Guia para polímero superabsorvente (2024)

January 18, 2024

    Visão geral

    SAP (polímero superabsorvente) é um material polimérico funcional. Pode absorver água até centenas de vezes o seu próprio peso.

    História

    As origens da química dos polímeros superabsorventes remontam ao início da década de 1960, quando o Departamento de Agricultura dos EUA desenvolveu os materiais poliméricos preferencialmente superabsorventes.

    Componente químico

    SAP é um termo geral para polímeros superabsorventes, e diferentes tipos de SAP têm diferentes composições químicas.

    O polímero superabsorvente é geralmente poliacrilato de sódio produzido pela polimerização de hidróxido de sódio e ácido acrílico.

    Os polímeros superabsorventes apresentam grandes diferenças em vários indicadores, como velocidade de absorção de água, capacidade de absorção de água e taxa de retenção de água na centrífuga, que são realizados alterando sua composição e processo de produção.

    Por exemplo, para atender às necessidades da agricultura, a matéria-prima é alterada de hidróxido de sódio para hidróxido de potássio, de modo que o produto forme um poliacrilato de potássio tipo resina absorvente de água. Isto não só evita o risco de salinização do solo causado pelos íons de sódio do produto de decomposição, mas também aumenta o teor de potássio no solo.

    Resumindo, o polímero superabsorvente não é igual ao poliacrilato de sódio. Pode ser poliacrilato de sódio ou poliacrilato de potássio, e também pode se referir a vários polímeros absorventes enxertados, como aqueles especialmente usados ​​para polímeros biológicos absorventes de água enxertados com amido para fins de degradação.


    Tipos de polímero superabsorvente

    Neste capítulo falaremos sobre a classificação dos polímeros superabsorventes.

    A classificação será de acordo com as seguintes dimensões: composição química e qualidade.

    A composição química do SAP

    SAP é dividido principalmente em duas classes:

    E aqui estão os pontos importantes sobre os principais usos.

    Poliacrilato de potássio tipo SAP

    • Capacidade de absorção no solo;
    • Tamanho granular;
    • A resistência à fotólise;
    • Período de validade.

    Poliacrilato de sódio tipo SAP

    • Produtos de higiene (como fralda, absorvente higiênico)
      1. Taxa absorvente;
      2. Absorção sob pressão e capacidade de retenção após centrifugação;
      3. Permeabilidade a Líquidos;
      4. Monômero Residual.
    • Fita impermeável de cabo
      1. Altura de expansão;
      2. Tamanho granulado.
    • Saco de gelo
      1. Preço;
      2. Tamanho granulado.
    • Saco anti-inundação
      1. Taxa absorvente;
      2. A resistência à fotólise.
    • Vazamento paralisação na perfuração
      1. Viscosidade;
      2. Tempo de coagulação.

    O grau de qualidade do SAP

    Como todos sabemos, SAP é um termo geral para polímeros absorventes de água. Além do poliacrilato de sódio mais comum, também inclui poliacrilato de potássio e SAP enxertado.

    SAP aprimorado

    SAP melhorado – Melhorado em alguns lados como:

    • SAP enxertado à base de amido – SAP do tipo biodegradável;
    • SAP enxertada à base de minerais (para plantas) – Disponível no solo por anos;
    • SAP com catalisador melhorado – Alta capacidade de expansão (para bloqueio de água no cabo);
    • Cátion tipo SAP – aditivo para concreto.

    SAP comum

    • Poliacrilato de potássio – usado principalmente na agricultura como agente de retenção de água;
    • Poliacrilato de sódio – amplamente utilizado na produção industrial, como fraldas de papel, absorventes higiênicos, bolsas de gelo, purificadores de ar, borracha expansível, etc.

    SAP com defeito

    • SAP Reciclado: o SAP foi utilizado e reciclado;
    • SAP queimado: o SAP foi produzido em temperatura excessiva.

