein, was weltweites Interesse bei Wissenschaftlern weckte. Ende der 1970er Jahre schlug die UCC Corporation in den USA die Vernetzung verschiedener Olefinoxidpolymere mittels Bestrahlung vor und synthetisierte nichtionische superabsorbierende Polymere mit einer 2000-fachen Wasseraufnahmekapazität. Damit eröffnete sie neue Wege in der Synthese nichtionischer superabsorbierender Polymere. 1983 polymerisierte Sanyo Chemicals in Japan Superabsorber mithilfe von Kaliumacrylat in Gegenwart von Dienverbindungen wie Methacrylamid. Anschließend produzierte das Unternehmen kontinuierlich verschiedene Superabsorber-Polymersysteme aus modifizierter Polyacrylsäure und Polyacrylamid. Ende des letzten Jahrhunderts trugen Wissenschaftler aus aller Welt maßgeblich zur rasanten Entwicklung von Superabsorber-Polymeren bei. Heute beherrschen die drei großen Hersteller Shokubai (Japan), Sanyo Chemical und Stockhausen (Deutschland) den Weltmarkt. Sie kontrollieren 70 % des Weltmarktes und sichern sich durch technische Kooperationen eine Monopolstellung im Premiumsegment. Superabsorber-Polymere bieten ein breites Anwendungsspektrum und vielversprechende Zukunftsaussichten. Derzeit werden sie hauptsächlich in Hygieneprodukten eingesetzt und machen etwa 70 % des Gesamtmarktes aus.
Da Natriumpolyacrylat-Superabsorberharz eine hohe Wasseraufnahmekapazität und ausgezeichnete Wasserspeichereigenschaften aufweist, findet es breite Anwendung als Bodenwasserspeichermittel in Land- und Forstwirtschaft. Die Zugabe geringer Mengen des Superabsorbers Natriumpolyacrylat zum Boden kann die Keimungsrate einiger Bohnensorten und die Trockenresistenz von Bohnensprossen verbessern sowie die Luftdurchlässigkeit des Bodens erhöhen. Aufgrund seiner Hydrophilie und seiner hervorragenden Antibeschlag- und Antikondensationseigenschaften eignet sich das Superabsorberharz zudem als neuartiges Verpackungsmaterial. Verpackungsfolien, die auf den einzigartigen Eigenschaften des Superabsorberpolymers basieren, können die Frische von Lebensmitteln effektiv erhalten. Die Zugabe geringer Mengen des Superabsorberpolymers zu Kosmetika erhöht die Viskosität der Emulsion und macht es zu einem idealen Verdickungsmittel. Da das Superabsorberpolymer ausschließlich Wasser, nicht aber Öl oder organische Lösungsmittel absorbiert, kann es in der Industrie als Dehydratisierungsmittel eingesetzt werden.
Da superabsorbierende Polymere ungiftig, reizfrei, nebenwirkungsfrei und nicht blutgerinnungsfördernd sind, finden sie in den letzten Jahren breite Anwendung in der Medizin. Sie werden beispielsweise für topische Salben mit hohem Wassergehalt und angenehmer Anwendung verwendet; zur Herstellung von medizinischen Verbänden und Wattebäuschen, die Blutungen und Sekrete nach Operationen und Verletzungen absorbieren und Eiterbildung vorbeugen; sowie zur Herstellung antibakterieller Mittel, die Wasser und Medikamente, aber keine Mikroorganismen durchlassen. Auch für infektiöse künstliche Haut kommen sie zum Einsatz.
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik hat der Umweltschutz immer mehr an Bedeutung gewonnen. Wird ein superabsorbierendes Polymer in einen in Abwasser löslichen Beutel gefüllt und dieser Beutel in das Abwasser eingetaucht, kann das Polymer nach dem Auflösen des Beutels die Flüssigkeit schnell absorbieren und das Abwasser verfestigen.
In der Elektronikindustrie werden superabsorbierende Polymere unter anderem als Feuchtigkeitssensoren, Feuchtigkeitsmessgeräte und Wasserleckdetektoren eingesetzt. Sie dienen außerdem als Adsorptionsmittel für Schwermetallionen und als Ölbindemittel.
