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高吸水性树脂生产现状及市场前景


高吸水性树脂生产现状及市场前景
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer, SAP)是一种含有羧基、羟基等强亲水性基因,并具有一 定交联度网络结构的高分子聚合物[1],是一种特殊功能材料。它不溶于水,也不溶于有机溶剂,并具 有独特的性能,通过水合作用能迅速地吸收几十倍乃至上千倍自身重量的水,也能吸收几十倍至 100 倍的食盐水、血液和尿液等液体,同时

具有较强的保水能力。SAP 作为一种很有前途的新型功能性高分 子材料,完全不同于传统的吸水材料如海绵、纸、棉等。其应用涉及众多行业,除卫生用品领域外, 在农林园艺和水土保持、医疗、化妆品、建材领域、电缆、电子工业方面也有广泛的应用[2]。 目前,发达国家对 SAP 在卫生用品方面的需求虽然日趋饱和,但在广大发展中国家在这方面的需求却 日趋扩大,各公司纷纷扩大生产,增加研究和开发力度,由于 SAP 的用途极为广泛,受到各国高度重 视,可见进一步开发 SAP 仍然有很重大的意义。 2. SAP 的生产方法 2.1. SAP 的分类 SAP 一般按原料分为淀粉系、 纤维素系和合成树脂系三大类。 交联的丙烯酸盐聚合物是合成树脂系吸水 材料的重要方面,而且被认为最有希望的吸水树脂。目前用于医药卫生用品的大部分 SAP 是丙烯酸类 高吸水聚合物。与其它类型高吸水剂比较,该类聚合物除了具备高吸水性能外,其还具有生产成本低, 工艺简单,产品质量稳定,长时间储存不会变质等特点,因此成为 SAP 产品的主流。 2.2 聚丙烯酸盐系 SAP 的生产方法 聚丙烯酸盐系 SAP 的生产方法主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法[3-7]。 2.2.1 水溶液聚合法 水溶液聚合法是以水为溶剂,将经碱部分中和后的丙烯酸,在交联剂存在下进行交联聚合、干燥粉碎 而制得的 SAP 的方法。 该法以水为溶剂,生产过程不产生污染,对设备要求低,投资省.操作简单,生产效率高,缺点是反应 速度快.温度不易控制,后处理需增加干燥.粉碎.筛分工序,产品性能较差。主要表现:吸水率(吸蒸 馏水和生理盐水)低,吸水速度慢、产品强度小、易吸潮、产品粒度不均等。很难达到卫生用品的要 求。采用该法的厂家有日本触媒、住友精化、三洋化成等公司。国内的 SAP 生产也基本采用该法。 2.2.2 反相悬浮聚合法 反相悬浮聚合法是以溶剂为分散介质,经碱中和的水溶液单体丙烯酸钠,在悬浮分散剂和搅拌作用下 分散成水相液滴,引发剂和交联剂溶解在水相液滴中进行的聚合方法。 该法解决了水溶液聚合法的传热、搅拌困难等问题,且反应条件温和,可直接获得珠状产品,生产的 SAP 粒径大小可根据用途和吸水要求调节。且吸水率高,吸水速度快,产品强度大,不易吸潮等。符合

