高吸水性树脂的应用与市场

％。
２．国内概况
二十世纪八十年代初．国内开始研究高吸水性树脂，１９８８年开始有了ＳＡＰ专利，先后
有４０多个单位从事过此项目的研究，并陆续建设了一些小型装置．规模在１００～５０００吨／
年。２００２年广东中山锐迪有限公司有几千吨ＳＡＰ产量．产品用于农业和卫生材料两方面。
目前．国内装置总产能在ｉ００００～１５０００吨／年，产量只有５０００吨／年左右。大多数由于装置
高吸水性树脂的应用与市场
陶子斌 乐丹蓉 （北京东方化工厂）
摘要：本文简要介绍最近国内外高吸水性树脂生产发展状况，并着重介绍高吸水性树脂在各 个领域的应用和消费市场需求情况。
一、引言 关于高吸水性树脂或称高吸水聚合物（Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｐｏｌｙｍｅｒ，简称ＳＡＰ）我们在《丙
烯酸化工与应用》刊物上曾作过介绍，几年来在国外由于市场需求比较强劲，高吸水性树脂 生产及应用得到了进一步发展，国内相关ＳＡＰ装置建设正紧密锣鼓地进行。本文拟对国内外 最近几年生产状况再作简单介绍，并收集资料介绍其应用领域，对消费市场作初浅分析。 二、国内外概况 １．国外概况
中国政府十分重视“三农”问题。ＳＡＰ在中国农村的应用将比任何其它国家都更具潜在 市场，更具发展前景。 ３．医药和农药
高吸水性树脂具有溶胀成胶状特性，在其网络结构中水溶液性物质可以以溶液的形式逐 步或缓慢释放出来，使其在医药和农药等方面得到应用。
高吸水性树脂可以应用于杀虫剂和药品中，可使这些药物溶于水中或结合在聚合物物 相中，然后逐步有控制地释放出来。高吸水性树脂如聚丙烯酸盐因ＰＨ值与离子的强度不同 而可改变溶胀状态，因子可以控制释放某些物质。高吸水聚合物的交联密度亦对溶胀状态起 作用，亦可用这种特性有控制的释放物质。例如有人用高吸水性树脂吸收杀虫剂，然后使之 释放，起到灭蚊作用。在药品中，疏水性的药剂很难与亲水性的药剂配在一起，通过高吸水 性树脂就可以解决这个问题。可以用其ＰＨ值的变化或加电压使其离子化程度起变化等等使
丙烯酸高吸水聚合物中有很强的亲水基团，并形成一定的交联密度的水可溶胀的松散网 状高分子结构，因而是一种很有前途的新颖的功能性高分子材料，其种种优异性能使之广泛 应用于许多领域。
高吸水性树脂最基本的性能是它具有能吸收比自身重百倍甚至上千倍的水，吸水后能成 为一种胶状体，具有一定的强度和保水性，它不溶于水，也不溶于有机物，却有着奇特的吸 水性能．所以在婴儿纸尿裤、妇女卫生巾及成人失禁垫等方面得到应用，取代了传统的吸液 材料。同时也用在餐巾纸、医疗手术裹伤口用材料，户外和浴室铺垫、家庭宠物污物处理等 方面。 １．卫生用品
１４７
熬
９８９ １９９２ １９９３ １９９４ １９９５ １９９６ １９９７ ２０００ ２００１ ２００４ ２０１０
’
年份
