國外高吸水性樹脂生產(chǎn)與應(yīng)用

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1、國外高吸水性樹脂生產(chǎn)與應(yīng)用潘曉磊（大慶石化總廠，163714）概述了目前世界高吸水性樹脂（SAP）的發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)供需概況。對(duì)SAP兩種典型的生產(chǎn)工藝的技術(shù)及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了論述。著重探討了國外各生產(chǎn)公司對(duì)SAP應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)與研究。關(guān)鍵詞：高吸水性樹脂應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)高吸水性樹脂(SAPSuper-absorbentpolymers)是新型的功能高分子材料。1975年，美國谷物加工公司研制淀粉接枝丙烯腈共聚皂水解得到高吸水性樹脂，并用于農(nóng)業(yè)土壤改良劑。近年來，SAP應(yīng)用主要是在個(gè)人生活消費(fèi)品，如尿布、衛(wèi)生餐巾、外科手術(shù)用服裝等方面的應(yīng)用。一次性嬰兒尿布應(yīng)用需求增長(zhǎng)最快。1980

2、年，世界SAP生產(chǎn)能力約為5kt/a，1990年增加到207kt/a，1999年猛增到1292kt/a。1980－1990年，世界SAP生產(chǎn)能力的年均增長(zhǎng)速度高達(dá)45.11％，1990－1999年為22.56％。1999年，世界SAP的最大生產(chǎn)商是日本觸媒化學(xué)公司，其總生產(chǎn)能力為230kt／a，占世界總生產(chǎn)能力的17.8％；其次是Deggusa／Huels集團(tuán)的Stockhausen公司，生產(chǎn)能力為200kt／a，約占世界總能力的15.48％；居第三位的是美國Amcol公司的全資子公司Chemdal公司，生產(chǎn)能力為180kt／a，占世界總能力的13.93％。上述3家公司合計(jì)能

3、力約占世界總能力的47.21％。1999年，世界SAP的消費(fèi)量估計(jì)為800kt，其中美國是世界上最大的SAP消費(fèi)國，消費(fèi)量約為280kt，約占世界總消費(fèi)量的35.0％。歐洲SAP的消費(fèi)量約為200kt，約占總消費(fèi)量的25.0％；日本SAP的消費(fèi)量約為80kt，約占世界總消費(fèi)量的10.0％；其他地區(qū)的消費(fèi)量約占30.0％。目前在西方發(fā)達(dá)國家即棄紙尿片已基本上取代了傳統(tǒng)的普通尿片，如瑞典紙尿片的普及率為100％，法國為98％，芬蘭為95％，比利時(shí)為85％，美國和加拿大為80％，英國和日本分別為70％。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年世界SAP的消費(fèi)量將達(dá)到1000～1100kt，消費(fèi)量年均

4、增長(zhǎng)速度為3.79％～5.45％。美國、日本和歐洲SAP主要生產(chǎn)廠，主導(dǎo)了高吸水性樹脂SAP的規(guī)格和產(chǎn)品發(fā)展方向。例如滿足消費(fèi)者對(duì)更薄尿布、較高SAP負(fù)載量等要求。1SAP的消費(fèi)狀況表1、表2統(tǒng)計(jì)了世界各地區(qū)SAP消費(fèi)與供需情況。表1世界各地區(qū)SAP的消費(fèi)情況（kt）地區(qū)嬰兒一次性尿布成人失禁用品/婦女衛(wèi)生用品其他美國184278歐洲1201510日本42126合計(jì)3465424表2世界SAP供需平衡（kt）項(xiàng)目美國歐洲日本　1995年2000年1995年2000年1995年2000年消費(fèi)2192891452156075進(jìn)口5555--出口304520307095產(chǎn)量2443

5、29160240130170生產(chǎn)能力2853282002361702002兩種典型的SAP生產(chǎn)工藝2.1淀粉-丙烯酸嫁接型SAP(淀粉法)工藝這種生產(chǎn)工藝主要?jiǎng)澐譃榫酆?、中和、干燥、粉碎、包裝等工序。除原料混合部分，整個(gè)工藝連續(xù)操作。配有兩套反應(yīng)器和干燥箱，一條粉碎包裝線。聚合反應(yīng)器采用普通套管式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為316L不銹鋼。經(jīng)混合噴口后，原料如丙烯酸進(jìn)入反應(yīng)器頂端一個(gè)特殊的混合箱中，再用泵將交聯(lián)劑TGD（triethyleneglycoldimethyarcylate）和引發(fā)劑（過氧化氫和L敗血酸）送入反應(yīng)器中。整個(gè)反應(yīng)用水急冷，維持在40℃下進(jìn)行，通常反應(yīng)3h。反應(yīng)中通入氮

6、氣保護(hù)并促進(jìn)反應(yīng)。生成的凝膠狀產(chǎn)品送入單螺桿擠出機(jī)與30%NaOH反應(yīng)，中和酸性共聚物集團(tuán)。收率為96%。淀粉∶丙烯酸∶堿性蘇打摩爾比為1∶3∶1.7。經(jīng)擠出機(jī)后，物料送入一個(gè)特殊的具有刮板的處理罐內(nèi)除去95%以上的水分。再在150℃下干燥。干燥后的聚合物約1cm大小，將碎片刮下。用傳輸機(jī)將碎片送入粉碎機(jī)粉碎?？刂屏６?00目。成品包裝并貯存。2.2丙烯酸鈉法主要工藝步驟與淀粉法相比，另增一套丙烯酸鹽單體裝置。聚合為連續(xù)工藝。柱形聚合反應(yīng)器材質(zhì)為316L不銹鋼。用冷卻水套層冷卻，保持反應(yīng)器溫度。單體連續(xù)進(jìn)料可防止凝聚發(fā)生。定量加入反應(yīng)引發(fā)劑并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)和促進(jìn)反應(yīng)。一般2h后

7、開始發(fā)生聚合。反應(yīng)完成后，產(chǎn)物送到單螺桿擠出機(jī)。經(jīng)擠出機(jī)后物料進(jìn)入兩個(gè)反應(yīng)罐中，在150℃下除去95%以上的水分。刮削成片狀的產(chǎn)物，傳輸?shù)椒鬯闄C(jī)粉碎，控制聚合物顆粒為100目。將顆粒產(chǎn)物送入流化床干燥器干燥加熱至180℃,保持30min后，送去包裝。總收率為95%。2．3SAP生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較兩套20.4kt/a的SAP裝置的生產(chǎn)成本與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一套為丙烯酸鈉SAP裝置（丙烯酸鈉法），另一套為淀粉丙烯酸聚合SAP裝置（淀粉法）。評(píng)估數(shù)據(jù)依據(jù)1996年1季度美國海灣地區(qū)的成本。丙烯酸是丙烯酸鈉