Các polyme siêu thấm được phát triển vào cuối những năm 1960. Năm 1961, Viện Nghiên cứu phía Bắc thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ lần đầu tiên ghép tinh bột vào acrylonitrile để tạo ra copolyme ghép tinh bột acrylonitrile HSPAN, vượt trội hơn các vật liệu thấm nước truyền thống. Năm 1978, Công ty Hóa chất Sanyo của Nhật Bản đã tiên phong trong việc sử dụng polyme siêu thấm cho tã dùng một lần, thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trên toàn thế giới. Cuối những năm 1970, Tập đoàn UCC của Hoa Kỳ đề xuất liên kết chéo các polyme oxit olefin khác nhau bằng phương pháp xử lý bức xạ, và tổng hợp các polyme siêu thấm không ion với khả năng thấm nước gấp 2000 lần, mở ra hướng đi mới trong tổng hợp các polyme siêu thấm không ion. Năm 1983, Công ty Hóa chất Sanyo của Nhật Bản đã sử dụng kali acrylat với sự có mặt của các hợp chất dien như methacrylamide để trùng hợp các polyme siêu thấm. Sau đó, công ty liên tục sản xuất nhiều hệ thống polymer siêu thấm khác nhau được cấu tạo từ axit polyacrylic biến tính và polyacrylamide. Vào cuối thế kỷ trước, các nhà khoa học từ nhiều quốc gia đã liên tiếp phát triển và thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của polymer siêu thấm ở các nước trên thế giới. Hiện nay, ba tập đoàn sản xuất lớn của Nhật Bản là Shokubai, Sanyo Chemical và Stockhausen của Đức đã tạo thành thế ba trụ cột. Họ kiểm soát 70% thị trường thế giới và tiến hành các hoạt động hợp tác quốc tế thông qua hợp tác kỹ thuật để độc chiếm thị trường cao cấp của tất cả các quốc gia trên thế giới. Polymer siêu thấm có phạm vi sử dụng rộng rãi và triển vọng ứng dụng rất lớn. Hiện nay, ứng dụng chính vẫn là trong các sản phẩm vệ sinh, chiếm khoảng 70% tổng thị trường.
Do nhựa siêu thấm natri polyacrylat có khả năng hấp thụ nước tuyệt vời và hiệu suất giữ nước vượt trội, nó có phạm vi ứng dụng rộng rãi như một chất giữ nước cho đất trong nông nghiệp và lâm nghiệp. Nếu thêm một lượng nhỏ natri polyacrylat siêu thấm vào đất, tỷ lệ nảy mầm của một số loại đậu và khả năng chống hạn của giá đỗ có thể được cải thiện, đồng thời độ thấm khí của đất cũng được tăng cường. Ngoài ra, nhờ tính ưa nước và đặc tính chống sương mù và chống ngưng tụ tuyệt vời của nhựa siêu thấm, nó có thể được sử dụng như một vật liệu đóng gói mới. Màng bao bì được làm từ các đặc tính độc đáo của polyme siêu thấm có thể duy trì hiệu quả độ tươi của thực phẩm. Thêm một lượng nhỏ polyme siêu thấm vào mỹ phẩm cũng có thể làm tăng độ nhớt của nhũ tương, là một chất làm đặc lý tưởng. Tận dụng đặc tính của polyme siêu thấm chỉ hấp thụ nước mà không hấp thụ dầu hoặc dung môi hữu cơ, nó có thể được sử dụng như một chất khử nước trong công nghiệp.
Do các polyme siêu thấm hút không độc hại, không gây kích ứng cho cơ thể người, không có phản ứng phụ và không gây đông máu, chúng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học những năm gần đây. Ví dụ, chúng được sử dụng trong các loại thuốc mỡ bôi ngoài da có hàm lượng nước cao và dễ sử dụng; để sản xuất băng y tế và bông gòn có thể thấm hút máu và dịch tiết từ phẫu thuật và chấn thương, và có thể ngăn ngừa mủ; để sản xuất các chất kháng khuẩn có thể cho nước và thuốc đi qua nhưng vi sinh vật thì không. Da nhân tạo chống nhiễm trùng, v.v.
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, bảo vệ môi trường ngày càng thu hút nhiều sự quan tâm. Nếu cho polyme siêu thấm vào một túi có thể hòa tan trong nước thải, và nhúng túi đó vào nước thải, khi túi tan ra, polyme siêu thấm có thể nhanh chóng hấp thụ chất lỏng để làm đông đặc nước thải.
Trong ngành công nghiệp điện tử, polyme siêu thấm hút cũng có thể được sử dụng làm cảm biến độ ẩm, cảm biến đo độ ẩm và máy dò rò rỉ nước. Polyme siêu thấm hút có thể được sử dụng làm chất hấp phụ ion kim loại nặng và vật liệu hấp thụ dầu.