Kurz gesagt, handelt es sich bei Superabsorberpolymeren um Polymermaterialien mit einem sehr breiten Anwendungsspektrum. Die dynamische Entwicklung von Superabsorberpolymerharzen birgt ein enormes Marktpotenzial. Angesichts der anhaltenden Dürre und geringen Niederschläge in weiten Teilen Nordchinas stellt die weitere Förderung und Anwendung von Superabsorberpolymeren in diesem Jahr eine dringende Aufgabe für Agrar- und Forstwissenschaftler. Im Rahmen der Umsetzung der Westentwicklungsstrategie und der Bodenverbesserungsmaßnahmen ist die Entwicklung und Anwendung der vielfältigen praktischen Funktionen von Superabsorberpolymeren von großer Bedeutung, da sie realistische soziale und potenziell wirtschaftliche Vorteile bietet. Zhuhai Demi Chemicals erstreckt sich über eine Fläche von mehr als 30.000 Quadratmetern und ist auf die Forschung, Entwicklung und Produktion von Produkten im Bereich Superabsorber (SAP) spezialisiert. Als erstes chinesisches Hightech-Unternehmen, das Forschung, Produktion, Vertrieb und technischen Service für Superabsorberharze integriert, verfügt das Unternehmen über eigene Schutzrechte, starke Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und bringt kontinuierlich neue Produkte auf den Markt. Das Projekt ist Teil des nationalen „Fackelplans“ und wurde bereits mehrfach von der nationalen, der Provinz- und der Kommunalverwaltung gelobt.
Anwendungsgebiet
1. Anwendungen in Landwirtschaft und Gartenbau
Das in der Landwirtschaft und im Gartenbau eingesetzte Superabsorberharz wird auch als Wasserspeichermittel und Bodenverbesserer bezeichnet. Mein Land zählt zu den Ländern mit der weltweit größten Wasserknappheit. Daher gewinnt die Anwendung von Wasserspeichermitteln zunehmend an Bedeutung. Derzeit haben über ein Dutzend inländische Forschungsinstitute Superabsorberharze für Getreide, Baumwolle, Ölsaaten, Zuckerrohr, Tabak, Obst, Gemüse, Forstwirtschaft und mehr als 60 weitere Pflanzenarten entwickelt. Die Anbaufläche umfasst über 70.000 Hektar. Superabsorberharze werden in Nordwestchina, der Inneren Mongolei und anderen Regionen zur großflächigen Sandbekämpfung und Aufforstung eingesetzt. Die in diesem Bereich verwendeten Superabsorberharze sind hauptsächlich Stärke-gepfropfte Acrylatpolymer-vernetzte Produkte und Acrylamid-Acrylat-Copolymer-vernetzte Produkte, wobei das Salz von Natrium- auf Kaliumbasis umgestellt wurde. Die wichtigsten Anwendungsmethoden sind Saatgutbehandlung, Sprühen, Einbringen in Pflanzlöcher oder Einweichen der Pflanzenwurzeln nach dem Anmischen zu einer Paste. Gleichzeitig kann das Superabsorberharz zur Beschichtung des Düngers und anschließenden Ausbringung verwendet werden, um die Düngemittelausnutzung zu optimieren und Verschwendung sowie Umweltverschmutzung zu vermeiden. Im Ausland wird Superabsorberharz auch als Frischhalteverpackung für Obst, Gemüse und Lebensmittel eingesetzt.
2. Im Medizin- und Hygienebereich wird es hauptsächlich für Damenbinden, Babywindeln, Wickel und medizinische Kühlpacks verwendet; außerdem dient es als gelartiges Duftmaterial für den täglichen Gebrauch zur Raumbeduftung. Als Basis für Salben, Cremes, Linimente, Kataplasmen usw. wirkt es feuchtigkeitsspendend, verdickend, dringt in die Haut ein und geliert. Es kann auch als intelligenter Träger eingesetzt werden, der die Wirkstoffmenge, -zeit und -verteilung kontrolliert.
3. Anwendung in der Industrie
Durch die Nutzung der Eigenschaft von Superabsorberharzen, bei hohen Temperaturen Wasser aufzunehmen und bei niedrigen Temperaturen wieder abzugeben, entsteht ein industrielles Feuchtigkeitsschutzmittel. Bei der Erdölförderung, insbesondere in alten Ölfeldern, hat sich die Verwendung wässriger Polyacrylamidlösungen mit ultrahohem Molekulargewicht zur Ölverdrängung als sehr effektiv erwiesen. Das Harz kann auch zur Dehydratisierung organischer Lösungsmittel, insbesondere solcher mit geringer Polarität, eingesetzt werden. Darüber hinaus findet es Anwendung in industriellen Verdickungsmitteln, wasserlöslichen Farben usw.
4. Anwendung im Bauwesen
Das in Wasserbauprojekten verwendete schnell quellende Material ist reines Superabsorberharz, das hauptsächlich zum Abdichten von Dammtunneln während der Hochwasserzeit und zum Abdichten von vorgefertigten Fugen in Kellern, Tunneln und U-Bahnen verwendet wird; es wird auch für städtische Abwasserbehandlungs- und Ausbaggerungsprojekte eingesetzt. Der Schlamm wird verfestigt, um das Ausheben und den Transport zu erleichtern.
Veröffentlichungsdatum: 08.12.2021