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一、高吸水性樹脂生產(chǎn)線背景

目前，聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺的應(yīng)用日趨廣泛。

高吸水性樹脂(SAP Super-absorbent polymers)是新型的功能高分子材料。1975年，美國谷物加工公司研制淀粉接枝丙烯腈共聚皂水解得到高吸水性樹脂，并用于農(nóng)業(yè)土壤改良劑。近年來，又開發(fā)了新型的SAP高吸水性樹脂，SAP應(yīng)用主要是在個(gè)人生活消費(fèi)品，如尿布、婦女用衛(wèi)生巾、農(nóng)業(yè)土壤改良劑、電線電纜阻水帶、冰涼墊等方面的應(yīng)用，尤其是一次性嬰兒尿布等應(yīng)用需求增長^快。

世界發(fā)達(dá)國家已相繼開發(fā)出了高分子量、性能優(yōu)良的聚丙烯酰胺的聚合物及其共聚合物和衍生物。普遍應(yīng)用于石油、造紙、冶金等行業(yè)。聚丙烯酰胺作為當(dāng)前^有效的三次采油驅(qū)油劑，在世界石油工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。我國石油工業(yè)發(fā)展至今，東部油區(qū)已逐步進(jìn)入采油中后期，對(duì)聚丙烯酰胺的產(chǎn)量、質(zhì)量將會(huì)有更高的要求。

    隨著國家對(duì)西部大開發(fā)的投入，對(duì)自然環(huán)境的治理，在干旱少雨地區(qū)種樹，種草將會(huì)對(duì)保水劑的需求也越來越多。

我公司著重對(duì)國內(nèi)外處理聚丙烯酸鹽SAP類膠狀體物料的工藝與方法進(jìn)行開發(fā)與研究，以及我公司多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了SAP全套處理工藝。

目前我公司已經(jīng)開始生產(chǎn)、銷售SAP全套生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，人力虛耗少，產(chǎn)品穩(wěn)定。

二、SAP生產(chǎn)線流程

整個(gè)工藝流程包含多個(gè)階段的步驟，其中有好幾個(gè)步驟都是很難操作。要完整的以流水線的方式生產(chǎn)出質(zhì)量高的產(chǎn)品，必須嚴(yán)格控制住生產(chǎn)過程中的每一個(gè)步驟。

工藝流程包含：原料配備、凝膠聚合、凝膠解碎、干燥、表面處理、二次干燥、篩分、成品包裝。

三、設(shè)備描述

1、原料配備（準(zhǔn)備工藝）

工藝包含設(shè)備有：丙烯酸稀釋儲(chǔ)罐、NAOH配置釜。需要保證原料有足夠的冷卻，嚴(yán)格控制原料的溫度。

2、凝膠聚合（85kw）

該工藝是生產(chǎn)SAP關(guān)鍵性的步驟之一，經(jīng)過我公司的多年研究與實(shí)踐，將該步驟實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)量大，產(chǎn)品質(zhì)量高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻。該部分包含聚合機(jī)及其所有輔助設(shè)備，引進(jìn)國外技術(shù)并進(jìn)行了改良，填補(bǔ)了^，達(dá)到了世界^水平。本設(shè)備將大所有需要的液體全部加入聚合機(jī)，出料基本上為均勻的粒狀SAP。解決了聚合反應(yīng)、解碎的難題，并且與國內(nèi)傳統(tǒng)的聚合聚合、解碎設(shè)備相比：其有很大的優(yōu)越性，占地面積小，不影響產(chǎn)品性能，連續(xù)自動(dòng)化程度高。還有一個(gè)至關(guān)重要的改進(jìn)是，節(jié)省了龐大的中和釜：使用連續(xù)化中和作業(yè)。

3、造粒(只有少部分)

    經(jīng)過我公司的聚合機(jī)出來后，大部分為大小均勻的，可以直接進(jìn)入干燥機(jī)，但是也有少部分較大的塊狀，這些需要解碎一下，不然影響產(chǎn)品烘干效率。

