Los polímeros superabsorbentes se desarrollaron a finales de la década de 1960. En 1961, el Instituto de Investigación del Norte del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos injertó almidón en acrilonitrilo por primera vez para crear un copolímero de injerto de almidón-acrilonitrilo (HSPAN) que superó la capacidad de absorción de agua de los materiales tradicionales. En 1978, la empresa japonesa Sanyo Chemical Co., Ltd. fue pionera en el uso de polímeros superabsorbentes para pañales desechables, lo que atrajo la atención de científicos de todo el mundo. A finales de la década de 1970, la empresa estadounidense UCC Corporation propuso reticular diversos polímeros de óxido de olefina mediante tratamiento con radiación y sintetizó polímeros superabsorbentes no iónicos con una capacidad de absorción de agua 2000 veces mayor, abriendo así nuevas posibilidades para la síntesis de este tipo de polímeros. En 1983, Sanyo Chemicals de Japón utilizó acrilato de potasio en presencia de compuestos dienos como la metacrilamida para polimerizar polímeros superabsorbentes. Posteriormente, la empresa ha producido de forma continua diversos sistemas de polímeros superabsorbentes compuestos de ácido poliacrílico y poliacrilamida modificados. A finales del siglo pasado, científicos de varios países desarrollaron e impulsaron el rápido desarrollo de los polímeros superabsorbentes en todo el mundo. En la actualidad, los tres principales grupos de producción —Shokubai de Japón, Sanyo Chemical y Stockhausen de Alemania— conforman un conglomerado que controla el 70 % del mercado mundial y, mediante la cooperación técnica, realiza operaciones conjuntas internacionales para monopolizar el mercado de alta gama de polímeros absorbentes de agua en todo el mundo. Estos polímeros tienen una amplia gama de usos y perspectivas de aplicación muy prometedoras. Actualmente, su principal uso sigue siendo en productos sanitarios, que representan aproximadamente el 70 % del mercado total.
Debido a su gran capacidad de absorción y retención de agua, la resina superabsorbente de poliacrilato de sodio tiene una amplia gama de aplicaciones como agente retenedor de agua en la agricultura y la silvicultura. Al añadir una pequeña cantidad de esta resina al suelo, se puede mejorar la tasa de germinación de algunas legumbres y la resistencia a la sequía de los brotes, además de aumentar la permeabilidad al aire. Asimismo, gracias a su hidrofilia y sus excelentes propiedades antivaho y anticondensación, puede utilizarse como un novedoso material de envasado. Las películas de envasado fabricadas con este polímero superabsorbente conservan eficazmente la frescura de los alimentos. Añadir una pequeña cantidad de este polímero a los cosméticos también aumenta la viscosidad de la emulsión, actuando como un espesante ideal. Aprovechando su capacidad para absorber únicamente agua, pero no aceites ni disolventes orgánicos, puede utilizarse como agente deshidratante en la industria.
Debido a que los polímeros superabsorbentes no son tóxicos, no irritan el cuerpo humano, no provocan reacciones adversas ni coagulan la sangre, se han utilizado ampliamente en el campo de la medicina en los últimos años. Por ejemplo, se emplean en ungüentos tópicos con alto contenido de agua y de fácil aplicación; para la fabricación de vendajes y algodón que absorben el sangrado y las secreciones tras cirugías y traumatismos, previniendo así la supuración; y para la producción de agentes antibacterianos que permiten el paso del agua y los medicamentos, pero no de los microorganismos. También se utilizan en piel artificial para prevenir infecciones, entre otros usos.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la protección del medio ambiente ha cobrado cada vez mayor importancia. Si se introduce un polímero superabsorbente soluble en aguas residuales en una bolsa y esta se sumerge en dichas aguas, al disolverse la bolsa, el polímero superabsorbente absorberá rápidamente el líquido y solidificará las aguas residuales.
En la industria electrónica, los polímeros superabsorbentes también se utilizan como sensores de humedad, sensores de medición de humedad y detectores de fugas de agua. Asimismo, pueden emplearse como adsorbentes de iones de metales pesados y materiales absorbentes de aceite.
