BR102015023698B1

BR102015023698B1 - processo para a produção de partículas poliméricas que absorvem água

Info

Publication number: BR102015023698B1
Application number: BR102015023698-0A
Authority: BR
Inventors: Dr. Christoph Loick; Ingo Loy; Dominik Gartz
Original assignee: Evonik Operations Gmbh
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2020-10-20
Also published as: EP2995323A1; US20160074832A1; EP2995323B1; US10427135B2; BR102015023698A2; CN105418860B; CN105418860A; KR20160031983A

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PARTÍCULAS POLIMÉRICAS QUE ABSORVEM ÁGUA, PARTÍCULA POLIMÉRICA QUE ABSORVE ÁGUA, ARTIGO E USO DE UM AGENTE QUELANTE Descreve-se a produção de partículas poliméricas que absorvem água através da polimerização de uma solução de monômero ou suspensão compreendendo a) pelo menos um monômero com funcionalidade ácida etilenicamente insaturado que está opcionalmente e pelo menos parcialmente presente na forma de sal, b) pelo menos um agente de reticulação e c) pelo menos um iniciador, em que o processo compreende ainda secar o polímero resultante e também opcionalmente moer o polímero seco e peneirar o polímero moído, e também opcionalmente pós- reticular na superfície o polímero seco e possivelmente moído e peneirado, e em que a polimerização é efetuada na presença de ácidos aminopolicarboxílicos e/ou seus sais, em particular na presença de ácido etilenodiaminodisuccínico e/ou um sal seu.

Description

[0001] A presente invenção reside no campo de superabsorventes e partículas poliméricas absorventes de água. A presente invenção refere-se particularmente a um processo para a produção de partículas poliméricas que absorvem água através da utilização de ácidos aminopolicarboxilicos especificados e/ou seus sais. A presente invenção refere-se a partículas poliméricas que absorvem água, artigos de higiene que compreendem partículas poliméricas que absorvem água e também o uso de ácidos aminopolicarboxilicos especificados e/ou seus sais como auxiliares de processamento na fabricação de partículas poliméricas que absorvem a água.

[0002] Superabsorventes são conhecidos, o termo designando polímeros hidrofilicos reticulados capazes de absorver grandes quantidades de fluidos aquosos. Essa capacidade baseia-se na forte interação da água com grupos hidrofilicos nos superabsorventes, em especial grupos iônicos ou grupos capazes de ligação de hidrogênio. Outras designações habituais para o que é conhecido como superabsorventes incluem "polimero superabsorvente", "hidrogel" (muitas vezes até mesmo utilizado para a forma seca), "polimero de formação de hidrogênio", "polimero de absorção de água", "material de formação de gel absorvente", "resina inchável", "resina que absorve água" ou semelhante. Polímeros que absorvem água à base de ácido acrílico parcialmente neutralizado estão particularmente em questão. As propriedades essenciais dos superabsorventes são a sua capacidade de absorver um múltiplo (por exemplo, 30-800 vezes) do seu próprio peso de fluidos aquosos e reter o liquido mesmo sob uma certa pressão. 0 superabsorvente, que é utilizado sob a forma de um pó seco, transforma-se em um gel em liquido embebido, e assim se transforma em um hidrogel quando, como é tipico, absorve água. A reticulação é essencial para superabsorventes sintéticos e torna os polímeros insolúveis em água. Substâncias solúveis não seriam úteis como superabsorventes. De longe, o campo mais importante da utilização de materiais superabsorventes é o de absorver fluidos corporais. Superabsorventes são usados, por exemplo, em fraldas para bebês, produtos para incontinência para adultos ou produtos de cuidados femininos. Campos de utilização ainda incluem, por exemplo, como um agente de retenção de água em horticultura comercial, como um meio de armazenamento de água para proteção contra o fogo, para a absorção de fluidos na embalagem de alimentos, como material de cabo de revestimento para cabos de alta profundidade no mar ou, de modo muito geral, para absorção de umidade.

