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Guide du polymère super absorbant (2024)

January 18, 2024

    Aperçu

    SAP (polymère super absorbant) est un matériau polymère fonctionnel. Il peut absorber de l’eau jusqu’à plusieurs centaines de fois son propre poids.

    Histoire

    Les origines de la chimie des polymères superabsorbants remontent au début des années 1960, lorsque le ministère américain de l’Agriculture a développé les matériaux polymères de préférence superabsorbants.

    Composant chimique

    SAP est un terme général désignant les polymères super absorbants, et différents types de SAP ont des compositions chimiques différentes.

    Le polymère superabsorbant est généralement polyacrylate de sodium produit par polymérisation d’hydroxyde de sodium et d’acide acrylique.

    Les polymères superabsorbants présentent de grandes différences dans divers indicateurs tels que la vitesse d’absorption de l’eau, la capacité d’absorption de l’eau et le taux de rétention d’eau de la centrifugeuse, qui sont réalisés en modifiant leur composition et leur processus de production.

    Par exemple, afin de répondre aux besoins de l’agriculture, la matière première passe de l’hydroxyde de sodium à l’hydroxyde de potassium, de sorte que le produit forme un polyacrylate de potassium. Résine absorbant l’eau de type . Cela évite non seulement le risque de salinisation du sol causé par les ions sodium produits par sa décomposition, mais augmente également la teneur en potassium du sol.

    En résumé, le polymère super absorbant n’est pas égal au polyacrylate de sodium. Il peut s’agir de polyacrylate de sodium ou de polyacrylate de potassium, et il peut également faire référence à divers polymères absorbants greffés, tels que ceux spécialement utilisés pour les polymères absorbant l’eau greffés à l’amidon biologique à des fins de dégradation.


    Types de polymères super absorbants

    Dans ce chapitre, nous parlerons de la classification des polymères superabsorbants.

    La classification se fera selon les dimensions suivantes : composition chimique et qualité.

    La composition chimique du SAP

    SAP est principalement divisé en deux classes :

    Et voici les points importants sur les principaux usages.

    Polyacrylate de potassium type SAP

    • Capacité d’absorption dans le sol ;
    • Taille granulaire ;
    • La résistance à la photolyse ;
    • Période de validité.

    Polyacrylate de sodium type SAP

    • Produits d’hygiène (comme une couche, une serviette hygiénique)
      1. Taux d’absorption ;
      2. Absorption sous pression et capacité de rétention après centrifugation ;
      3. Perméabilité aux liquides ;
      4. Monomère résiduel.
    • Ruban de câble étanche
      1. Hauteur d’expansion ;
      2. Taille granulaire.
    • Sac de glace
      1. Prix;
      2. Taille granulaire.
    • Sac anti-inondation
      1. Taux d’absorption ;
      2. La résistance à la photolyse.
    • Arrêt de fuite en forage
      1. Viscosité;
      2. Temps de coagulation.

    Le niveau de qualité de SAP

    Comme nous le savons tous, SAP est un terme général désignant les polymères absorbant l’eau. Outre le polyacrylate de sodium le plus courant, il comprend également le polyacrylate de potassium et le SAP greffé.

    SAP amélioré

    SAP amélioré – Amélioré sur certains côtés comme :

    • SAP greffé à base d’amidon – Le SAP de type biodégradable ;
    • SAP greffé à base de minéraux (pour plantes) – Disponible dans le sol pendant des années ;
    • SAP avec catalyseur amélioré – Capacité d’expansion élevée (pour le blocage de l’eau du câble) ;
    • Cation de type SAP – additif pour béton.

    SAP commun

    • Polyacrylate de potassium – principalement utilisé en agriculture comme agent de rétention d’eau ;
    • Polyacrylate de sodium – largement utilisé dans la production industrielle telle que les couches en papier, les serviettes hygiéniques, les sacs de glace, les purificateurs d’air, le caoutchouc expansible, etc.

    SAP défectueux

    • SAP recyclé : le SAP a été utilisé et recyclé ;
    • SAP brûlé : le SAP a été produit à une température excessive.

    Utilisations du polymère super absorbant

    C’est un matériau qui absorbe l’eau rapidement et en grande quantité puis se transforme en hydrogel.

