高吸水性树脂的现状及发展方向杨小晨（兰州化学工业公司技术中心

高吸水性树脂的现状及发展方向杨小晨（兰州化学工业公司技术中心，甘肃兰州730060）摘要：文章简单叙述了目前国内外高吸水性树脂的生产状况，并预测了该领域存在的问题及今后的发展方向关键词：高吸水性树脂；产能；预测中图分类号：TQ638TQ324.9高吸水性树脂（简称SAP或SAR）是一种含有羧基、羟基等亲水性基团并具有一定交联度的水溶性聚合物，它不溶与水，也不溶于有机溶剂，能吸收自重几十倍到上千倍水，并在一般压力下不会脱水，因而广泛应用于工业、农林业、医疗卫生和日常用品中。1961年美国的C.R.Russell等人从淀粉接枝丙烯腈开始了对其的研究，其后Fanta等人的研究结果进一步表明：高吸水性树脂具有高吸水性和高保水性两个显著特点。1978年淀粉接枝聚合物高吸水性树脂在HenkelCorporation工业化获得成功，从此开始了高吸水性树脂的发展。目前市场上高吸水性树脂品种很多，性能各有优劣，作为商品的主要是交联的聚丙烯酸盐、丙烯酸共聚物及淀粉——丙烯酸接枝聚合物。常用的聚合工艺有反相悬浮聚合、乳液聚合、水溶液聚合、淀粉接枝聚合等生产技术。1高吸水性树脂的生产、市场状况（1）美国：美国是高吸水性树脂的首创国，但当时产品问世后市场反应平淡，直到日本推出纸尿布后刺激了美国的高吸水性树脂发展。1999年美国高吸水性树脂的消费量约为28万吨，占世界消费量的35%，主要消费领域是妇婴用品，最近几年电缆工业也是高吸水性树脂快速增长的市场之一，高吸水性树脂用于防水侵入，最大的市场是光纤电缆，但动力电缆和电信电缆的用量也在增长，用高吸水性树脂处理电缆成本低且性能同于或优于传统处理方法。表1.美国高吸水性树脂生产状况单位：万吨（2）西欧：西欧主要生产高吸水性树脂的国家有英国、法国和德国。90年代初西欧的尿布市场迅速转向使用高吸水树脂的一次性尿布，每年消费量以15~20%的速度增长，到1994年西欧婴儿尿布对高吸水性树脂的需求似乎已趋于饱和，进一步的增长在于提高每片尿布的树脂用量以及向工业化产品市场的发展。表2.西欧高吸水性树脂生产商单位：万吨生产商生产能力备注陶氏8BASF18.0收购Chemdal公司7.0与巴西Petrobras公司合资HoechstCelanese6.9Stochhausen7.5N.A.Industries6.0日本触媒公司在美国的公司Lowell.WY4.0生产商生产能力备注Dow化学（德国）4.0德国莱因明斯特（3）日本：日本高吸水性树脂生产能力居世界第二位，仅次于美国，日本触媒化工公司是SAP主要生产企业，该公司正在推行全球发展战略，以期能够占有全球25%的市场，目前该公司是仅次于BASF的全球第二大生产厂家。卫生用品如一次性尿布是SAP主要的最终用途产品，高吸水性树脂已占日本一次性尿布市场的90%，另外在农业中也有较大的应用。表3.日本高吸水性树脂的主要公司生产能力单位：万吨（4）中国：我国自20世纪80年代初开始高吸水性树脂的合成与应用研究，与美国、日本、西欧等国家和地区相比，起步较晚，生产和应用尚处于起步阶段，存在一定差距，目前只有少数生产厂家，仅一百吨规模生产，此外有几家研究院正在进行研究。1999年我国高吸水性树脂的消费量为1.2~1.3万吨，2000年需求量为1.8万吨，预计到2005年，国内市场需求量将达到2.8~3.0万吨，占世界总消费量的2.5~3.0%。表4.中国高吸水性树脂的主要研制生产单位2.目前存在问题近几十年，在高吸水性树脂研究方面，国内国外都作了大量的工作，但问题依然存在，主要是以下几方面：（1）对高吸水性树脂的研究目前主要集中在开发新产品的合成和应用方面,没有从高分子化学反应的角度出发进行深入、细致的研究。