[0003] Tal superabsorvente em geral tem uma CRC ("Capacidade de Retenção Centrifuga") de pelo menos 5 g/g, preferencialmente pelo menos 10 g/g, mais preferencialmente pelo menos 20 g/g, especialmente 30 g/g. Não é apenas a sua capacidade de absorção que é importante para um superabsorvente, mas também a sua retenção (capacidade de reter o liquido sob pressão geralmente expressa como "absorção sob pressão" ("AAP")) e também a sua permeabilidade, isto é, a capacidade de conduzir o liquido no estado inchado. A condutividade de fluxo para superabsorvente como ainda não inchado pode ser bloqueada pelo gel inchado ("bloqueamento de gel") . Boas propriedades de condutividade para líquidos são mostradas, por exemplo, por hidrogéis que têm um nível elevado de força gel no estado inchado. Géis que possuem apenas baixa força gel são deformáveis sob uma pressão aplicada (pressão do corpo), fazem com que poros entupam em um bloco de fibra superabsorvente/de celulose e, assim, bloqueiam a condutividade em fluxo para o superabsorvente ainda não inchado ou incompletamente inchado e a imersão de líquido por isso, como superabsorvente ainda não inchado ou incompletamente inchado. Uma força gel elevada é geralmente alcançada através de um nível relativamente elevado de reticulação, mas isso reduz a capacidade de absorção do produto. Um método padrão para aumentar a força gel é aumentar o nível de reticulações na superfície das partículas superabsorventes em comparação com o interior das partículas. Para este fim, em uma etapa de pós-reticulação na superfície, as partículas superabsorventes secas possuindo uma densidade de reticulação média são submetidas a reticulação adicional em uma fina camada superficial das partículas. A pós- reticulação superficial aumenta a densidade de reticulação no casco das partículas superabsorventes, aumentando a absorção sob pressão confinante para um nível mais elevado. Embora a capacidade de absorção na camada superficial das partículas superabsorventes diminua, a presença de cadeias móveis de polímero em seus núcleos leva a uma melhoria da capacidade de absorção em comparação com o casco, de modo que a construção do casco garante uma permeabilidade melhorada sem ocorrência de bloqueio de gel. Também é conhecido produzir comparativamente superabsorventes substancialmente altamente reticulados e, em seguida, reduzir o grau de reticulação no interior das partículas em relação a um casco exterior das partículas.

[0004] A fabricação de tais superabsorventes (também chamados de polimeros superabsorventes) baseia-se essencialmente na polimerização de monômeros com funcionalidade ácida etilenicamente insaturados que estão opcionalmente pelo menos parcialmente presentes como um sal, em particular na polimerização de radicais livres de ácido acrílico parcialmente neutralizado, tipicamente na presença de agentes de reticulação. Uma reação de polimerização por radicais livres é uma reação rápida e um processo fortemente exotérmico.

[0005] Esta reação conduz à construção de uma rede polimérica tridimensional que pode ter diferentes propriedades macroscópicas, dependendo das condições do processo e procedimento de reação. Quando, por exemplo, a reação de polimerização acontece dentro de um tempo muito curto acompanhada por uma evolução muito considerável de calor, defeitos podem se desenvolver na rede polimérica tridimensional, por exemplo, como uma consequência de reações de transferência de cadeia, para ter um efeito adverso sobre algumas propriedades superabsorventes. As frações não reticuladas, chamadas solúveis, podem ser aumentadas, por exemplo.

[0006] Se, no entanto, a reação ocorre muito lentamente, por exemplo, como resultado de uma falha de iniciação ou de gerenciamento de temperatura incorreto, pode haver, por exemplo, um aumento significativo nas chamadas frações de monômero residual devido à conversão insuficiente.