图ｌ全球ＳＡＰ生产能力和趋势 近年来，国外的ＳＡＰ厂商面临抢占市场份额和降低生产成本的激烈竞争。鉴于此，ＳＡＰ 行业进行了重大整合。１９９９年德国ＢＡＳＦ公司正式投入ＳＡＰ产业，先于２０００年６月并购美 国Ｃｈｅｍｄａｌ公司．继又收购科莱恩ＳＡＰ业务，在欧洲、南美和泰国建厂，２００２年成为产能 高达３８万吨／年的世界第一大ＳＡＰ厂商。但是ＢＡＳＦ在巴西建７万吨／年ＳＡＰ装置拟２００２年 投产已推迟到２００６年投产，生产能力改为６万吨／年。日本三洋化成公司和三菱化学公司于 ２００１年４月组建名为Ｓａｎ—Ｄｉａ的聚合物合资企业，并已于２００２年将ＳＡＰ产能扩大到ｉｉ．５ 万吨／年。２００３年７月末统计全球ＳＡＰ大企业产能排名如表１所示。
以抗微生物制剂加高吸水性树脂，可以在食品方面应用。可以控制因微生物作用而产生 的气味。
在食品包装体系中加高吸水性树脂可以吸收水和其它含水液体，如冷冻的新鲜食品、水 果、果汁、畜肉、禽肉和海鲜等在融化时用高吸水性树脂吸液。
高吸水性树脂亦能吸收空气中的水汽，可以控制空气湿度，其释放水和吸收水量都大于 原来使用的硅胶。在有的场合因高吸水性树脂粉状不宜直接使用而制成薄膜或开发高吸水性 树脂纤维，如在猪肉和禽肉的包装中加高吸水性树脂垫，这种垫是把高吸水性树脂压在二层 纸或无纺布之间。
７．防火与灭火 由于ＳＡＰ吸水不吸油，故可用作油水分离剂、灭火剂等。最近德国Ｄｅｇｕｓｓａ公司最新研
制的ｆｉｒｅｓｏｒｂ灭火剂是一种含ＳＡＰ的新型灭火剂助剂，这种灭火剂具有非常好的防火和灭 火性能，它的吸热能力是水的五倍。使用这种灭火剂，不仅可以减少高达５ ０％的用水量， 还可缩短灭火时间。根据德国地方法规，ｆｉｒｅｓｏｒｂ凝胶可排人到市政水系统中。 ８．其它 · 滑冰场一
（１）婴儿纸尿裤 在过去的３０年中，婴儿纸尿裤变化较大。一般婴儿尿裤由三部分组成，底层为不渗透
层．中层为吸收芯层．顶层为多孔薄层。顶层靠着婴儿的皮肤，帮助芯层吸收液体，既能使 尿液易通过该层，又能使尿液不滞留在婴儿皮肤表面。一般用多孔的疏水物质，如聚脂或聚 丙烯无纺布。底层要求亦为疏水物质，能保持婴儿衣服干燥，但不是多孔状的，如聚丙烯薄 膜，芯层住留尿液并能承受来自婴儿的压力。
已经停产，科翰树脂厂也已经大幅减产，其它一些规模小的工厂也已纷纷停产。
６
最近，日本触媒在扩大其国内和比利时生产厂的产能之后，叉准备在中国建设一套２～ ３万吨／年的ＳＡＰ生产装置，地点选在中国长江下游地域。Ｓａｎ—ｄｉａ公司成立后，已拥有产能 ｉｉ．５万吨／年，到２００３年５月又增加１万吨／年的能力，目前已把目光投向中国市场，他们预 测今后几年中国消费纸尿裤的人数会有较大增加，已在江苏南通建设～套３万吨／年的生产 装置，２００５年中期将竣工投产。德国ＢＡＳＦ已在南京建了一套１６万吨／年的丙烯酸（ＡＡ）生 产装置，预计２００５年３月投产。该装置也有用于生产ＳＡＰ的高纯丙烯酸原料。ＳＡＰ是ＡＡ的 下游产品，中国ＳＡＰ市场潜力巨大，ＳＡＰ行业的头号种子选手ＢＡＳＦ公司是不会放过这天赐 良机的，在中国建设一套ＳＡＰ生产装置的可能性极大。国内亦有若干企业试图建设ＳＡＰ装置。 但市场容量有限，要上装置的单位切忌盲目，最终造成供远大于求的不良局面。 三、ＳＡＰ的应用领域
高吸水性树脂可制作人造雪。用于室内滑冰场，高吸水性树脂吸收上百倍于本身重量的 水后，经冷冻成胶状而成如“粉状”雪一样。如日本东京附近就有这种滑冰场，用这样的雪， 其环境温度可以比单独用水造的雪的环境温度高ｉ０。Ｃ以上，而且据称滑雪更舒坦。 ·化妆品