    Ce chapitre présentera l’utilisation de polymères superabsorbants.

    Comme mentionné au début de cet article, un polymère superabsorbant est un matériau qui absorbe l’eau rapidement et en grande quantité, puis se transforme en hydrogel. Profitant de ses caractéristiques, nous essayons de classer ses utilisations comme suit :

    • Matériau absorbant super résistant pour les liquides inorganiques. En fait, c’est le matériau absorbant l’eau avec le taux d’absorption de liquides inorganiques le plus élevé que l’on puisse trouver jusqu’à présent. L’efficacité de l’absorption de l’eau pure peut atteindre des milliers de fois son propre poids.
    • Gel non toxique et respectueux de l’environnement. Il est largement utilisé dans les nouveaux blocs de glace. De plus, le polyacrylate de sodium modifié absorbe l’eau pour former un hydrogel sphérique, largement utilisé dans les plantes en pot d’aménagement paysager d’intérieur, les balles de pistolets jouets, etc.
    • Matériau imperméable à usage spécial. L’hydrogel après absorption de l’eau par le polyacrylate de sodium est insoluble dans l’eau et peut isoler efficacement l’eau. Il est largement utilisé comme matériau imperméable pour l’extérieur des câbles et comme matériau bloquant l’eau pour les sacs de sable légers et résistants aux inondations.
    • Matériau d’extinction d’incendie avec barrière à l’oxygène. Le polyacrylate de sodium peut rapidement absorber l’eau et augmenter son volume lorsqu’il rencontre de l’eau. Selon ce principe, il peut être utilisé comme matériau de refroidissement efficace et de barrière à l’oxygène dans les extincteurs.

    Il existe tellement d’utilisations des polymères superabsorbants que nous ne pouvons pas toutes les énumérer dans cet article. Cet article ne répertorie donc que certaines de leurs utilisations couramment utilisées et ne les présente pas en détail.

    SAP pour les usines

    Habituellement, l’hydrogel formé après que le polymère superabsorbant absorbe l’eau peut retenir fermement l’eau et ne plus laisser l’eau s’échapper de l’hydrogel. Mais nous pouvons régler la pression osmotique de l’hydrogel polymère superabsorbant pour qu’elle soit inférieure à la pression osmotique d’absorption d’eau des racines des plantes par traitement.

    De cette façon, nous obtenons un « mini réservoir dans le sol » très, très magique, qui peut :

    • Après l’irrigation Après l’irrigation ou la pluie, il absorbe durement l’eau et forme un hydrogel pour stocker l’excès d’eau dans le sol.
    • Lorsque le sol est relativement sec, l’eau contenue dans l’hydrogel est libérée vers les racines des plantes.

    En tant que type de polymère superabsorbant pour les plantes, il s’agit d’un granulé superabsorbant unique, qui agit pour fournir une disponibilité accrue d’humidité aux plantes.

    Que peut faire exactement un polymère super absorbant pour les plantes ?

    Le SAP de qualité agricole ( polyacrylate de potassium ) peut être largement utilisé dans l’agriculture, la foresterie et le jardinage, comme agent de rétention d’eau du sol, semences revêtement, culture hors-sol, gazon artificiel, etc.

    • Améliorer la germination et l’émergence des graines pour donner aux plantes un départ précoce et sain,
    • Économisez l’irrigation, augmentez les récoltes et le rendement des fruits,
    • Il contient du potassium et de l’azote phosphoreux et libère lentement l’efficacité de l’engrais.

    Les indicateurs importants sont les suivants,

    • Capacité d’absorption du sol. La capacité d’absorption d’eau dans le sol est relativement élevée, ce qui implique une absorption d’eau sous haute pression et forte concentration en ions. Dans le même temps, la température du sol affectera également sa capacité d’absorption d’eau.
    • Taille des granules. La taille des particules détermine également la capacité de rétention d’eau du polyacrylate de potassium dans le sol. Par exemple, plus la particule est grosse, plus la viscose est forte, qui peut résister à la pression du sol, mais réduit son absorption maximale d’eau.
    • La résistance à la photolyse. L’acrylate de potassium subit généralement une photolyse sur une longue période dans le sol. La résistance à la photolyse détermine la durée de vie du polyacrylate de potassium dans le sol.
    • Durée de validité. Le polyacrylate de potassium a généralement une très longue période de validité avant utilisation. Donc si vous achetez ce produit en grande quantité, il est recommandé de le transporter par voie maritime.