[0007] Em principio, existem diferentes maneiras de controlar a cinética de polimerização. Por exemplo, a composição e concentração de monômero, iniciador e agente de reticulação podem ser utilizadas para influenciar a cinética. Devido ao grande efeito de cinética de polimerização na qualidade do produto, há uma demanda continua por formas de controlar a cinética de polimerização.

[0008] O problema abordado pela presente invenção contra estes antecedentes foi especificamente o de controlar a cinética da polimerização de monômeros com funcionalidade ácida etilenicamente insaturados, os quais estão presentes opcionalmente pelo menos parcialmente sob a forma de um sal, na fabricação de partículas poliméricas que absorvem água.

[0009] Em ácidos aminopolicarboxilicos e/ou seus sais, em particular em ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, foram agora, surpreendentemente, descobertos como um auxiliar de processamento particularmente eficaz para controlar a cinética da polimerização de monômeros com funcionalidade ácida etilenicamente insaturados, que opcionalmente estejam pelo menos parcialmente presentes sob a forma de um sal, em particular a polimerização de ácido acrilico, que está pelo menos parcialmente presente como acrilato de sódio na fabricação de partículas poliméricas que absorvem água e, assim, permitem uma influência efetiva sobre as propriedades das partículas poliméricas absorventes de água. Uma forma particularmente eficaz para atingir propriedades otimizadas para as partículas poliméricas que absorvem água é disponibilizada como um resultado.

[0010] O problema abordado pela presente invenção é, portanto, resolvido por um processo para a produção de partículas poliméricas que absorvem água através da polimerização de uma solução de monômero ou suspensão compreendendo a) pelo menos um monômero de funcionalidade ácida etilenicamente insaturado que está opcionalmente presente pelo menos parcialmente em forma de sal, b) pelo menos um agente de reticulação, c) pelo menos um iniciador, d) opcionalmente um ou mais monômeros etilenicamente insaturados copolimerizáveis com os monômeros mencionados em a) , e) opcionalmente um ou mais polímeros solúveis em água, f) água, g) opcionalmente aditivos e/ou substâncias ativas, em que o referido processo compreende ainda secar o polimero obtido e também opcionalmente moer o polimero seco e peneirar o polimero moido e também opcionalmente pós-reticular na superfície o polimero seco e possivelmente moido e peneirado, e também ainda opcionalmente pós-tratar o polimero possivelmente pós-reticulado na superfície com pelo menos um agente de pós- tratamento, em que a polimerização é efetuada na presença de um agente quelante a partir do grupo dos ácidos aminopolicarboxilicos, preferencialmente compreendendo ácido etilenodiaminodisuccinico, ácido etilenodiaminotetracético, ácido dietilenotriaminotetracético, ácido glutâmico, ácido N,N- diacético, ácido metilglicinodiacético, e/ou seus sais, em que o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo são preferíveis.

[0011] A utilização de ácidos aminocarboxilicos, em particular o ácido etilenodiaminodisuccinico, ácido etilenodiaminotetracético, ácido dietilenotriaminotetracético, ácido glutâmico, ácido N,N-diacético, ácido metilglicinodiacético, e/ou seus sais, em que o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo são preferíveis, pode ser usada para atingir a inibição da reação de polimerização, tornando possível a otimização da formação da rede de polímero, de modo que propriedades melhoradas se tornam atingíveis particularmente no que diz respeito às frações solúveis, CRC e razão AAP. 0 grau desta inibição é simples de ajustar através da quantidade que é usada de ácido aminopolicarboxílico e/ou seu sal, preferencialmente ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um seu sal, proporcionando uma forma simples para controlar a cinética de polimerização. Uma pessoa versada na técnica apenas necessita de alguns testes de determinação de faixas para isto.

[0012] A presente invenção permite ainda uma melhoria no processamento de gel, em particular no que diz respeito à cominuição de gel, transporte de gel e também secagem do gel, uma vez que a pegajosidade do gel é reduzida e, em particular, minimizada.