    Usos do polímero superabsorvente

    É um material que absorve água rapidamente e em grandes quantidades e depois se transforma em hidrogel.

    Este capítulo apresentará o uso de polímeros superabsorventes.

    Conforme mencionado no início deste artigo, polímero superabsorvente é um material que absorve água rapidamente e em grandes quantidades, para depois se transformar em hidrogel. Aproveitando as suas características, procuramos classificar as suas utilizações da seguinte forma:

    • Material absorvente super forte para líquidos inorgânicos. Na verdade, é o material absorvente de água com a maior taxa de absorção de líquidos inorgânicos que pode ser encontrado até agora. A eficiência de absorção de água pura pode atingir milhares de vezes o seu próprio peso.
    • Material de gel não tóxico e ecologicamente correto. É amplamente utilizado em novas bolsas de gelo. Além disso, o poliacrilato de sódio modificado absorve água para formar um hidrogel esférico, que é amplamente utilizado em vasos de plantas em ambientes internos, balas de armas de brinquedo, etc.
    • Material impermeável para fins especiais. O hidrogel após o poliacrilato de sódio absorver água é insolúvel em água e pode isolar efetivamente a água. É amplamente utilizado como material impermeável para o exterior de cabos e material bloqueador de água para sacos de areia leves à prova de inundações.
    • Material de extinção de incêndio com barreira de oxigênio. O poliacrilato de sódio pode absorver água rapidamente e expandir em volume quando encontra água. De acordo com este princípio, pode ser usado como um material eficiente de resfriamento e barreira de oxigênio em extintores de incêndio.

    Existem tantos usos para polímeros superabsorventes que não podemos listá-los todos neste artigo; portanto, este artigo lista apenas alguns de seus usos comumente usados ​​e não os apresenta em detalhes.

    SAP para plantas

    Normalmente, o hidrogel formado após o polímero superabsorvente absorver água pode reter firmemente a água e não permitir mais que a água escape do hidrogel. Mas podemos definir a pressão osmótica do hidrogel de polímero superabsorvente para ser inferior à pressão osmótica de absorção de água das raízes das plantas por processamento.

    Desta forma, obtemos um “mini reservatório no solo” muito, muito mágico, que pode:

    • Após irrigação Após irrigação ou chuva, absorve água dura e forma hidrogel para armazenar o excesso de água no solo.
    • Quando o solo está relativamente seco, a água do hidrogel é liberada para as raízes das plantas.

    Por ser o tipo de polímero superabsorvente para plantas, é um grânulo superabsorvente exclusivo, que atua proporcionando maior disponibilidade de umidade às plantas.

    O que exatamente o polímero superabsorvente pode fazer pelas plantas?

    SAP de grau agrícola ( poliacrilato de potássio ) pode ser amplamente utilizado na agricultura, silvicultura e jardinagem, como agente de retenção de água no solo, sementes revestimento, cultivo sem solo, grama artificial, etc.

    • Melhorar a germinação e emergência das sementes para dar às plantas um início precoce e saudável,
    • Salve a irrigação, aumente as colheitas e a produção de frutas,
    • Contém Potássio, Nitrogênio Fósforo e libera lentamente a eficiência do fertilizante.

    Indicadores importantes são os seguintes,

    • Capacidade de absorção do solo. A capacidade de absorção de água no solo é relativamente alta, o que envolve absorção de água sob alta pressão e alta concentração de íons. Ao mesmo tempo, a temperatura do solo também afetará a sua capacidade de absorção de água.
    • Tamanho granular. O tamanho das partículas também determina a capacidade de retenção de água do poliacrilato de potássio no solo. Por exemplo, quanto maior a partícula, mais forte é a viscose, que pode resistir à pressão do solo, mas reduz sua absorção máxima de água.
    • A resistência à fotólise. O acrilato de potássio geralmente sofre fotólise durante um longo período de tempo no solo. A resistência à fotólise determina a vida útil do poliacrilato de potássio no solo.
    • Período de validade. O poliacrilato de potássio geralmente tem um período de validade muito longo antes do uso. Portanto, se você adquirir este produto em grandes quantidades, é recomendável transportá-lo por via marítima.