目前市面上的擠壓造粒機(jī)的缺陷為：將SAP絞爛了，影響產(chǎn)品的吸水性能，尤其是使SAP在壓力下吸鹽水的能力大大降低。

我公司經(jīng)過多年的論證，開發(fā)了新的切碎方式。

4、干燥

SAP濕膠體經(jīng)造粒后的干燥可采用箱式、連續(xù)帶式、回轉(zhuǎn)窯、遠(yuǎn)紅外線、微波等干燥方式。由于干燥的時(shí)間和溫度是影響分子量的重要因素，箱式干燥需用專門的膠粒盛裝器，不適用于連續(xù)性生產(chǎn)，而且干燥過程由外而內(nèi)，表層發(fā)干變硬，內(nèi)在水分不易蒸發(fā)，干燥速度慢，生產(chǎn)效率低，用煤等燃料，存在煙氣排放等環(huán)境問題，用電干燥則熱效率低；回轉(zhuǎn)窯設(shè)備占地面積大，需用煤等燃料，存在煙氣排放等環(huán)境污染問題，且對(duì)具有一定粘性的SAP膠粒不適宜采用這種干燥方式；紅外線、微波都是非常先進(jìn)的干燥手段。微波干燥具有干燥速度快的特點(diǎn)，但是存在溫度控制困難、影響產(chǎn)品性能、對(duì)被干燥物的形狀大小要求均勻、投資大、維修成本高等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制。遠(yuǎn)紅外線干燥法近年來在食品、農(nóng)副產(chǎn)品、煤、陶瓷、木材，化工產(chǎn)品等干燥方面都有著廣泛的應(yīng)用。流態(tài)化干燥法干燥時(shí)間短，效率高，近年來在化工產(chǎn)品（如硅膠、無機(jī)鹽、聚丙烯酰胺）等干燥方面都有著廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)凝膠類物質(zhì)的干燥，由于物料初期會(huì)形成粘連，不能形成流態(tài)化，無疑達(dá)不到干燥的目的。

該工藝也是SAP生產(chǎn)關(guān)鍵性的步驟，經(jīng)過我公司多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一種生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的干燥機(jī)。

5、粉碎

該一步工藝在整個(gè)生產(chǎn)線中也起到了關(guān)鍵性的作用，由于對(duì)產(chǎn)品的粒度要求很高，所以該步驟的成品成為了關(guān)鍵。在以往的粉碎中，成品率也只有60%左右，很大程度的造成了浪費(fèi)。經(jīng)過我公司多年的實(shí)踐以及研究，對(duì)粉碎設(shè)備進(jìn)行了該進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了成品率的大幅度提高，目前為止基本上可以達(dá)到90%以上的成品率，并且基本上不會(huì)產(chǎn)生細(xì)粉狀。

傳統(tǒng)的30B等萬能粉碎設(shè)備已經(jīng)滿足不了如今的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)生太多的廢粉狀SAP。

6、表面處理（混合機(jī)）

     該工藝步驟也是不可缺少的一部分，需要講配方（液體形式）均勻的混合到粉碎好的粒子中去。我們采用邊混合邊講配方噴進(jìn)物料中，并且充分?jǐn)嚢琛?span lang="EN-US">

7、表面處理后干燥

     將表面處理后的物料，放入烘干即可。采用^普通的烘箱即可。連續(xù)的可采用盤式干燥機(jī)。

8、篩粉（振動(dòng)篩）

民用sap案例：小孩尿不濕：30~40目

               婦女衛(wèi)生用品：60目

9、分類包裝即可。

四、深入研究與討論

研究一：

     關(guān)于SAP高吸水性樹脂的耐簧性能的解決（SAP在潮濕、常規(guī)、惡劣等環(huán)境下，會(huì)發(fā)生黃變，使白度大大降低，影響產(chǎn)品的性能、外觀），目前市場上的SAP，一般3個(gè)月，絕大部分都有這種現(xiàn)狀，包括三大雅和住友等世界^的SAP，就目前而言臺(tái)塑的耐黃性能比較好！不過現(xiàn)在我們已經(jīng)解決這個(gè)難題，有意者可以與我公司^詳談合作方案?？梢栽谌魏苇h(huán)境下都不發(fā)生所述情況。

研究二：

關(guān)于SAP高吸水性樹脂的保水性能，目前市面的SAP對(duì)可降解有一定的誤解，認(rèn)為化水即為降解。（SAP可降解的含義：利用淀粉、纖維素等對(duì)SAP等進(jìn)行嫁接，使SAP在水中，能使分子量變?yōu)?span lang="EN-US">600，能夠作為微生物的食物，則為可降解）目前市面上的很多SAP，吸水后，靜置一段時(shí)間（或放陽光下），會(huì)變成濃稠狀液體，很多人解釋為降解了！實(shí)際上這是一個(gè)誤區(qū)，這是保水性能的欠缺，可叫作“化水”。這種SAP用于尿不濕等，會(huì)使屁股黏糊糊的。

這個(gè)難題我公司也已經(jīng)解決了，有意者可與我公司^詳談合作方案。

研究三：

關(guān)于我公司的我公司對(duì)SAP的設(shè)想以及深入研究：我們研究發(fā)現(xiàn)，粒子越小，吸水速率越快，但是粒子越小，其吸水后韌性和強(qiáng)度也隨之變小。由于民用sap對(duì)于吸水速率有要求，所以我公司猜想是否可以先將sap粉碎成很小的粒子，然后在尋找一種強(qiáng)有力的粘合劑，通過造粒設(shè)備將其造成規(guī)定的目數(shù)。粉碎成很小的粒子，在粉碎時(shí)的快速吸濕是麻煩，但是我們已經(jīng)攻克了避免吸濕的粉碎機(jī)，造粒也不是問題。關(guān)鍵在于如何尋找到一種粘合劑，這種粘合劑要求保證不影響sap吸水性的同時(shí)，保證吸水后不分離，保證sap的韌性和強(qiáng)度。（如今已經(jīng)完成了粘合劑的配方）