[0013] Ácidos aminopolicarboxílicos úteis na presente invenção e/ou seus sais são conhecidos per se por um versado na técnica e estão prontamente disponíveis comercialmente. O sal de ácido aminopolicarboxílico é preferencialmente um sal de metal alcalino, um sal de metal alcalino-terroso, um sal de amónio, um sal de amónio substituído e/ou uma mistura destes, e preferencialmente é um sal de sódio.

[0014] A utilização do ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um seu sal é muito particularmente preferida no contexto da presente invenção e corresponde a uma concretização particularmente preferida da presente invenção.

[0015] O ácido etilenodiaminodisuccinico (etilenodiaminodisuccinato) tem dois centros quirais, de modo que pode ocorrer como três estereoisômeros diferentes, (S,S)-, (R,R)- e meso-EDDS. A adição de etilenodiamina em anidrido maleico é um exemplo de uma rota simples para o EDDS que é simples de administrar em larga escala industrial. Esta rota conduz de fato a uma mistura estereoisomérica consistindo nos isômeros (S,S) e (R,R) e também o isômero (R,S) (= forma meso). Um exemplo de uma sintese especifica para o (S,S)-EDDS consiste na reação do ácido L-aspártico com 1,2-dibromoetano. Todos os três estereoisômeros são cada um individualmente úteis para os fins da presente invenção assim como são quaisquer misturas estereoisoméricas. A utilização de (S,S)-EDDS é preferível.

[0016] O ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo pode ser utilizado na presente invenção. Em principio, a partir de 1 a 4 grupos carboxila do ácido etilenodiaminodisuccinico podem estar presentes na forma de sal. Sais de mono-, di-, tri- ou tetrassódio são obteníveis, por exemplo. O contra-ion nos sais é o ion da base utilizada correspondente. Sais de mono-, di-, tri- e tetrassódio de EDDS são obtidos usando carbonato de sódio ou hidróxido de sódio, por exemplo. Usar os compostos de potássio correspondentes dá os correspondentes sais de potássio etc. As misturas de produto podem, em média, também possuir valores impares para o número de grupos de sal na molécula.

[0017] O sal do ácido etilenodiaminodisuccinico é preferencialmente um sal de metal alcalino, um sal de metal alcalino-terroso, um sal de amónio, um sal de amónio substituído e/ou uma mistura destes, preferencialmente um sal de sódio, especialmente o sal de tetrassódio. "EDDS" aqui deve ser entendido como significando o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo.

[0018] O ácido etilenodiaminotetracético, ácido dietilenotriaminotetracético, ácido glutâmico, ácido N,N- diacético, ácido metilglicinodiacético, e/ou seus sais são bem conhecidos de uma pessoa versada na técnica e, portanto, não requerem elucidação adicional. Especialmente os sais de metais alcalinos em questão podem ser utilizados com vantagem.

[0019] O que o uso de ácidos aminopolicarboxilicos e/ou seus sais, em particular o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo, na forma da presente invenção torna possível, em particular, é influenciar a evolução de calor na polimerização para reduzir preferencialmente a evolução de calor na fase inicial após a iniciação da polimerização, preferencialmente durante os primeiros 600 segundos após o inicio da polimerização. A utilização de ácidos aminopolicarboxilicos e/ou seus sais, em particular o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo, na forma da presente invenção, vantajosamente faz com que seja possivel reduzir as frações solúveis não reticuladas no produto final de polimerização, para melhorar a proporção CRC/AAP no produto final de polimerização e também melhorar a fluidez do gel do polimero não seco.

[0020] A utilização do ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo, em cada caso leva a resultados muito particularmente vantajosos para esta invenção.