    Uso para agricultura

    Formas de aplicação

    • Aplicação a seco
      • Misture uniformemente com fertilizante e solo e depois aplique a mistura no solo usando um aplicador de fertilizante.
      • Para áreas confinadas (menos de 20 metros quadrados), recomenda-se a aplicação manual.
      • Revire completamente o solo usando uma máquina de lavoura (requer a uma profundidade de 20cm).
      • Pisoteando o chão.
      • Regando o solo.
    • Aplicação úmida
      • Deixe o SAP absorver 200 vezes a água e se tornar um gel.
      • Colocar no sulco de semeadura.
      • Para áreas confinadas (menos de 20 metros quadrados), recomenda-se a aplicação manual.
      • Coloque a superfície do solo em ordem antes de plantar.

    Por exemplo, no cultivo de cana-de-açúcar de sequeiro, aumentam significativamente o rendimento de aprox. 25% são observados.

    • Ao replantar um campo, coloque seiva nos sulcos onde são colocados os brotos da cana.
    • A SAP pode ser aplicada ao mesmo tempo que um fertilizante.
    • Cubra os brotos com terra, aterrando-os.

    Uso para arboricultura

    • Cave um buraco com cerca de três vezes o volume do sistema radicular.
    • Misture 1 a 2 kg de SAP por m³ no aterro.
    • Coloque a raiz da planta no fundo do buraco e preencha o buraco com o solo tratado. Certifique-se de que o produto esteja distribuído uniformemente nas raízes. Em seguida, cubra a superfície com 5 cm de solo não tratado para evitar a degradação do polímero pelos raios ultravioleta e a estagnação da água na superfície.
    • Tenha especial cuidado para não colocar o produto seco não misturado no fundo do buraco. Após a hidratação, o produto desestabilizaria a planta.

    Uso para imersão de raiz nua

    • Misture 1 kg de SAP em 150-200 litros de água. (Os valores variam dependendo da salinidade da água)
    • Despeje lentamente o produto enquanto mexe a água para obter um molho sem despejar partículas.
    • Deixe o curativo repousar por 15 minutos, tempo necessário para que a SAP atinja sua absorção máxima. É importante obter um curativo que adira totalmente às raízes. Quanto maior o tempo de maturação, mais espesso será o molho e melhor aderirá às raízes.
    • Um nematocida e/ou fungicida solúvel em água também pode ser adicionado à preparação para proteger as plantas contra ataques de nematóides e fungos.

    Uso para imersão de raiz nua

    A SAP na forma de hidrogel pode ser colocada em bolsas plásticas seladas. Depois de congeladas, as bolsas são frequentemente utilizadas no transporte de produtos vegetais sensíveis ao calor, como flores cortadas. O hidrogel possui excelente resistência ao choque térmico e não vaza após o descongelamento.


    Uso para hidrossemeadura

    A outra vantagem do SAP é que ele evita que a cobertura morta de celulose se torne dura durante um período de seca. A cobertura permanece arejada e permite que as sementes brotem rapidamente. O SAP também permite reduzir a quantidade de cobertura morta.

    • A seiva deve ser adicionada por último no tanque da hidrossemeadora, após os demais componentes: sementes, fertilizantes, cobertura morta, etc.
    • Mexa por pelo menos 15 minutos antes de espalhar.

    SAP para produção

    A cada dia que passa, o SAP está sendo empregado em cada vez mais indústrias e aplicações devido à sua crescente popularidade e eficiência na dissuasão de água.

    Algumas aplicações são as seguintes,

    Para produtos de higiene

    Na verdade, a aplicação de polímeros superabsorventes em plantas representa apenas uma pequena parte da sua utilização. Mais de 90% dos polímeros superabsorventes são utilizados em produtos sanitários, como fraldas e absorventes higiênicos, como materiais absorventes.

