Polveri super assorbenti: cosa sono e come funzionano
Le polveri super assorbenti sono utilizzate in numerosi prodotti che richiedono la capacità di assorbire e trattenere quantità elevate di liquidi: dai pannolini e dai prodotti per l’incontinenza alle applicazioni medicali, fino ai pad assorbenti per il packaging alimentare.
Conosciute anche come SAP, acronimo di Super Absorbent Polymer, devono le loro proprietà alla particolare struttura dei polimeri che le compongono.
Composizione, grado di reticolazione e processo produttivo ne determinano le caratteristiche e le prestazioni nelle diverse applicazioni.
Come funzionano le polveri superassorbenti
Le polveri super assorbenti sono generalmente costituite da polimeri idrofili reticolati che, a contatto con acqua o altri liquidi, si rigonfiano e li trattengono all’interno della propria struttura.
La struttura molecolare dei polimeri idrofili reticolati forma una rete tridimensionale di lunghe catene polimeriche. Il grado di reticolazione influenza il comportamento del materiale e le sue proprietà di assorbimento.
La capacità di assorbire e trattenere i liquidi è legata anche alla presenza di gruppi funzionali idrofili, che interagiscono con le molecole d’acqua.
Nei SAP a base di poliacrilato di sodio, quando il materiale entra in contatto con un liquido, la dissociazione degli ioni genera una pressione osmotica che richiama il liquido all’interno della struttura. Le particelle si rigonfiano progressivamente fino alla formazione di un gel.
La capacità assorbente varia in funzione della composizione del SAP e del liquido con cui entra in contatto. Anche la presenza di sali e la pressione esercitata sul materiale possono modificare sensibilmente le prestazioni.
Dove vengono utilizzate
La capacità di assorbire e trattenere liquidi rende i SAP adatti ad applicazioni molto diverse tra loro.
Nei prodotti igienico-sanitari, come pannolini, prodotti per l’incontinenza e assorbenti femminili, vengono inseriti nel nucleo assorbente per acquisire e trattenere i liquidi.
In alcune applicazioni medicali, i materiali super assorbenti possono essere utilizzati nella struttura di prodotti destinati alla gestione degli essudati.
Nel packaging alimentare, vengono impiegati nel cuore dei pad assorbenti destinati alla gestione dei liquidi rilasciati dagli alimenti confezionati.
Esistono inoltre applicazioni in altri settori industriali e tecnici, nelle quali la capacità di assorbimento e ritenzione viene utilizzata in funzione di esigenze specifiche.
Spongel, una diversa formulazione del materiale superassorbente
La ricerca sui materiali super assorbenti riguarda non soltanto le prestazioni, ma anche la possibilità di sviluppare formulazioni differenti da quelle dei SAP convenzionali. È in questo ambito che Magic ha sviluppato Spongel, una polvere super assorbente a base di cellulosa, la cui formulazione contiene l’85% di materiale organico.
Spongel assorbe e trattiene i liquidi e può essere inserito nel nucleo assorbente di materiali e prodotti destinati a diverse applicazioni.
Le sue prestazioni possono essere misurate attraverso parametri differenti. In soluzione salina, Spongel raggiunge una capacità di assorbimento libera fino a 70 g/g e valori di assorbimento sotto carico superiori a 20 g/g. La capacità di ritenere il liquido dopo la centrifugazione del SAP saturo raggiunge invece valori di circa 35 g/g.
Accanto alle caratteristiche assorbenti, Spongel presenta una specifica caratteristica di fine vita: nelle configurazioni comprese nel relativo certificato, è certificato OK Compost Industrial da TÜV Austria per il compostaggio industriale.
Nel 2017 Spongel ha inoltre ricevuto il primo premio nella categoria “Raw Materials and Innovation” agli INDEX Awards di Ginevra.
Da Spongel ad Airgel g-grade
Una delle applicazioni di Spongel sviluppate da Magic è Airgel g-grade, un materiale airlaid progettato per applicazioni che richiedono elevate capacità di assorbimento.
La struttura di Airgel g-grade non utilizza fibre termoplastiche e integra Spongel come componente super assorbente. Nelle configurazioni comprese nel relativo certificato, anche Airgel g-grade è certificato OK Compost Industrial da TÜV Austria per il compostaggio industriale.
Il materiale può essere utilizzato come componente assorbente in diverse applicazioni, tra cui i pad per il packaging alimentare e prodotti destinati ai settori medicale e igienico-sanitario.
La struttura del materiale può essere configurata in funzione delle prestazioni richieste dall’applicazione, intervenendo su parametri come grammatura e capacità assorbente.
Dal materiale al prodotto, il caso G-pad
Nel packaging alimentare, Airgel g-grade viene utilizzato anche nella realizzazione di G-pad, il pad assorbente sviluppato da Magic per la gestione dei liquidi rilasciati dagli alimenti freschi confezionati.
G-pad combina un cuore assorbente in Airgel g-grade con un film compostabile. Nelle configurazioni comprese nel relativo certificato, il pad è certificato OK Compost Industrial da TÜV Austria per il compostaggio industriale.
La certificazione riguarda quindi una caratteristica precisa del prodotto e condizioni definite di trattamento a fine vita. Le modalità di conferimento devono essere valutate in base alle indicazioni riportate sul prodotto e alle disposizioni del sistema locale di raccolta.
Materiali diversi per esigenze diverse
Le polveri super assorbenti svolgono una funzione precisa: acquisire e trattenere liquidi. Ma dietro questa funzione possono esserci materiali, strutture e prestazioni differenti.
Per questo la scelta di un SAP non dipende da una singola caratteristica.
Capacità di assorbimento libera, assorbimento sotto carico, ritenzione, composizione e requisiti dell’applicazione devono essere considerati insieme.
Lo sviluppo di Spongel e il suo impiego in materiali come Airgel g-grade mostrano una delle direzioni su cui può lavorare la ricerca sui super assorbenti: intervenire sulla formulazione del materiale mantenendo al centro le prestazioni richieste dall’applicazione.