[0021] A adição do agente quelante de acordo com a presente invenção, isto é, a adição de ácidos aminopolicarboxilicos e/ou seus sais, em particular o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, pode acontecer antes e/ou durante a polimerização, em uma concretização preferida da invenção. Mais particularmente, o ácido aminopolicarboxilico e/ou seu sal, preferencialmente o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, pode ser adicionado antes do inicio da polimerização, à solução de monômero ou suspensão a ser polimerizada.

[0022] O agente quelante da presente invenção, isto é, ácido aminopolicarboxilico e/ou seu sal, preferencialmente ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, pode ser adicionado em uma forma sólida e particulada e/ou sob a forma de uma solução preferivelmente aquosa à solução ou suspensão de monômero, em uma concretização preferida da invenção. A adição sob a forma de uma solução aquosa é preferível.

[0023] As quantidades utilizadas de agentes quelantes de acordo com a presente invenção, isto é, as quantidades utilizadas de ácido aminopolicarboxilico e/ou seu sal, preferencialmente ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, podem, cada uma, ser escolhidas de acordo com os requisitos individuais das dadas condições particulares de processamento e proporções de reação, em cujo caso uma pessoa versada na técnica é capaz de utilizar alguns testes para determinação de faixas para estabelecer a cinética de reação desejada inteiramente conforme necessário.

[0024] Isto equivale a uma concretização preferida da invenção para agentes quelantes de acordo com a presente invenção, isto é, ácido aminopolicarboxilico e/ou seu sal, preferencialmente ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seu sal, a serem adicionados à solução de monômero ou suspensão em uma quantidade total de pelo menos 5 ppm, preferencialmente de 50 a 2000 ppm, em particular de 100 a 1500 ppm, com base na quantidade de monômero não neutralizado. As quantidades acima mencionadas tornam o controle particularmente eficaz da cinética de reação possivel e, mais particularmente, um retardamento temporal desejado da fase de iniciação de polimerização é alcançável.

[0025] A presente invenção torna possivel o controle da cinética de polimerização na fabricação de polímeros superabsorventes compreendendo a polimerização de monômeros com funcionalidade ácida etilenicamente insaturados que estão opcionalmente pelo menos parcialmente presentes sob a forma de um sal. A potência do auxiliar de processamento de acordo com a presente invenção provou ser particularmente impressionante na polimerização de ácido acrilico que está pelo menos parcialmente presente como acrilato de sódio.

[0026] Isto equivale a uma concretização preferida da invenção quando, no processo da presente invenção, o monômero a) é o ácido acrilico presente pelo menos parcialmente sob a forma de acrilato de sódio. Monômeros úteis serão descritos mais particularmente abaixo.

[0027] Em principio, os agentes de reticulação e quantidades de agente reticulante usuais podem ser utilizados na polimerização no contexto da presente invenção. Isto será mais particularmente aqui discutido abaixo. Isto equivale a uma concretização preferida da invenção em que a solução ou suspensão de monômero compreende pelo menos 0, 1% em peso de agente de reticulação b), com base no monômero a) não neutralizado.

[0028] Está ainda de acordo com uma concretização preferida da invenção uma operação de pós-reticulação superficial a ser efetuada como parte do processo de acordo com a presente invenção. Isto também será mais particularmente descrito aqui abaixo.

[0029] É ainda mais preferivel que o polimero preferencialmente pós-reticulado na superfície seja submetido a um tratamento adicional, preferencialmente um tratamento de superfície, em particular por adição de pelo menos um agente de pós-tratamento. Isto corresponde a um pós-tratamento do polimero possivelmente pós-reticulado na superfície, preferencialmente com pelo menos um agente de pós-tratamento. Agentes de pós- tratamento adequados são, em particular, substâncias que são adicionadas ao polimero de modo a alterar as suas propriedades em uma direção desejada e/ou para facilitar a sua processabilidade. Um versado na técnica está bem ciente de agentes de pós-tratamento adequados a partir do campo da tecnologia de superabsorventes. Eles incluem, por exemplo, agentes antipoeira, por exemplo, polióis e/ou polialquilenoglicóis, agentes antiespumantes, por exemplo Sipernats, Aerosils, surfactantes catiônicos, por exemplo, sais de amónio quaternário ou de fosfônio, agentes de controle de odor, por exemplo, bentonitas, zeólitas, silica, ciclodextrinas, perfumes, ativos antimicrobianos ou agentes oxidantes.