Tóm lại, polyme siêu thấm là một loại vật liệu polyme có phạm vi ứng dụng rất rộng. Sự phát triển mạnh mẽ của nhựa polyme siêu thấm có tiềm năng thị trường khổng lồ. Năm nay, trong điều kiện hạn hán và lượng mưa thấp ở hầu hết các vùng phía Bắc đất nước, việc thúc đẩy và sử dụng polyme siêu thấm là nhiệm vụ cấp bách đối với các nhà khoa học và kỹ thuật viên nông lâm nghiệp. Trong quá trình thực hiện Chiến lược Phát triển phía Tây, trong công tác cải tạo đất, cần phát triển và ứng dụng mạnh mẽ các chức năng thực tiễn của polyme siêu thấm, mang lại lợi ích kinh tế và xã hội thiết thực. Công ty TNHH Hóa chất Chu Hải Demi có diện tích hơn 30.000 mét vuông, chuyên nghiên cứu, phát triển và sản xuất các sản phẩm liên quan đến vật liệu siêu thấm (SAP). Đây là công ty đầu tiên trong nước hoạt động trong lĩnh vực nhựa siêu thấm, tích hợp nghiên cứu khoa học, sản xuất, bán hàng và dịch vụ kỹ thuật. Công ty sở hữu quyền sở hữu trí tuệ độc lập, năng lực nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ, và liên tục cho ra mắt các sản phẩm mới. Dự án của công ty được đưa vào “kế hoạch ngọn đuốc” quốc gia và đã nhiều lần được chính phủ trung ương, tỉnh và thành phố khen ngợi.
Lĩnh vực ứng dụng
1. Ứng dụng trong nông nghiệp và làm vườn
Nhựa siêu thấm được sử dụng trong nông nghiệp và làm vườn còn được gọi là chất giữ nước và chất cải tạo đất. Nước ta là một trong những quốc gia đang đối mặt với tình trạng thiếu nước nghiêm trọng trên thế giới. Do đó, việc ứng dụng các chất giữ nước ngày càng trở nên quan trọng. Hiện nay, hơn chục viện nghiên cứu trong nước đã phát triển các sản phẩm nhựa siêu thấm dùng cho ngũ cốc, bông, dầu, đường, thuốc lá, trái cây, rau, rừng và hơn 60 loại cây trồng khác, diện tích ứng dụng vượt quá 70.000 ha, và việc sử dụng nhựa siêu thấm ở Tây Bắc, Nội Mông và các nơi khác để kiểm soát cát và trồng rừng trên diện rộng. Các loại nhựa siêu thấm được sử dụng trong lĩnh vực này chủ yếu là các sản phẩm liên kết ngang polyme acrylate ghép tinh bột và các sản phẩm liên kết ngang copolyme acrylamide-acrylate, trong đó muối đã được thay đổi từ loại natri sang loại kali. Các phương pháp chính được sử dụng là xử lý hạt giống, phun, bón vào lỗ hoặc ngâm rễ cây sau khi trộn với nước để tạo thành hỗn hợp sệt. Đồng thời, nhựa siêu thấm có thể được sử dụng để phủ lên phân bón rồi bón phân, nhằm phát huy tối đa hiệu quả sử dụng phân bón và ngăn ngừa lãng phí, ô nhiễm. Nước ngoài cũng sử dụng nhựa siêu thấm làm vật liệu đóng gói giữ tươi cho trái cây, rau quả và thực phẩm.
2. Ứng dụng trong y tế và vệ sinh chủ yếu được sử dụng làm băng vệ sinh, tã trẻ em, khăn ăn, túi chườm đá y tế; chất tạo mùi dạng gel dùng hàng ngày để điều chỉnh không khí. Được sử dụng làm nguyên liệu cơ bản cho thuốc mỡ, kem, thuốc xoa bóp, thuốc đắp, v.v., nó có chức năng dưỡng ẩm, làm đặc, thẩm thấu qua da và tạo gel. Nó cũng có thể được chế tạo thành chất mang thông minh kiểm soát lượng thuốc được giải phóng, thời gian giải phóng và không gian giải phóng.
3. Ứng dụng trong công nghiệp
Sử dụng chức năng của nhựa siêu thấm hút để hấp thụ nước ở nhiệt độ cao và giải phóng nước ở nhiệt độ thấp để tạo ra chất chống ẩm công nghiệp. Trong các hoạt động khai thác dầu khí, đặc biệt là ở các mỏ dầu cũ, việc sử dụng dung dịch polyacrylamide trọng lượng phân tử cực cao trong nước để đẩy dầu rất hiệu quả. Nó cũng có thể được sử dụng để khử nước các dung môi hữu cơ, đặc biệt là các dung môi hữu cơ có độ phân cực thấp. Ngoài ra còn có các chất làm đặc công nghiệp, sơn tan trong nước, v.v.
4. Ứng dụng trong xây dựng
Vật liệu trương nở nhanh được sử dụng trong các dự án thủy lợi là nhựa siêu thấm nguyên chất, chủ yếu được dùng để bịt kín các đường hầm đập trong mùa lũ, và bịt kín các khe hở của các công trình xây dựng sẵn như tầng hầm, đường hầm và tàu điện ngầm; được sử dụng trong các dự án xử lý nước thải đô thị và nạo vét. Bùn được làm cứng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đào bới và vận chuyển.
Thời gian đăng bài: 08/12/2021