Un polimero superassorbente (in inglese, polimero superassorbente o SAP) è un polimero che può assorbire e trattenere grandi quantità di liquido rispetto alla propria massa. Può quindi assorbire fino a cento o diverse migliaia di volte la sua massa in un liquido. Il liquido assorbito può essere acqua o un liquido organico.
Nel caso di acqua, i polimeri superassorbenti sono principalmente polielettroliti tale come poliacrilato di sodio .
Non sono stati inventati fino a poco tempo fa: la prima commercializzazione intorno al 1970 di assorbenti e pannolini per l'incontinenza per adulti negli Stati Uniti e in Europa nel 1982, quando Schickendanz e Beghin-Say li introdussero nei pannolini. Ora vengono utilizzati in settori che vanno dal biomedicale all'industria elettrica (per esempio per l'antifiamma dei cavi elettrici).
I polimeri superassorbenti all'acqua sono polimeri che derivano dalla polimerizzazione con reticolazione parziale di monomeri etilenicamente insaturi idrosolubili, in particolare acidi acrilici e metacrilici , e loro sali alcalini.
Possono assorbire fino a 1000 volte la loro massa d'acqua in poche decine di secondi. Quando sono disidratati, di solito si presentano come una polvere bianca.
Questi materiali sono formati da un intreccio di catene macromolecolari polimerizzate, collegate tra loro da ponti. Ogni anello della catena è altamente idrofilo. In presenza di acqua, l'acqua penetra nel polimero ciò è dovuto alla comparsa di un gradiente osmotico. Infatti il polimero ottenuto non è solubile in acqua, è un fenomeno di osmosi che è all'origine della penetrazione dell'acqua. Si crea un gradiente osmotico dal solvente acquoso, povero di soluto ionico, al polimero, ricco di soluto ionico. Si tratta quindi di un fenomeno di lenta diffusione. Sotto l'effetto dell'inserimento dell'acqua, la rete si espande, il materiale si gonfia e forma un gel traslucido, di diverse decine o diverse centinaia di volte più grande.
L'elasticità del polimero tende a contrastare il rigonfiamento e alla fine porta all'equilibrio. Inoltre l'effetto può essere controbilanciato dalla pressione osmotica : se il liquido ambientale è carico di ioni che non possono migrare nella rete polimerica, la pressione osmotica creata dalla differenza di concentrazione impedisce all'acqua di entrare nella rete. La rete: il polimero assorbe meno acqua carica di sali di quanto assorba acqua pura.
L'assorbimento è quindi massimo per l'acqua distillata. È molto meno per l'acqua del rubinetto o il liquido fisiologico (assorbimento dei pannolini).
Questi materiali sono stati utilizzati in vari modi per un gran numero di prodotti di consumo quotidiano per decenni.
Aneddoticamente, i polimeri super assorbenti (SAP) sono stati utilizzati da diversi anni in agricoltura per rispondere ai problemi di siccità al fine di offrire alle piante una migliore tolleranza a brevi periodi di stress idrico. Le prime sintesi di SAP furono effettuate negli Stati Uniti negli anni '60 a questo scopo. Ma si stanno studiando anche altre soluzioni organiche come gel a base di carbossimetilcellulosa e fecola di patate o una miscela di buccia d'arancia e avocado.
Sono usati come assorbenti liquidi in assorbenti per neonati , prodotti per l' igiene femminile e prodotti assorbenti per l' incontinenza ... I pannolini ultra assorbenti contengono da 12 a 15 g di superassorbente.
Non sono sensibilizzanti sulla pelle o sulle mucose e il loro potenziale di irritazione è basso.
Possono essere utilizzati come agente di controllo dell'umidità negli imballaggi alimentari o come sigillante per il rivestimento di cavi.
Al contrario, una volta caricati con acqua, possono essere utilizzati come umidificatori di tabacco.
I polimeri possono essere caricati con coloranti, il che consente un'ampia varietà di effetti decorativi.
Senza coloranti, sono traslucidi, e praticamente invisibili quando sono immersi nell'acqua: consentono di realizzare composizioni in vasi, dove vengono immersi vari oggetti decorativi, supportati da questo gel invisibile.
Possono servire da supporto (colorato o meno) per allestimenti floreali, o anche da riserva d'acqua per piante permanenti ( bonsai , orchidee, ecc.). Bisogna però fare attenzione che i sali necessari alle piante inducano una differenza di pressione osmotica che tende a rigettare i polimeri.