[0030] Em principio, o auxiliar de processamento que é utilizável, dentro do significado das explicações acima referidas, de acordo com a presente invenção, pode ser utilizado em todos os processos habituais para a produção de partículas poliméricas que absorvem água.

[0031] Embora a fabricação de partículas poliméricas que absorvem água seja bem conhecida per se, o processo de fabricação será agora descrito mais particularmente porque as concretizações preferidas descritas aqui abaixo conduzem a resultados particularmente bons no que diz respeito à solução para atingir o objetivo desejado.

[0032] O processo da presente invenção, como já foi referido, compreende a polimerização de uma solução de monômero ou suspensão compreendendo a) pelo menos um monômero de funcionalidade ácida etilenicamente insaturado que está opcionalmente presente pelo menos parcialmente em forma de sal, b) pelo menos um agente de reticulação, c) pelo menos um iniciador, d) opcionalmente um ou mais monômeros etilenicamente insaturados copolimerizáveis com os monômeros mencionados em a) , e) opcionalmente um ou mais polímeros solúveis em água, f) água, g) opcionalmente aditivos e/ou substâncias ativas,

[0033] Os monômeros a) são preferencialmente solúveis em água, isto é, a solubilidade em água a 23° C é tipicamente pelo menos 1 g/100 g de água, preferencialmente pelo menos 5 g/100 g de água, mais preferencialmente pelo menos 25 g/100 g de água e ainda mais preferivelmente pelo menos 35 g/100 g de água. Monômeros a) adequados são, por exemplo, ácidos carboxilicos etilenicamente insaturados, tais como ácido acrilico, ácido metacrilico e ácido itacônico. Monômeros particularmente preferidos são o ácido acrilico e ácido metacrilico. É dada preferência muito em particular ao ácido acrilico.

[0034] Outros monômeros a) adequados são, por exemplo, ácidos sulfônicos etilenicamente insaturados, tais como ácido estirenossulfônico e ácido 2-acrilamido-2- metilpropanossulfônico (AMPS).

[0035] As impurezas podem ter uma influência considerável sobre a polimerização. As matérias-primas utilizadas devem, portanto, ter uma pureza máxima. Por conseguinte, muitas vezes é vantajoso purificar especialmente os monômeros a). Processos de purificação adequados são descritos, por exemplo, no documento WO 2002/055469 Al, WO 2003/078378 Al e WO 2004/035514 Al. Um monômero a) adequado é, por exemplo, um ácido acrilico purificado de acordo com o documento WO 2004/035514 Al e compreendendo 99,8460% em peso de ácido acrilico, 0,0950% em peso de ácido acético, 0,0332% em peso de água, 0,0203%, em peso de ácido propiônico, 0,0001% em peso de furfural, 0,0001% em peso de anidrido maleico, 0,0003% em peso de ácido diacrilico e 0,0050% em peso de éter monometilico de hidroquinona. A proporção de ácido acrilico e/ou seus sais na quantidade total de monômeros a) é preferencialmente pelo menos 50 % em mol, mais preferencialmente pelo menos 90 % em mol, mais preferencialmente pelo menos 95 % em mol. Os monômeros a) podem tipicamente compreender inibidores de polimerização, preferencialmente monoéteres de hidroquinona, como estabilizadores de armazenamento.

