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Il processo di produzione di polimero super assorbente

May 3, 2021

Questo articolo riguarda il processo di produzione del polimero super assorbente.

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Chimica del polimero

I polimeri superassorbenti sono ora comunemente fatti dalla polimerizzazione dell'acido acrilico miscelato con idrossido di sodio in presenza di un initiatore per formare un sale di sodio acido poli-acrilico (talvolta indicato come poliacrita di sodio). Questo polimero è il tipo più comune di SAP prodotto nel mondo di oggi.

Altri materiali sono utilizzati anche per realizzare un polimero superassorbente, come il polimero polipolicentro poliacrilemina, il copolimero dell'anidride maletrico etilene, il carboxythylcellulos, i copolimeri alcool polivinili, l'ossido di polietilene incrociato e l'amido innestato polimero di poliacriloniale per citarne alcuni. Quest'ultimo è uno dei moduli SAP più vecchi creati.

Oggi i polimeri superassorbenti sono realizzati utilizzando uno dei tre metodi principali: polimerizzazione su gel, polimerizzazione in sospensione e polimerizzazione in soluzione. Ciascuno dei processi ha i suoi rispettivi vantaggi e produce diverse qualità del prodotto.


Polimerizzazione del gel

Una miscela di acido acrilico congelato, acqua, agenti di collegamento incrociato e sostanze chimiche dell'iniziatore UV viene miscelata e posizionata su una cintura mobile o in grandi vasche. La miscela liquida va quindi in un "reattore" che è una lunga camera con una serie di forti luci UV. La radiazione UV guida le reazioni di polimerizzazione e reticolazione. I "registri" risultanti sono gel appiccicosi contenenti il 60-70% di acqua. I tronchi sono triturati o a terra e collocati in vari tipi di anelatori. L'agente reticolante aggiuntivo può essere spruzzato sulla superficie delle particelle; questa "reticolazione superficiale" aumenta la capacità del prodotto di gonfiarsi sotto pressione, una proprietà misurata come Absorbency Under Load (AUL) o Absorbency Against Pressure (AAP). Le particelle di polimeri essiccate vengono quindi sottoposte a screening per una corretta distribuzione e confezionamento delle dimensioni delle particelle. Il metodo di polimerizzazione gel (GP) è attualmente il metodo più popolare per rendere i polimeri superassti di poliacricolo di sodio ora utilizzati nei pannolini per bambini e in altri articoli igienici usa e getta.


Polimerizzazione della soluzione

I polimeri di soluzione offrono l'assorbimento di un polimero granulare fornito in forma di soluzione. Le soluzioni possono essere diluite con acqua prima dell'applicazione e possono rivestire la maggior parte dei substrati o essere utilizzate per saturarli. Dopo l'essiccazione a una temperatura specifica per un tempo specifico, il risultato è un substrato rivestito con super assorbenza. Ad esempio, questa chimica può essere applicata direttamente su fili e cavi, sebbene sia appositamente ottimizzata per l'uso su componenti come prodotti laminati o substrati lamierati.

La polimerizzazione basata su soluzione è comunemente utilizzata oggi per la produzione SAP di copolimeri, in particolare quelli con il monomero acrilammide tossico. Questo processo è efficiente e generalmente ha una base di costi di capitale inferiore. Il processo di soluzione utilizza una soluzione monomero a base d'acqua per produrre una massa di gel polimerizzato reattore. L'energia di reazione esotermica della polimerizzazione viene utilizzata per guidare gran parte del processo, contribuendo a ridurre i costi di produzione. Il gel polimerico reagente viene quindi tritato, asciugato e macinato alle sue dimensioni finali del granulo. Qualsiasi trattamento per migliorare le caratteristiche prestazionali del SAP viene solitamente eseguito dopo la creazione della dimensione finale del granulo.


Polimerizzazione delle sospensioni

Il processo di sospensione è praticato solo da poche aziende perché richiede un maggiore grado di controllo della produzione e di ingegneria del prodotto durante la fase di polimerizzazione. Questo processo sospende il reattore a base d'acqua in un solvente a base di idrocarburi. Il risultato netto è che la polimerizzazione in sospensione crea la particella polimerica primaria nel reattore piuttosto che meccanicamente nelle fasi post-reazione. Miglioramenti delle prestazioni possono anche essere fatti durante, o subito dopo, la fase di reazione.


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