前言
高吸水樹脂(SAP)是一種能吸干相當(dāng)于自身重量幾百倍甚至幾千倍的水,且可保持吸水后不流動(dòng)而呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)的新型高分子材料。因其特殊的吸水、貯水功能,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,目前最主要的用途是嬰兒紙尿褲、婦女衛(wèi)生巾和成人紙尿片。
吸水原理及保水原理
吸水原理
①水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團(tuán)作用,親水基團(tuán)電離,陰離子間的靜電排斥力使樹脂網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。
②吸水量的增加→內(nèi)外的滲透壓趨于零且樹脂網(wǎng)絡(luò)彈性收縮力增大,逐漸抵消陰離子之間的排斥力→達(dá)到吸水平衡。
保水原理
①樹脂三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)阻止SAP網(wǎng)絡(luò)吸水無限制擴(kuò)張。
②水分子與樹脂鏈通過氫鍵結(jié)合。
生產(chǎn)工藝1
溶液聚合法
以水為溶劑,將經(jīng)堿部分中和后的丙烯酸在存在交聯(lián)劑的環(huán)境下進(jìn)行交聯(lián)聚合制得SAP的方法。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染,對(duì)設(shè)備要求低,生產(chǎn)效率高,缺點(diǎn)是聚合中后期體系粘度高,傳熱,攪拌困難,另外還有聚合速率低,分子量偏低,溶劑回收成本高等問題。
生產(chǎn)工藝2
反相懸浮聚合法
以有機(jī)溶劑為分散介質(zhì),經(jīng)堿中和的水溶液?jiǎn)误w丙烯酸鈉在懸浮分散劑和攪拌作用下分散成水相液滴,引發(fā)劑和交聯(lián)劑溶解在水相液滴中進(jìn)行聚合的方法。其優(yōu)點(diǎn)是克服了溶液聚合傳熱和攪拌問題,兼有高聚合速率和高分子量的優(yōu)點(diǎn),且反應(yīng)條件溫和,副反應(yīng)少。缺點(diǎn)是主設(shè)備材質(zhì)要求高,只能進(jìn)行間歇性生產(chǎn),且有機(jī)溶劑的使用成本,回收處理成本高,容易產(chǎn)生污染。
產(chǎn)業(yè)鏈
全球高吸水樹脂消費(fèi)結(jié)構(gòu)
全球主要SAP需求商為寶潔、金百利、尤妮佳、SCA等。這些公司有著大家熟悉的品牌如幫寶適、好奇、MOONY、甜寧等。個(gè)人衛(wèi)生用品領(lǐng)域是高吸水樹脂的主要消費(fèi)領(lǐng)域,約占總消費(fèi)量的90%。
市場(chǎng)機(jī)遇
單獨(dú)二胎政策
①每年新生兒的增長(zhǎng)率加快,按最近三年平均出生率12‰測(cè)算,新生兒約1600萬人,則0-3歲適齡人群達(dá)4800萬人。
②嬰兒紙尿褲國內(nèi)市場(chǎng)滲透率僅為39%,歐美發(fā)達(dá)國家滲透率達(dá)到95%,市場(chǎng)空間較大。
人口老齡化加劇
①2013年老齡化人口達(dá)到2.02億,老齡化水平14.8%。
②國內(nèi)成人紙尿褲市場(chǎng)滲透率僅為3%,日本等國家滲透率已達(dá)到80%。
未來趨勢(shì)
①目前嬰兒紙尿片/褲、女性衛(wèi)生用品正走向超薄化趨勢(shì),對(duì)高品質(zhì)SAP的需求量越來越多,且SAP用量也逐漸增加。
②適應(yīng)超薄化、對(duì)SAP提出新的要求:高強(qiáng)度高通液性的SAP→嬰兒紙尿褲;吸液速度快、吸收量大的SAP→衛(wèi)生巾;抑菌除臭能力強(qiáng)的SAP→成人紙尿褲。