    Com suas incríveis propriedades de absorção e bloqueio de líquidos, encontrou aplicações muito úteis em produtos propensos à umidade, como:

    • Fraldas,
    • absorventes higiênicos,
    • Almofadas de enfermagem e
    • Almofadas para animais de estimação.

    Na utilização de produtos sanitários, os parâmetros do produto SAP são diferentes daqueles de uso vegetal.

    Indicadores importantes são os seguintes,

    • Taxa absorvente;
    • Absorção sob pressão e capacidade de retenção após centrifugação;
    • Permeabilidade a Líquidos;
    • Monômero Residual.

    Para cabos impermeabilizantes

    O SAP não apenas pode absorver água rapidamente, mas o gel formado após a absorção da água pode bloqueá-la com eficácia. Por isso, também ocupa um lugar em muitos materiais bloqueadores de água.

    SAP é um produto muito cobiçado no que diz respeito à fabricação de fitas e pomadas impermeáveis ​​para todos os tipos de cabos; até mesmo, os cabos de fibra óptica usam SAP. A extensão e a velocidade de absorção são bastante elevadas, assim como a taxa de inflação global e o seu quantum de inflação ao encontrar água.

    Indicadores importantes são os seguintes,

    • Altura de expansão;
    • Tamanho granulado.

    Usado em Cabo

    • Pó fino,
    • Absorção rápida,
    • A inflação do poço está sob pressão ≥15mm/1 min ≥18mm/3 min
    • Boa estabilidade à luz, calor, ácidos e álcalis.

    Usado em fita bloqueadora de água

    • Pó fino com tamanho uniforme,
    • Bem resistente ao frio e alta temperatura,
    • Boa estabilidade à luz, calor, ácidos e álcalis.

    Para sacos de gelo

    Em comparação com as bolsas de gelo comuns, as bolsas de gelo produzidas pela SAP têm muitas vantagens, como textura macia, rápida formação de cristais de gelo e prevenção de transbordamento de água.

    A água doce é direcionada às camadas individuais das bolsas de gelo para ativá-las; O Polímero Superabsorvente começa instantaneamente a absorver a água e a convertê-la em Gel, colocando-os sob água doce da torneira; em cerca de 20 minutos, ele absorve água suficiente para formar pequenos cubos de gelo em forma de almofada. Eles agora estão prontos para uso, colocando-os no freezer.

    Indicadores importantes são os seguintes,

    • Tempo de hidratação;
    • Preço;
    • Tamanho granulado.

    Para sacos de areia infláveis ​​anti-inundação

    A SAP possui esta aplicação única em Gestão de Desastres onde é utilizada na preparação de sacos de areia que, ao entrarem em contato com a água, rapidamente a absorvem e se expandem formando uma barreira ao avanço da água. Embora os chamemos de sacos de areia, na verdade eles não contêm areia; são assim chamados porque é assim que são conhecidos tradicionalmente.

    Esses sacos de areia sem areia são muito pequenos em tamanho e leves inicialmente, mas absorvem a água para assumir uma forma sólida. São muito mais fáceis de armazenar e transportar e ocupam menos espaço quando não utilizados.

    Indicadores importantes são os seguintes,

    • Taxa absorvente;
    • A resistência à fotólise.

    Para proteção de concreto

    O concreto precisa absorver água continuamente durante o processo de presa, caso contrário irá secar e prejudicar a aparência e a firmeza. Depois de adicionar adequadamente o SAP especialmente formulado ao misturar o concreto, o hidrogel SAP pode amortecer a diferença de expansão durante o processo de solidificação do concreto, evitando efetivamente que o concreto rache.

    • Sua permeabilidade é bastante baixa; elimina totalmente o conteúdo de água,
    • Devido à sua textura fibrosa, pode ser armazenado formando uma barreira vertical,
    • Por ser um selante eficaz, tem aplicação em itens à base de cimento.