与当时日本住友（生产工艺也是反向悬浮）产品的技术指标非常接近，但由于种种原因，研究
已终止，很可惜。就是生存下来的企业所占的市场份额也是较少。国内规模较大的ＳＡＰ生产
企业是河北唐山博亚科技开发公司和河北保定科翰树脂厂，其生产能力均为０．３万吨／年，
但近期由于国家对进口丙烯酸实行反倾销，导致原料价格上涨，博亚科技开发公司ＳＡＰ装置
ＳＡＰ最具规模的应用领域就是卫生行业，用于这方面的产品按其用量大小次序是婴儿纸 尿裤、儿童训练裤、成人失禁用品和妇女卫生巾。由于ＳＡＰ具有吸收率高，吸液量大，保液 性好，且安全无毒和重量轻等优点，因而卫生用品生产厂家把之添加在婴儿纸尿裤、妇女卫 生巾、成人失禁垫、宇航员尿袋和医用衬垫内。这其中高吸水性树脂用于婴儿纸尿裤等个人 卫生用品约占９５％，也因此在高吸水性树脂的发展过程中，人们着力于婴儿纸尿裤吸尿能 力的研究和开发。
规模的ＳＡＰ生产装置。
Baidu Nhomakorabea
ＳＡＰ生产企业生产工艺较为落后，产品质量不稳定且与国外产品质量有差距，同时又面
『临着进口产品的冲击．所以立足于国内的ＳＡＰ市场十分的困难．这些企业不是在夹缝中求得
生存，就是在竞争中被市场淘汰，甚至有的研究单位由于种种原因自动放弃研究开发。例如
国内有一家研究单位．主攻方向是ＳＡＰ的反向悬浮聚合法生产工艺，所研制的产品性能指标
早期芯层用多层皱纹纸．尿液只滞留于纸纤维的间隙，当吸收量较大时这种间隙要多， 因而芯层要厚，而芯层含有高吸水性树脂就可使情况大为改观。目前已能设计出吸收速率佳、 又不侧漏的纸尿裤在全世界广泛取得虚用。
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上个世纪９０年代初超薄纸尿裤的问世，使纸尿裤中的木浆用量减少一半，但芯层中的 ＳＡＰ含量增加，ＳＡＰ用量约为早期用量的一倍。
规模小，生产成本高．产品质量不能与进口产品抗衡，价格又不具竞争优势。产品的综合能
力欠佳，研发能力与世界水平尚有一定距离，这种种原因阻碍着国内ＳＡＰ行业的发展，生产
的产品只能用于农林业，尚未掌握卫生用品用ＳＡＰ生产技术，市场被国外产品所占领。所以
９０％的ＳＡＰ消费领域一一卫生材料行业用的ＳＡＰ绝大部分依靠进口，至今国内没有一套颇具
这用ＳＡＰ都可满足要求，但是吸收的液体粘度和成分都和婴儿尿液不一样．所用ＳＡＰ性能也 要求不一样，这些问题都已很好解决。 ２．农业和林业
ＳＡＰ在农业中的应用研究始于上世纪７０年代末，有人说ＳＡＰ是解决沙漠干旱这一难题 的王牌，我国将ＳＡＰ用于农业的研究开始于上世纪８０年代中期，至今已开发成功的技术有： 土壤改良专用ＳＡＰ、种子剂专用ＳＡＰ和长效化肥专用ＳＡＰ。目前高吸水性树脂在农业、林业、 园林等方面的使用有无土栽培、大棚用基质材料、农膜防雾、沙漠绿化、种子包衣、土壤改 良和化肥缓释等诸方面。
高吸水性树脂可以控制空气中的湿度，在室内应用，可以避免因湿度高而对天花板或墙 壁造成的破坏。 ５．通讯电缆