[0036] A solução de monômeros pode compreender preferencialmente até 250 ppm em peso, preferencialmente no máximo 130 ppm em peso, mais preferivelmente no máximo 70 ppm em peso, e preferencialmente pelo menos 10 ppm em peso, mais preferencialmente pelo menos 30 ppm em peso e especialmente em torno de 50 ppm em peso de monoéteres de hidroquinona, cada um com base no monômero a) não neutralizado. Por exemplo, a solução do monômero pode ser preparada através da utilização de um monômero etilenicamente insaturado contendo grupos ácidos com um teor adequado de monoéter de hidroquinona.

[0037] Monoéteres de hidroquinona preferidos são o éter monometilico de hidroquinona (MEHQ) e/ou alfa-tocoferol (vitamina E) . Agentes de reticulação b) adequados são, por exemplo, compostos possuindo pelo menos dois grupos apropriados para a reticulação. Tais grupos são, por exemplo, grupos etilenicamente insaturados que podem ser polimerizados por radicais livres na cadeia de polimero e grupos funcionais que podem formar ligações covalentes com os grupos ácidos do monômero a). Além disso, os sais de metais polivalentes que podem formar ligações coordenadas com pelo menos dois grupos ácidos do monômero a) também são adequados como agentes de reticulação b), por exemplo.

[0038] Agentes de reticulação b) são preferencialmente os compostos que têm pelo menos dois grupos polimerizáveis que podem ser polimerizados via radicais livres na matriz polimérica. Agentes de reticulação b) adequados são, por exemplo, dimetacrilato de etileno glicol, diacrilato de dietileno glicol, diacrilato de polietileno glicol, metacrilato de alila, triacrilato de trimetilolpropano, trialilamina, cloreto de tetralilamônio, tetraaliloxietano, como descrito no documento EP 0 530 438 Al, di- e triacrilatos, como descrito nos documentos EP 0 547 847 Al, EP 0 559 476 Al, EP 0 632 068 Al, WO 93/21237 Al, WO 2003/104299 Al, WO 2003/104300 Al, WO 2003/104301 Al e DE 103 31 450 Al, acrilatos misturados que, bem como como os grupos acrilato, compreendem adicionalmente grupos etilenicamente insaturados, conforme descrito nos documentos DE 103 31 456 Al e DE 103 55 401 Al, ou misturas de reticulador, tal como descrito, por exemplo, nos documentos DE 195 43 368 Al, DE 196 46 484 Al, WO 90/15830 Al e WO 2002/032962 A2 .

[0039] Agentes de reticulação b) preferidos são éter pentaeritritol trialilico, tetraaliloxietano, metilenobismetacrilamida, triacrilato de trimetilolpropano 15- tupli etoxilado, diacrilato de polietileno glicol, triacrilato de trimetilolpropano e trialilamina. Agentes de reticulação b) muito particularmente preferidos são os gliceróis polietoxilados e/ou propoxilados que foram esterifiçados com ácido acrilico ou ácido metacrilico para gerar di- ou triacrilatos, tal como descrito, por exemplo, no documento WO 2003/104301 Al.

[0040] Di- e/ou triacrilatos de glicerol tri- a deca- etoxilado são particularmente vantajosos. Uma preferência muito particular é dada a di- ou triacrilatos de glicerol mono- a penta- etoxilado e/ou propoxilado. Os mais preferidos são os triacrilatos de glicerol tri- a penta- etoxilado e/ou propoxilado, especialmente o triacrilato de glicerol trietoxilado.

[0041] A quantidade de agente de reticulação b) é preferencialmente 0,05% a 1,5% em peso, mais preferencialmente 0,1% a 1% em peso, mais preferencialmente 0,3% a 0,6% em peso, baseado em cada caso no monômero a) . Com o aumento do teor de agente de reticulação, a capacidade de retenção centrifuga (CRC) cai e a absorção sob uma pressão passa por um máximo.