    Para tratamento de esgoto

    SAP é uma alternativa econômica a outros solidificadores a granel, incluindo cimento Portland, pó de forno, espigas de milho, serragem ou outros absorventes básicos.

    A característica única do SAP é a sua capacidade de absorver água ou fluidos orgânicos, rejeitar óleo e resistir à biodegradação enquanto retém líquido sob pressão. Isto o torna um meio estabilizador ideal para eliminação de resíduos em aterros sanitários.

    Os fluxos de resíduos industriais variam de acordo com a salinidade, temperatura e composição química, por isso é necessário oferecer vários graus de polímero para atender aos requisitos econômicos e de desempenho de cada projeto de solidificação industrial.

    Vantagens

    • Liga-se quimicamente à água e não libera líquido,
    • Minimiza o volume de resíduos porque a expansão típica é inferior a 1%,
    • Mistura rapidamente para melhorar a eficiência da produção,
    • Reduza os custos de transporte e eliminação de resíduos em comparação com outros agentes de volume.

    Para Perfuração

    Na perfuração de poços de petróleo ou gás, a perda de circulação ocorre quando o fluido de perfuração, comumente conhecido como “lama”, flui para uma ou mais formações geológicas em vez de retornar ao anel. A perda de circulação pode ser um problema sério durante a perfuração de um poço de petróleo ou gás.

    O aditivo para lama de perfuração SAP, que é um novo produto de proteção ambiental com boas propriedades de absorção de água e de expansão, pode ser eficaz contra a perda de circulação.

    O que é circulação perdida?

    Na perfuração de poços de petróleo ou gás, a perda de circulação ocorre quando o fluido de perfuração, comumente conhecido como “lama”, flui para uma ou mais formações geológicas em vez de retornar ao anel. A perda de circulação pode ser um problema sério durante a perfuração de um poço de petróleo ou gás.

    Consequências

    1. Soprar

    Se a quantidade de fluido no furo de poço cair devido à perda de circulação (ou qualquer outro motivo), a pressão hidrostática é reduzida, o que pode permitir que gás ou fluido que esteja sob pressão mais alta do que a pressão hidrostática reduzida flua para dentro do furo de poço. Um influxo de gás ou fluido no poço, conhecido como “kick”, pode levar a uma explosão.

    1. Perfuração a Seco

    A perfuração a seco ocorre quando o fluido é completamente perdido do poço sem que a perfuração real pare. Os efeitos da perfuração a seco variam desde pequenos, como a destruição de uma broca, até danos graves ao poço, exigindo a perfuração de um novo poço. A perfuração a seco também pode causar danos graves à coluna de perfuração, incluindo o rompimento do tubo e da própria plataforma de perfuração.

    Solução de perda de circulação

    A solução tradicional para a perda de circulação

    Existem algumas opções disponíveis quando ocorre perda de circulação, dependendo da gravidade: Aumentar a viscosidade do fluido com bentonita ou com adição de outros aditivos, que normalmente incluem partículas orgânicas de plantas.

    SAP Drilling Mud Additive – Uma solução melhor para perda de circulação

    É um novo material de proteção ambiental com boa propriedade de absorção de água, espessamento e propriedades de inchaço, que pode efetivamente contra a perda de circulação.


    Outras aplicações

    É amplamente utilizado em diversas espécies de produtos devido às suas propriedades surpreendentes; alguns deles podem estar listados aqui:

    • Como aditivo para revestimento funcional em muitas aplicações específicas,
    • Como aditivo em ambientadores,
    • Para expandir os requisitos de borracha,
    • Absorção de águas residuais das indústrias,
    • Na indústria de mineração para gestão de desastres e infiltrações normais,
    • Em certos cosméticos.

    Devido à sua incrível capacidade de agir sobre a umidade, o SAP (Polímero Superabsorvente) está encontrando novas finalidades para as quais está sendo empregado.


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