如上述密封材料一样的原理，高吸水性树脂溶胀的性能可用于通讯电缆，使之不受外 界水份的侵蚀损害。可以作成封水胶带防止水份进入通讯电缆，这种胶带可以是由无纺布与 高吸水性树脂等组成，也可以用高吸水性树脂与丁基橡胶等混合作成胶涂于聚酯带上。 ６．食品和食品包装
药剂逐步释放。 ４．建筑材料
高吸水性树脂与橡胶或弹性体组成密封胶可以用于建筑缝隙或管材的密封。因高吸水性 树脂的溶胀作用阻住水的流动而达到密封作用。目前已成功的应用于英、法两国之间的海底 隧道。ＳＡＰ亦可用作水泥添加剂。有高吸水性树脂的水泥在作建筑基础时可以吸收周围土壤 的水，形成硬的表面。可以改进水泥的耐久性和硬度，视应用情况，一吨水泥用２公斤高吸 水性树脂就能收到满意的效果。
近几年在欧美，ＳＡＰ最大的消费市场是卫生用品行业，其需求增长减缓，原因是消费市
场趋于饱和，所以国外的ＳＡＰ厂商已把目光转向了拉丁美洲、东南亚及中国市场。预测未来
几年欧洲ＳＡＰ年增长约４～５％（主要是东欧），美国２０００～２００５年，高吸水性树脂消费以６～
７％的年速度增长，美国２００１年ＳＡＰ的消费量为３９万吨。拉丁美洲和亚洲年增长约为５～８
序号
１ ２ ３ ４ ５ ６
７
８ ９ １０
表１ ２００４年全球十大ＳＡＰ生产公司的产能排名
ｒ锅名称
生产能力（万吨１年）
德国ＢＡＳＦ
３２
德国Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ
２５ ５
日本触媒
２３
美国陶化学
１５
日本Ｓａｎ—Ｄｉａ
１２．５
住友精化
８．０
科伦油化
４．０
台塑
２．４
工业沸石
２．０
阿托菲纳
１．２
产能合计
１２５．６
ＳＡＰ在农林园艺中的应用也越来越被人们所接受。它可用作土壤的改良剂和保水剂．通 过ＳＡＰ的作用可改善土壤的团粒结构，增加土壤的透气性和透水性，现已有许多国家用来治 理沙漠化土壤；它可用作种子的保水剂，提高种子的发芽率：大田用抗旱多功能种子包衣剂 能使玉米增产１０～５０％，豆类增产ｉ０～１３％，甜菜类增产１４～２３％。将ＳＡＰ涂于植物根部， 可防止根部干燥，减少移植休克，使苗木成活率提高１８～５０％。部分水溶胀的溶胶高吸水 性树脂与化肥混合，化肥可以进入溶胶中，施于土壤里，可以在田地里慢慢释放化肥．使植 物在生长过程中养分更加均衡。也可遇雨释放化肥，晴天又溶胀于高吸水性树脂中。
１ ９７８年日本三洋化成公司开始规模化生产ＳＡＰ，并成功的将ＳＡＰ添加到妇女卫生巾中， １９８３年开始在婴儿纸尿裤中应用，很快在欧美卫生用品市场流行，从此打开了ＳＡＰ的消费 市场，并很快拓展到其它应用领域，ＳＡＰ消费直线攀升。１９８０年世界ＳＡＰ产能不足０．５ ７ｉ吨 ／年，到２００４年发展到１４７万吨／年 预计到２０１０年将达１６０万吨／年以上，如图ｌ所示。
（２）成人失禁材料 成人失禁材料在二次大战后使用，直接借用婴儿尿裤的概念，同样为了减少体积，加
ＳＡＰ就可达捌此目的。但是成人尿量和流速要比婴儿大得多，这些问题目前都要很好的解决， 因此也生产多层吸收尿垫。
（３）妇女卫生巾 妇女卫生巾中加ＳＡＰ始于日本．与婴儿尿裤用ＳＡＰ一样，要防止漏液、要舒适、要薄，