吸水樹脂是一種新型功能高分子材料,能吸收比自身重百倍甚至上千倍的水,當它吸水膨脹後與水發生凝固,成為一種水凝膠,鎖水能力超強,因此水無法流出,即使是用力擠壓也不會漏水。
紙巾、毛巾和海綿等都是日常生活中用來吸水的材料,它們最多能吸自身重量20倍左右的水,而且保水性不強,用力擠壓就可把水擠出。在高吸水性樹脂面前,它們可都是小巫見大巫。與紙張、棉花和海綿等材料類似,高吸水性樹脂的吸水能力也主要透過羧基、羥基等親水性基因與水分子間強烈的氫鍵作用來實現,不同的是後者可利用的親水性基因含量大大高於前者,且分子鏈網格結構可高度溶脹,進一步將水分子束縛於其中,從而獲得了超強的吸水效能。
吸水性樹脂從何而來?
吸水樹脂的主要來源是天然高分子或者合成聚合物。天然高分子為澱粉,纖維素、殼聚糖等,也就是說我們日常生活中的土豆澱粉就能製備吸水樹脂;而合成聚合物則包括聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯醯胺(PAM)和聚乙烯醇(PVA)等。
吸水樹脂的應用
吸水樹脂因為具有極強的保液性,無毒無刺激性,和人體面板接觸後不會產生反應,對環境也不會產生較大的影響,因此用途十分廣泛,涵蓋醫療衛生、工業、農業、建築等行業,其中醫療衛生包括冰袋、衛生巾等產品,在工業中有水溶性塗料、增稠劑等工業用劑,另外在農業上也可以作為蔬菜保鮮材料。提到衛材,大家比較熟悉的就是面膜和紙尿褲。沒錯,面膜和紙尿褲也都用到了吸水樹脂中的一類——聚丙烯醯胺(PAM)。
吸水樹脂主要生產廠商
吸水樹脂的主要生產廠商有德國贏創、巴斯夫、日本觸媒、三大雅、住友、韓國LG、NA工業、萬華化學、臺塑、諾爾集團、衛星石化等。而在高吸水樹脂(SAP)領域,據新思界產業中心研究,全球SAP三巨頭分別為日本催化劑、德國巴斯夫和德國贏創。從國內市場來看,2020年,國內SAP產能前三的企業分別是宜興丹森、山東諾爾和南通,合計佔比50%。
據中國石油和化工大資料中心推出的《2021中國石油和化工大宗產品報告》之高吸水性樹脂(SAP)篇顯示,2020年世界產能前十的高吸水性樹脂生產企業產能佔總產能的76.1%。
高吸水性樹脂(SAP)下游消費中,用於生產嬰兒紙尿片/褲佔總消費量的70.0%;用於生產成人失禁用品佔總消費量的17.0%;用於生產女性衛生用品佔總消費量的7.0%;用於工業、農業保水劑等其它領域佔總消費量的6.0%。嬰兒紙尿褲一直是SAP最大下游市場,但隨著世界人口逐步老齡化,未來成人失禁用品或將拉動SAP需求持續增長。
中國SAP市場消費潛力巨大,未來SAP產能仍將持續增長,但增速放緩。近年國內SAP市場供需基本平衡,但存在結構性矛盾。國內用於衛生用品的SAP主要依賴進口及外資企業產品,高階產品供不應求,而品質相對較低的產品產能過剩,小型裝置普遍開工率不高。
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