    Utilisation pour l’agriculture

    Moyens de candidature

    • Application à sec
      • Mélangez-le uniformément avec de l’engrais et de la terre, puis appliquez le mélange sur le sol à l’aide d’un applicateur d’engrais.
      • Pour la zone confinée (moins de 20 mètres carrés), il est recommandé d’appliquer manuellement.
      • Retourner complètement le sol à l’aide d’une machine de travail du sol (exiger à 20 cm de profondeur).
      • Piétiner le sol.
      • Arroser le sol.
    • Application humide
      • Laissez SAP absorber 200 fois l’eau et devenir sous forme de gel.
      • Mettre dans le sillon de semis.
      • Pour la zone confinée (moins de 20 mètres carrés), il est recommandé d’appliquer manuellement.
      • Mettez de l’ordre dans le sol de surface avant de planter.

    Par exemple, dans la culture de la canne à sucre pluviale, des augmentations significatives du rendement d’env. 25% sont observés.

    • Lors de la replantation d’un champ, mettez du SAP dans les sillons où sont placées les pousses de canne.
    • Le SAP peut être appliqué en même temps qu’un engrais.
    • Couvrez les pousses de terre en les buttant.

    Usage for arboriculture

    • Creusez un trou environ trois fois le volume du système racinaire.
    • Mélangez 1 à 2 kg de SAP par m³ dans le remblai de terre.
    • Placez la motte de la plante au fond du trou et remplissez le trou avec la terre traitée. Assurez-vous que le produit est réparti uniformément autour des racines. Recouvrir ensuite la surface de 5 cm de terre non traitée pour éviter la dégradation du polymère par les rayons ultraviolets et la stagnation de l’eau en surface.
    • Faire particulièrement attention à ne pas mettre le produit sec non mélangé au fond du trou. Après hydratation, le produit déstabiliserait la plante.

    Utilisation pour le trempage des racines nues

    • Mélangez 1 kg de SAP dans 150 à 200 litres d’eau. (Les quantités varient en fonction de la salinité de l’eau)
    • Versez lentement le produit tout en remuant l’eau pour obtenir une vinaigrette sans déversement de particules.
    • Laisser reposer le pansement 15 minutes, le temps nécessaire pour que le SAP atteigne son absorption maximale. Il est important d’obtenir un pansement qui adhère complètement aux racines. Plus le temps de maturation est long, plus le pansement sera épais et mieux il adhèrera aux racines.
    • Un nématocide et/ou fongicide hydrosoluble peut également être ajouté à la préparation pour protéger les plantes contre les attaques de nématodes et de champignons.

    Utilisation pour le trempage des racines nues

    Le SAP sous forme d’hydrogel peut être placé dans des sachets en plastique scellés. Une fois congelés, les sachets sont souvent utilisés pour le transport de produits végétaux sensibles à la chaleur comme les fleurs coupées. L’hydrogel présente une excellente résistance aux chocs thermiques et ne fuit pas après décongélation.


    Utilisation pour l’hydroensemencement

    L’autre avantage du SAP est qu’il empêche le paillis de cellulose de devenir dur pendant une période de sécheresse. Le paillis reste aéré et permet aux graines de germer rapidement. SAP permet également de réduire la quantité de paillis.

    • Le SAP doit être ajouté en dernier dans le réservoir de l’hydroseeder, après les autres composants : semences, engrais, paillis, etc.
    • Remuer pendant au moins 15 minutes avant d’étaler.

    SAP pour la production

    Chaque jour qui passe, SAP est utilisé dans de plus en plus d’industries et d’applications en raison de sa popularité et de son efficacité croissantes en matière de dissuasion contre l’eau.

    Certaines applications sont les suivantes,

    Pour les produits d’hygiène

    En fait, l’application de polymères superabsorbants sur les plantes ne représente qu’une petite partie de son utilisation. Plus de 90 % des polymères super absorbants sont utilisés comme matériaux absorbants dans les produits sanitaires tels que les couches et les serviettes hygiéniques.

