物料概述
高吸水樹脂(Super Absorbent Polymer，SAP)，也稱為高吸水性聚合物，一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，是以不飽和的烯類單體（如丙烯酸、丙烯酰胺等）作為原材料，經(jīng)過添加交聯(lián)劑和引發(fā)劑經(jīng)聚合反應(yīng)合成的功能性高分子材料。
SAP有**的吸水性和保水性，一旦吸水膨脹成為水凝膠時，即使加壓也很難把水份分離出來。高吸水性樹脂以其高吸液能力、高吸液速度和高保液能力，廣泛應(yīng)用于生理衛(wèi)生用品，如婦女衛(wèi)生巾、紙尿褲、成人多功能護(hù)理墊、吸水紙、寵物墊等。
高吸水性樹脂的種類
目前，使用較為廣泛的分類方式是按原材料來源分類，可分為四大類：淀粉類、纖維素類、合成樹脂類及有機(jī)–無機(jī)復(fù)合類。
1. 淀粉類高吸水性樹脂
淀粉類高吸水性樹脂主要是指以淀粉為骨架，通過與其它單體接枝共聚形成的一類高分子材料，其作為早早就被發(fā)現(xiàn)的高吸水性樹脂種類，一般由天然淀粉改性處理得到。淀粉類高吸水性樹脂常以小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等作為基本原材料，這些原材料在生活中隨處可見，不僅來源廣泛，且生產(chǎn)成本低，再加上原材料為生物質(zhì)，一般能被微生物降解，因此為環(huán)境友好材料。
2. 纖維素類高吸水性樹脂
天然纖維素分子含有大量親水基團(tuán)，具有剛性平整結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部分布眾多毛細(xì)管，可增大其比表面積，這些特性使得該種材料非常適合做吸水材料。纖維素是天然可再生資源，可持續(xù)利用，具有無毒、可降解、與環(huán)境相容等優(yōu)點(diǎn)，因此纖維類高吸水性樹脂有著廣闊的應(yīng)用前景。
3. 合成樹脂類高吸水性樹脂
合成樹脂類高吸水性樹脂的分子鏈上存在大量親水基團(tuán)以及交聯(lián)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得該種材料能迅速吸水且將水保存在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。石油化工產(chǎn)品給高吸水性樹脂的生產(chǎn)帶來了大量原材料，該類原材料豐富易得，制備簡便，如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等。合成類高吸水性樹脂吸水率較高，但易受 pH 值和鹽度影響，吸水后凝膠強(qiáng)度較小，再加上其耐鹽性、生物降解性差，廢棄后易造成環(huán)境污染，極大地阻礙了該類吸水材料的使用范圍。
4. 有機(jī) – 無機(jī)復(fù)合類高吸水樹脂
為了克服淀粉類與纖維素類高吸水性樹脂生產(chǎn)工藝復(fù)雜、凝膠強(qiáng)度較低以及合成樹脂類高吸水性樹脂難回收利用等問題，在天然類、合成樹脂類樹脂中引入新的官能團(tuán)或通過共混等手段來改善樹脂的綜合性能，得到可降解、高性能、多功能的復(fù)合類高吸水性樹脂，已成為高吸水性樹脂的一個發(fā)展方向。根據(jù)復(fù)合材料種類的不同，主要可分為有機(jī)／無機(jī)復(fù)合高吸水性樹脂和有機(jī)／有機(jī)復(fù)合高吸水性樹脂兩大類。
高吸水性樹脂應(yīng)用領(lǐng)域
吸水樹脂因?yàn)榫哂?*的保液性，無毒無刺激性，和人體皮膚接觸后不會產(chǎn)生反應(yīng)，對環(huán)境也不會產(chǎn)生較大的影響，因此用途十分廣泛，涵蓋醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等行業(yè)，其中醫(yī)療衛(wèi)生包括冰袋、衛(wèi)生巾等產(chǎn)品，在工業(yè)中有水溶性涂料、增稠劑等工業(yè)用劑，另外在農(nóng)業(yè)上也可以作為蔬菜保鮮材料，保水劑和土壤改良劑。另外大家熟悉的面膜和紙尿褲也都用到了吸水樹脂中的一類——聚丙烯酰胺（PAM）。
高吸水性樹脂（SAP）下游消費(fèi)中，用于生產(chǎn)嬰兒紙尿片/褲占總消費(fèi)量的70.0%；用于生產(chǎn)成人失禁用品占總消費(fèi)量的17.0%；用于生產(chǎn)女性衛(wèi)生用品占總消費(fèi)量的7.0%；用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)保水劑等其它領(lǐng)域占總消費(fèi)量的6.0%。但隨著世界人口逐步老齡化，未來成人失禁用品或?qū)⒗瓌覵AP需求持續(xù)增長。