医疗卫生用品质量要求,但此法生产的吸水树脂的特性是其它方法无法比拟的,是一种合成 SAP 的独 特方法。该方法的缺点是主设备材质要求高,设备投资大,采用有机溶剂。需要溶剂回收装置,容易 产生污染。只能进行间歇性生产,设备利用率低,生产效率低。采用该法生产的有日本住友精化和触 媒等公司。我国目前未见采用该法工业生产的报导。 3 SAP 的生产概况 1978 年日本实现了 SAP 的工业化生产,随后,美国 Chemdal 公司、日本住友精化、触媒化学公司、德 国 Stockhause、日本三洋化成、Dowchemica 等数十家公司先后投产,1980 年世界生产能力均为 5 kt, 1990 年生产能力增强到 210 kt,1998 年已发展到 850 kt,而到 2000 年,世界 SAP 生产能力迅速增加 到 1200 kt 左右。目前主要生产地区包括美国、日本、西欧,随着亚洲市场的扩大,有些公司在亚洲 也建厂并投产,东南亚也将成为第四大生产区。 我国从 20 世纪八十年代初开始了对 SAP 的研究工作,先后有 40 多个单位从事过 SAP 的研究,专利报 道有几十项。目前我国 SAP 的生产能力在 30 kt/a 左右,生产企业近 30 家,但规模都不大,生产能力 在 1 kt 以上的仅 7 家。其中年产 5 kt 的有:陕西华光实业有限公司、青海新型高分子材料有限公司、 江苏国达高分子材料有限公司。 kt/a 的有: 3 保定科翰科技发展有限公司.唐山博亚科技发展有限公司. 无锡佳宝卫生材料厂;1 kt/a 的有:上海高桥浦江塑料厂,开工率不高,2001 年产量约为 15 kt。据 报导,日本 Sandage Polymer 公司考虑中国对 SAP 需求的急速增长,计划在江苏南通新建一个产量为 130 kt/a 的生产基地,预计 2005 年竣工投产。日本触媒株式会社将于年底开工建设的日触化工(张家 港)有限公司,总投资 4300 万美元,计划 2004 年底建成。投入运行后可实现年产 SAP 30 kt 的生产 能力。产品主要用于纸尿布。 4 SAP 的消费情况 SAP 是一种功能性吸水材料,由于 SAP 的应用十分广泛,SAP 的消费近十年来增长很快,美国、西欧和 日本是 SAP 的主要消费国,1999 年世界高吸水性树脂原消费量估计为 800 kt,其主要消费国为美国, 消费量约为 280 kt,占世界消费量的 35%,其次是欧洲,消费量约为 200 kt,占世界消费量的 25%, 日本消费量约为 80 kt,占世界总消费量的 10%。南美.中东和东南亚等地的消费量占 30%,据预测,到 2003 年全球的需求量将达到 1000 kt 以上,高吸水性树脂主要用于卫生材料,如卫生巾.婴儿尿片.尿 裤及病人床垫等,卫生材料的使用量约占总量的 80%,农.林保水和育种占 8%,建筑助剂占 4%,油田矿 产助剂占 3%,其它占 5%。 在我国进入 90 年代,随着卫生用品的迅速发展,已形成了中国 SAP 消费市场,但国内产品无论在价格 还是产品质量方面都无法与进口产品竞争,与国外相比还有距离。在我国 SAP 的消费主要以卫生用品 应用为主,预计到 2003 年,国内 SAP 的需求将达到 30 kt,其中个人卫生用品的消费量约为 26 kt , 农林和其它方面的消费量约为 4 kt ,到 2010 年国内 SAP 的需求量将达到 100 kt。目前国内卫生用品 使用的 SAP 大部分为进口产品,目前进口价为 1.5~1.8 万元/t,国内 SAP 生产成本在 1.2~1.5 万元 /t,售价为 1.8~2.2 万元/t。 5 发展建议 高吸水性树脂是一种多品种、多功能的材料,具有优异的吸水性和保水性,在许多领域已广泛应用。 但是,目前我国高吸水性树脂的应用还仅局限于个人卫生用品,应大力开展其在农业、医药用品、日

用化工和建筑等其它领域的应用研究。目前我国有几十家单位研究和生产,至今尚未形成生产规模, 由于产品性能和造价过高,国内大部分高吸水性树脂仍需进口。因此,我国有关部门应积极合作,加 大投入,加快科技进步,对现有的技术进行改进,尽快实现反相悬浮聚合的工业化生产,缩短同国外 先进技术的差距,带动高吸水性树脂的产业化进程。 虽然国内市场对高吸水性树脂的市场需求迅速增加,但是从世界范围来看,随着一批新建装置的投产, 高吸水性树脂的市场需求会逐渐趋于饱和,中国加入 WTO,会给中国企业带来较大的冲击。因此,国内 高吸水性树脂行业要克服小装置遍地开花现象。中国加入 WTO 后,国外的大公司不会再一味地兼并或 重新建厂,而是带着自己的资金或技术在中国寻找伙伴。因此我国企业应改变观点、放下包袱,抓住 机遇,积极同国外的企业进行合作,充分利用他们的资金或技术优势,尽快提升自己的产品竞争力, 以满足我国人民日益增长的需求。 联系电话:0434-3271139。 参考文献: [1] 林润雄,王基伟.高吸水性树脂的合成与应用[J].高分子通报,2000,(2) :85-92. [2] 王勇,张玉英.高吸水性树脂的研究进展[J].中国塑料,2001,(10):14-16. [3] 郑延成,周爱莲.溶液法合成高吸水性树脂的条件优化[J].精细石油化工,1999,(5):34-36. [4] 邹新禧.超强吸水剂[M].北京:化学工业出版社,1991. [5] 日本公开特许[P],83-127714. [6] 华峰君,钱孟平,谭春红.反相悬浮法合成超强吸水剂[J].功能高分子学报,1996,(4):589-596. [7] 范荣, 朱秀林, 路建美, 等.丙烯酸钠反相悬浮聚合吸水性能研究[J].高分子材料科学与工程, 1995, (6):25-29.


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