En resumen, el polímero superabsorbente es un tipo de material polimérico con una amplia gama de aplicaciones. El desarrollo de la resina de polímero superabsorbente tiene un enorme potencial de mercado. Este año, ante la sequía y las escasas precipitaciones que azotan gran parte del norte de China, promover y utilizar aún más los polímeros superabsorbentes se ha convertido en una tarea urgente para los científicos y técnicos agrícolas y forestales. En el marco de la Estrategia de Desarrollo Occidental, y en el marco de la mejora de suelos, se impulsa el desarrollo y la aplicación de las múltiples funciones prácticas de los polímeros superabsorbentes, lo que genera beneficios sociales reales y un gran potencial económico. Zhuhai Demi Chemicals, con una superficie de más de 30.000 metros cuadrados, se especializa en la investigación, el desarrollo y la producción de materiales superabsorbentes (SAP) y productos relacionados. Es la primera empresa nacional dedicada a las resinas superabsorbentes que integra investigación científica, producción, ventas y servicios técnicos. Se trata de una empresa de alta tecnología. La compañía cuenta con derechos de propiedad intelectual propios, una sólida capacidad de investigación y desarrollo, y lanza constantemente nuevos productos. El proyecto está incluido en el “plan antorcha” nacional y ha sido elogiado en numerosas ocasiones por los gobiernos nacional, provincial y municipal.
Área de aplicación
1. Aplicaciones en agricultura y jardinería
La resina superabsorbente utilizada en agricultura y horticultura también se conoce como agente retenedor de agua y acondicionador de suelos. Mi país sufre una grave escasez de agua, por lo que la aplicación de agentes retenedores de agua cobra cada vez mayor importancia. Actualmente, más de una docena de institutos de investigación nacionales han desarrollado resinas superabsorbentes para cereales, algodón, oleaginosas, caña de azúcar, tabaco, frutas, hortalizas, bosques y más de 60 tipos de plantas. La superficie de aplicación supera las 70.000 hectáreas, y en el noroeste del país, Mongolia Interior y otras regiones se utiliza resina superabsorbente para el control de la arena y la reforestación a gran escala. Las resinas superabsorbentes empleadas son principalmente productos reticulados de polímeros de acrilato injertados con almidón y productos reticulados de copolímeros de acrilamida-acrilato, en los que la sal ha pasado de ser de sodio a potásica. Los principales métodos de aplicación son el tratamiento de semillas, la pulverización, la aplicación en hoyos o el remojo de las raíces de las plantas tras mezclarlas con agua hasta formar una pasta. Al mismo tiempo, la resina superabsorbente se puede utilizar para recubrir el fertilizante y luego aplicarlo, maximizando así su aprovechamiento y evitando el desperdicio y la contaminación. En otros países también se utiliza la resina superabsorbente como material de envasado para conservar la frescura de frutas, verduras y otros alimentos.
2. Sus aplicaciones en el ámbito médico y sanitario se centran principalmente en compresas higiénicas, pañales para bebés, servilletas, bolsas de hielo médicas y materiales perfumados en gel para uso diario que permiten ambientar ambientes. Como base para ungüentos, cremas, linimentos, cataplasmas, etc., posee propiedades hidratantes, espesantes, penetrantes en la piel y gelificantes. Además, puede utilizarse como vehículo inteligente para controlar la cantidad, el tiempo y el espacio de liberación del fármaco.
3. Aplicación en la industria
Se utiliza la función de resina superabsorbente para absorber agua a alta temperatura y liberarla a baja temperatura, lo que permite su uso como agente antihumedad industrial. En las operaciones de recuperación de petróleo, especialmente en yacimientos antiguos, las soluciones acuosas de poliacrilamida de ultra alto peso molecular para el desplazamiento de petróleo son muy eficaces. También se puede utilizar para la deshidratación de disolventes orgánicos, en particular los de baja polaridad. Asimismo, se emplea como espesante industrial, en pinturas solubles en agua, etc.
4. Aplicación en la construcción
El material de rápida expansión utilizado en proyectos de conservación de agua es resina superabsorbente pura, que se utiliza principalmente para el taponamiento de túneles de presas durante las temporadas de inundaciones y para el taponamiento de juntas prefabricadas de sótanos, túneles y metros; también se utiliza en proyectos de tratamiento de aguas residuales urbanas y dragado. El lodo se solidifica para facilitar la excavación y el transporte.
Fecha de publicación: 8 de diciembre de 2021