（2）在高吸水性树脂的性能研究方面,国外做了颇为全面、细致、深入的研究,国内发展滞后。（3）提高离子型的高吸水性树脂耐盐性是今后研究的重要课题。（4）提高非离子型的高吸水性树脂吸水能力。3今后发展方向（1）开发高性能化的高吸水性树脂。吸水倍率和吸水速率是高吸水性树脂的主要性能指标,但二者似乎是冲突的。离子型的高吸水性树脂吸水倍率高,但吸水速率慢;而非离子型的高吸水性树BASF16.0比利时安特卫普Stockhausen（德国）8.5美国北卡罗来纳州（克雷菲尔德）Atofina1.2SNFFloerger0.2日本触媒（欧洲）3.0生产商生产能力触媒公司（日本）14.0San­Dia聚合物11.5SumitomoSeika4.0东亚合成化工（Toagosei）1.0花王（Kao）未公布单位产品能力（T/Y）用途中科院长春应用化学所SP­1,SP­IS农、林、园艺、卫生用品S­13100AG­13100S­13­1B­13­1中科院兰州化物所LPA150石油、农业、卫生用品化工部聚丙烯酰胺工程中心高吸水材料500化妆品、药物、保水剂抚顺化工研究设计院FS­1200农、林、园艺、保鲜FS­2100脂则刚好相反。因此,需要开发研究二者性能均优的高吸水性树脂。提高吸水速率可以通过增大高吸水性树脂的比表面(粉碎或制成片状等)和亲水基团多样化(引入非离子型亲水基团)来实现。（2）研究高吸水性树脂与无机物、有机物、高分子等复合。吸水性材料的复合化是发展的必然,高吸水性树脂也不例外。,制备出性能优良、成本较低的吸水性复合材料,如高岭土—高吸水性树脂复合材料、吸水性橡胶材料、吸水性塑料(将SAR与塑料或橡胶混合制成密封材料,用于遂道和地铁工程的止水材料,该类复合材料既具有吸水特性,又具有相混材料的性质)及吸水性纤维等。尤其是高吸水性纤维更是引人关注,它兼化工和纺织两行业的特色,其优越的性能将使其有重大发展。（3）吸水性凝胶材料的应用也是未来高吸水性树脂研究的一大方向。利用高吸水性树脂的特性和凝胶性质来研制智能性凝胶具有广阔的前景。（4）随着人们环保意识的增强,生物可降解高分子材料的开发和应用已日益受到政府、企业和科研机构的重视。随着高吸水材料在各个领域日益广泛的应用,对其可生物降解性能的要求也逐渐被提上日程。对高吸水材料生物可降解性的研究直到90年代国外才见有报道,国内几乎是一片空白。目前已报道的含海藻酸盐、纤维素、聚乳酸的高吸水材料虽具有一定的生物降解性,但在海藻酸盐、纤维素、聚乳酸组分被微生物降解后,接枝或交联的其它组分(如聚丙烯酸)仍然保留下来,未能达到100%的降解。（5）氨基酸类高吸水材料吸水倍率较高,是今后的一个发展方向之一。从国外报道来看,用微生物体合成的高吸水材料吸水量较小,需进一步改进,它也是将来高吸水材料的一个发展方向,但就目前微生物合成技术水平来看,尚有较大的研究难度。（6）现有的高吸水性树脂除聚环氧乙烯系列高吸水性树脂等非聚电解质外,绝大部分高吸水性树脂分子链上均含有羧基等类似离子基团,耐电解质性能较差,因而限制了其在电解质浓度较高领域内的应用。关于如何提高高吸水性树脂的抗电解质性能也是今后的一个研究方向。ThepreparationanddevelopmentofSAPAbstract:ThemanufacturingstateofpresentSAPonoverseasanddomesticisconciselydescribed.Theexistendproblemandevermoredevelopmentdirectioninthefieldareforecasted.Keyword:SAPdeliverabilityforecastFrom:[e-mail]:[e-mail]:31May2005,08:30:34AMSubject:兰州化学工业公司技术中心杨小晨稿件