Polímeros superabsorventes (SAP), também denominados resinas superabsorventes, são uma categoria de materiais poliméricos funcionais capazes de absorver água em quantidades que variam de várias centenas a vários milhares de vezes seu próprio peso. Os principais tipos incluem derivados de amido, derivados de celulose e polímeros à base de ácido poliacrílico. De acordo com suas matérias-primas, esses polímeros podem ser classificados em polímeros naturais modificados e resinas totalmente sintéticas. São amplamente utilizados em diversos setores, incluindo retenção de água na agricultura, produtos de higiene, como fraldas e absorventes higiênicos, curativos médicos, conservação de alimentos e inúmeras aplicações industriais.

Os polímeros superabsorventes são resinas absorventes especializadas, caracterizadas pela capacidade de absorver água em uma quantidade equivalente a pelo menos várias centenas de vezes seu próprio peso. Como uma importante classe de materiais poliméricos funcionais, apresentam excepcional capacidade de absorção de água. Embora sejam insolúveis em água, conseguem absorver grandes quantidades de água e inchar, formando géis altamente hidratados. Suas principais propriedades são a excelente capacidade de absorção e retenção de água.

Classificação dos polímeros superabsorventes (SAP)

1. Classificação por origem da matéria-prima

Os polímeros superabsorventes podem ser divididos em seis categorias principais, de acordo com a origem de suas matérias-primas:

• Série à base de amido: inclui copolímeros de enxerto de amido, amido carboximetilado, amido fosforilado, xantato de amido e outros derivados.

• Série à base de celulose: inclui celulose enxertada, celulose carboximetilada, celulose hidroxipropilada, xantato de celulose e derivados relacionados.

• Série de polímeros sintéticos: inclui poliacrilatos, poliálcoois vinílicos, óxidos de polialquileno, polímeros inorgânicos e outros materiais sintéticos.

• Série à base de proteínas: inclui proteínas de soja, proteínas da seda, glúten e outros materiais derivados de proteínas.

• Outras substâncias naturais e seus derivados: inclui pectina, ácido algínico, quitosana, heparina e materiais semelhantes.

• Misturas e compósitos: inclui misturas de diferentes polímeros superabsorventes, bem como compósitos que combinam polímeros superabsorventes com géis inorgânicos ou substâncias orgânicas.

2. Classificação pelo método de hidrofilização

De acordo com os métodos utilizados para introduzir ou aumentar as propriedades hidrofílicas, os SAP podem ser classificados em quatro tipos:

1. Polimerização de monômeros hidrofílicos: exemplos incluem poliacrilatos, poliacrilamidas e copolímeros de ácido acrílico e acrilamida.

2. Carboximetilação ou carboxialquilação de polímeros hidrofóbicos ou fracamente hidrofílicos: exemplos incluem a carboximetilação de amido ou celulose e a reação do álcool polivinílico com anidrido maleico.

3. Polimerização por enxerto de monômeros hidrofílicos em polímeros hidrofóbicos ou fracamente hidrofílicos: exemplos incluem amido-g-poliacrilato, amido-g-poliacrilamida, celulose-g-poliacrilato e copolímeros de enxerto de amido, ácido acrílico e acrilamida.

4. Hidrólise de macromoléculas que contêm grupos ciano, éster ou amida: exemplos incluem a hidrólise de amido-g-poliacrilonitrila, copolímeros de acrilato e acetato de vinila e poliacrilamida.

3. Classificação pelo método de reticulação

Com base no mecanismo de reticulação, os SAP podem ser classificados em quatro tipos:

1. Reticulação com agentes reticulantes: polímeros solúveis em água são reticulados com agentes que contêm vários grupos funcionais reativos, íons metálicos polivalentes ou agentes reticulantes poliméricos.

2. Autorreticulação: certas substâncias, como poliacrilatos e poliacrilamidas, sofrem polimerização ou reações que resultam em autorreticulação.

3. Reticulação induzida por radiação: polímeros como o álcool polivinílico e os óxidos de polialquileno podem ser reticulados por exposição à radiação.

4. Introdução de grupos hidrofóbicos ou estruturas cristalinas em polímeros solúveis em água: por exemplo, a esterificação do ácido poliacrílico com álcoois de cadeia longa que contêm 12–20 átomos de carbono pode produzir polímeros insolúveis com alta capacidade de absorção de água.

4. Outros métodos de classificação

Os polímeros superabsorventes também podem ser classificados de acordo com sua forma física, método de preparação e degradabilidade.

1. Por forma física: os SAP podem ser classificados como pós, fibras, filmes ou folhas e microesferas.

2. Por método de preparação: a classificação baseia-se em processos como polimerização sintética e reticulação, carboximetilação, copolimerização por enxerto de amido e copolimerização por enxerto de celulose.

3. Por degradabilidade: os SAP podem ser divididos em tipos não degradáveis e degradáveis. Entre os produtos não degradáveis estão os à base de acrilato de sódio e metacrilato de metila, enquanto os produtos degradáveis incluem copolímeros de enxerto derivados de polímeros naturais, como amido e celulose.