    Grâce à ses impressionnantes propriétés d’absorption et de blocage des liquides, il a trouvé des applications très utiles dans les produits sujets à l’humidité tels que :

    • Couches,
    • Serviettes hygiéniques,
    • Coussinets d’allaitement et
    • Coussinets pour animaux de compagnie.

    Lors de l’utilisation de produits sanitaires, les paramètres du produit SAP sont différents de ceux de l’utilisation en usine.

    Les indicateurs importants sont les suivants,

    • Taux d’absorption ;
    • Absorption sous pression et capacité de rétention après centrifugation ;
    • Perméabilité aux liquides ;
    • Monomère résiduel.

    Pour câbles d’étanchéité

    Non seulement le SAP peut absorber rapidement l’eau, mais le gel formé après avoir absorbé l’eau peut bloquer efficacement l’eau. Il occupe donc également une place dans de nombreux matériaux bloquant l’eau.

    SAP est un produit très convoité en ce qui concerne la fabrication de rubans et de pommades imperméables pour toutes sortes de câbles ; même les câbles à fibre optique utilisent SAP. L’étendue et la vitesse de l’absorption sont assez élevées, tout comme le taux d’inflation global et son quantum d’inflation lors de la rencontre avec l’eau.

    Les indicateurs importants sont les suivants,

    • Hauteur d’expansion ;
    • Taille granulaire.

    Utilisé dans le câble

    • Poudre fine,
    • Absorption rapide,
    • Le gonflage du puits est sous pression ≥15 mm/1 min ≥18 mm/3 min
    • Bonne stabilité à la lumière, à la chaleur, aux acides et aux alcalis.

    Utilisé dans le ruban bloquant l’eau

    • Poudre fine de taille uniforme,
    • Bien résistant au froid et aux hautes températures,
    • Bonne stabilité à la lumière, à la chaleur, aux acides et aux alcalis.

    Pour les sacs de glace

    Par rapport aux blocs de glace ordinaires, les blocs de glace produits par SAP présentent de nombreux avantages, tels qu’une texture douce, une formation rapide de cristaux de glace et la prévention des débordements d’eau.

    L’eau douce est dirigée vers les feuilles individuelles des blocs de glace pour les activer ; Le polymère superabsorbant commence instantanément à absorber l’eau et à la convertir en gel en le plaçant sous l’eau fraîche du robinet ; en 20 minutes environ, on constate qu’il absorbe suffisamment d’eau pour former de petits glaçons en forme de coussin. Ils sont maintenant prêts à l’emploi en les plaçant au congélateur.

    Les indicateurs importants sont les suivants,

    • Temps d’hydratation ;
    • Prix;
    • Taille granulaire.

    Pour sacs de sable gonflables anti-inondation

    SAP a cette application unique dans la gestion des catastrophes où il est utilisé dans la préparation de sacs de sable qui, au contact de l’eau, l’absorbent rapidement et se dilatent pour former une barrière contre l’eau qui avance. Bien que nous les appelions des sacs de sable, ils ne contiennent en réalité aucun sable ; ils sont ainsi appelés parce que c’est ainsi qu’ils sont traditionnellement connus.

    Ces sacs de sable sans sable sont assez petits et légers au départ, mais ils absorbent l’eau pour prendre une forme solide. Ils sont beaucoup plus faciles à stocker et à transporter et prennent moins de place lorsqu’ils ne sont pas utilisés.

    Les indicateurs importants sont les suivants,

    • Taux d’absorption ;
    • La résistance à la photolyse.

    Pour la protection du béton

    Le béton doit absorber l’eau en permanence pendant le processus de prise, sinon il se dessèchera et endommagera son apparence et sa fermeté. Après avoir correctement ajouté le SAP spécialement formulé lors du mélange du béton, l’hydrogel SAP peut amortir la différence d’expansion pendant le processus de solidification du béton, empêchant ainsi efficacement la fissuration du béton.

    • Sa perméabilité s’avère être assez faible ; il ferme totalement la teneur en eau,
    • Grâce à sa texture fibreuse, il peut être stocké pour former une barrière verticale,
    • Puisqu’il s’agit d’un scellant efficace, il trouve une application dans les articles à base de ciment.