高吸水樹脂的生產(chǎn)方法
高吸水樹脂常用的生產(chǎn)方式包含溶液聚合和懸浮聚合。
1. 溶液聚合
溶液聚合物以溶液的形式提供粒狀聚合物的吸水性，在用前可以將溶液和密封罐蒸餾。管子上可以涂上大多數(shù)底物，用來飽和。在特定溫度下干燥一定時間，結(jié)果是底層附上具有高吸水性的物質(zhì)。溶液聚合現(xiàn)在是高吸水性高分子生產(chǎn)很普通的過程。這一過程有效，通常耗費(fèi)較低。溶液過程采用水基單體來生產(chǎn)一定量的反應(yīng)聚合膠。聚合的反應(yīng)能（放熱）被用來驅(qū)動這一過程，來減少生產(chǎn)成本。反應(yīng)物聚合物膠然后被粉碎，干燥并研磨到末了的粒徑。任何提高高吸水性高分子性能的措施通常在粒徑完成后進(jìn)行。
2. 懸浮聚合
有些公司實(shí)踐了懸浮液過程，因?yàn)樵诰酆线^程中，它可以提供較高的生產(chǎn)控制和產(chǎn)品工程水平。這一過程，將水基反應(yīng)物懸浮在烴基溶液。結(jié)果是懸浮聚合能夠在反應(yīng)器中生成初級高分子顆粒而不是在反應(yīng)后機(jī)械粉碎。在反應(yīng)階段中或者后也可以進(jìn)行性能增強(qiáng)。
吸水樹脂：聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝流程介紹
1. 前加堿水解工藝
工藝簡述
精制丙烯酷胺、輔料和純水按照工藝比例要求加入到配液罐中，混合均勻檢測合格后向調(diào)制釜中加入-定量的堿(純堿)攪拌均勻，當(dāng)調(diào)制釜內(nèi)料液達(dá)到要求溫度后配料完成。
將配比合格的料液由配液罐打入聚合釜中，向聚合釜中通入氮?dú)馊コ鯕?，向聚合釜加入引發(fā)劑，丙烯疏胺在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成非離子型聚丙烯酷胺膠體。向聚合釜釜壁通入蒸汽進(jìn)行加熱，非離子型聚丙烯酷胺分子中酷胺基在堿性條件下與堿發(fā)生水解反應(yīng)生成羚鈉基。
水解反應(yīng)完成后將陰離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過造粒機(jī)進(jìn)行切粒，將膠粒送入流化床，在流化床內(nèi)經(jīng)過熱干空氣的作用下膠體內(nèi)的水分流失，得到含水量一定的固體顆粒，固體顆粒經(jīng)過研磨機(jī)、篩網(wǎng)的破碎和篩分作用下獲得一定尺寸大小的顆粒，合格顆粒經(jīng)過包裝機(jī)裝入包裝袋成為成品。顆粒在干燥、破碎、篩分包裝過程中產(chǎn)生的粉塵隨系統(tǒng)空氣流向進(jìn)入旋分分離器/脈沖除塵器將粉塵與空氣分離，回收粉塵
2.后加堿水解工藝
工藝簡述
精制丙烯酷胺、輔料和純水按照工藝比例要求加入到配液罐中，混合均勻檢測合格后進(jìn)行升降溫，當(dāng)調(diào)制釜內(nèi)料液達(dá)到要求溫度后配料完成。
將配比合格的料液由配液罐打入聚合釜中，向聚合釜中通入氮?dú)馊コ鯕猓蚓酆细尤胍l(fā)劑，丙烯酷胺在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成非離子型聚丙烯酷胺膠體
非離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過預(yù)切割機(jī)進(jìn)行預(yù)切割，預(yù)切割后膠體進(jìn)入水解器中，按照一定比例向水解器中加入堿(純堿/粒堿)加入后將膠體與堿混合均勻，向水解器夾套通入熱水保持一定溫度。水解內(nèi)非離子型聚丙烯酷胺分子中酷胺基在堿性條件下與堿發(fā)生水解反應(yīng)生成羚鈉基
水解反應(yīng)完成后將陰離子型聚丙烯酷胺膠體經(jīng)過造粒機(jī)進(jìn)行切粒，將膠粒送入流化床，在流化床內(nèi)經(jīng)過熱干空氣的作用下膠體內(nèi)的水分流失，得到含水量一定的固體顆粒，固體顆粒經(jīng)過研磨機(jī)、篩網(wǎng)的破碎和貨分作用下獲得一定尺寸大小的顆粒，合格顆粒經(jīng)過包裝機(jī)裝入包裝袋成為成品。顆粒在干燥、破碎、篩分包裝過程中產(chǎn)生的顆粒粉塵隨系統(tǒng)空氣流向進(jìn)入旋分分離器/脈沖除塵器將粉塵與空氣分離，回收粉塵。
客戶案例
干燥后的SAP之前通常使用的是振動篩進(jìn)行篩分分級，但是一直存在產(chǎn)量低的問題。而搖擺篩：高精度大產(chǎn)量，較好的解決了SAP的篩分難題。
l篩分物料：吸水樹脂SAP（也稱為高吸水性聚合物）
l篩分機(jī)型：YBS圓形搖擺篩
l篩分挑戰(zhàn)：物料比重輕、黏性大、易團(tuán)聚、帶靜電