    Pour le traitement des eaux usées

    SAP est une alternative économique aux autres solidifiants en vrac, notamment le ciment Portland, la poussière de four, les épis de maïs, la sciure de bois ou d’autres absorbants de base.

    La caractéristique unique du SAP est sa capacité à absorber l’eau ou les fluides organiques, à rejeter le pétrole et à résister à la biodégradation tout en retenant le liquide sous pression. Cela en fait un milieu de stabilisation idéal pour l’élimination des déchets dans les décharges.

    Les flux de déchets industriels varient en fonction de la salinité, de la température et de la composition chimique. Il est donc nécessaire de proposer plusieurs qualités de polymère pour répondre aux exigences économiques et de performance de chaque projet de solidification industrielle.

    Avantages

    • Se lie chimiquement à l’eau et ne libère pas de liquide,
    • Minimise le volume de déchets car l’expansion typique est inférieure à 1 %,
    • Se mélange rapidement pour améliorer l’efficacité de la production,
    • Réduisez les coûts de transport et d’élimination des déchets par rapport aux autres agents gonflants.

    Pour le perçage

    Dans le forage de puits de pétrole ou de gaz, une perte de circulation se produit lorsque le fluide de forage, communément appelé « boue », s’écoule dans une ou plusieurs formations géologiques au lieu de remonter dans l’espace annulaire. La perte de circulation peut constituer un problème sérieux lors du forage d’un puits de pétrole ou de gaz.

    L’additif SAP Drilling Mud, qui est un nouveau produit de protection de l’environnement avec de bonnes propriétés d’absorption d’eau et de gonflement, peut efficacement lutter contre la perte de circulation.

    Qu’est-ce que la perte de circulation ?

    Dans le forage de puits de pétrole ou de gaz, une perte de circulation se produit lorsque le fluide de forage, communément appelé « boue », s’écoule dans une ou plusieurs formations géologiques au lieu de remonter dans l’espace annulaire. La perte de circulation peut constituer un problème sérieux lors du forage d’un puits de pétrole ou de gaz.

    Conséquences

    1. Éteindre

    Si la quantité de fluide dans le puits de forage diminue en raison d’une perte de circulation (ou pour toute autre raison), la pression hydrostatique est réduite, ce qui peut permettre au gaz ou au fluide sous une pression supérieure à la pression hydrostatique réduite de s’écouler dans le puits de forage. Un afflux de gaz ou de fluide dans le puits de forage, appelé « coup de pied », peut entraîner une éruption.

    1. Forage à sec

    Le forage à sec se produit lorsque le fluide est complètement perdu du puits de forage sans que le forage réel ne s’arrête. Les effets du forage à sec vont d’aussi mineurs que la destruction à des dommages un peu trop graves au puits de forage nécessitant le forage d’un nouveau puits. Le forage à sec peut également causer de graves dommages au train de tiges, notamment la rupture du tuyau, et à l’appareil de forage lui-même.

    Solution de perte de circulation

    La solution traditionnelle à la perte de circulation

    Certaines options sont disponibles en cas de perte de circulation, en fonction de la gravité : augmenter la viscosité du fluide avec de la bentonite ou avec l’ajout d’autres additifs, qui comprennent généralement des particules organiques végétales.

    SAP Drilling Mud Additive – Une meilleure solution pour la perte de circulation

    Il s’agit d’un nouveau matériau de protection de l’environnement avec une bonne propriété d’absorption d’eau, d’épaississement et de gonflement, qui peut efficacement lutter contre la perte de circulation.


    Autres applications

    Il est largement utilisé dans un certain nombre d’espèces de produits en raison de ses propriétés étonnantes ; certains d’entre eux peuvent être répertoriés ici :

    • En tant qu’additif pour revêtement fonctionnel dans de nombreuses applications spécifiques,
    • En tant qu’additif dans les assainisseurs d’air,
    • Pour répondre aux besoins croissants en caoutchouc,
    • Absorption des eaux usées des industries,
    • Dans l’industrie minière pour la gestion des catastrophes et des infiltrations normales,
    • Dans certains cosmétiques.

    En raison de sa formidable capacité à agir sur l’humidité, le SAP (polymère superabsorbant) trouve de nouvelles utilisations pour lesquelles il est utilisé.


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