[0042] Iniciadores c) utilizados podem ser todos os compostos que geram radicais livres nas condições de polimerização, por exemplo, iniciadores térmicos, iniciadores redox ou foto- iniciadores. Iniciadores redox adequados são, por exemplo, peroxodissulfato de sódio/ácido ascórbico, peróxido de hidrogênio/ácido ascórbico, peroxodissulfato de sódio/bissulfito de sódio e peróxido de hidrogênio/bissulfito de sódio. É dada preferência à utilização de misturas de iniciadores térmicos e iniciadores redox, tal como peroxodissulfato de sódio/peróxido de hidrogênio/ácido ascórbico. 0 componente redutor utilizado é, no entanto, preferencialmente uma mistura do sal de sódio de ácido 2-hidroxi-2-sulfinatoacético, o sal dissódico do ácido 2-hidroxi-2-sulfonatoacético e bissulfito de sódio. Tais misturas são obtidas como Brüggolite® FF6 e Brüggolite® FF7 (Brüggemann Chemicals; Heilbronn, Alemanha).

[0043] Monômeros etilenicamente insaturados d) copolimerizáveis com os monômeros etilenicamente insaturados a) contendo grupos ácidos são, por exemplo, acrilamida, metacrilamida, acrilato de hidroxietila, metacrilato de hidroxietila, metacrilato de dimetilaminoetila, acrilato de dimetilaminoetila, acrilato de dimetilaminopropila, acrilato de dietilaminopropila, metacrilato de dimetilaminoetila, metacrilato de dietilaminoetila.

[0044] Os polímeros solúveis em água e) utilizados podem ser álcool polivinilico, polivinilpirrolidona, amido, derivados de amido, celulose modificada, tal como metil celulose ou hidroxietil celulose, gelatina, poliglicóis ou ácidos poliacrilicos, preferencialmente amido, derivados de amido e celulose modificada.

[0045] Tipicamente, uma solução aquosa de monômero pode ser usada. O teor de água da solução de monômero é preferencialmente de 40% a 75% em peso, mais preferivelmente de 45% a 70% em peso, e mais preferivelmente de 50% a 65% em peso. É também possivel a utilização de suspensões de monômeros, isto é, soluções de monômero com excesso de monômero a), por exemplo, acrilato de sódio. À medida que o teor de água aumenta, o gasto de energia na secagem subsequente sobe e, conforme o teor de água cai, o calor de polimerização só pode ser removido de forma inadequada.

[0046] Para a ação ótima, os inibidores de polimerização preferidos exigem oxigênio dissolvido. A solução de monômero pode, por conseguinte, ser livre de oxigênio dissolvido antes da polimerização por inertização, isto é, fazendo fluir um gás inerte, preferencialmente nitrogênio ou dióxido de carbono. O teor de oxigênio da solução de monômero é preferencialmente reduzido antes da polimerização a menos de 1 ppm em peso, mais preferencialmente a menos de 0,5 ppm em peso, com maior preferência a menos de 0,1 ppm em peso.

[0047] Aditivos adequados e/ou substâncias ativas para a inclusão opcional na solução de monômero ou suspensão são substâncias que são capazes de alterar as propriedades dos polímeros resultantes em uma direção desejada, que são capazes de facilitar a processabilidade dos mesmos ou que são capazes de dotar o polimero com uma função adicional. Isto pode ser tido aqui para quaisquer aditivos e/ou substâncias ativas habituais do estado da técnica.

[0048] Reatores adequados são, por exemplo, reatores de malaxagem ou reatores de esteira. No malaxador, o gel de polimero formado na polimerização de uma solução aquosa de monômero ou suspensão é cominuido continuamente por eixos de agitação contrarrotatórios, como descrito no documento WO 2001/038402 Al, por exemplo. A polimerização em uma esteira é descrita, por exemplo, nos documentos DE 38 25 366 Al e US 6.241.928. A polimerização num reator de esteira forma um gel de polimero, que tem de ser triturado em uma etapa adicional do processo, por exemplo, em uma extrusora ou malaxador. No entanto, também é possivel transformar em goticula uma solução aquosa de monômero e polimerizar as gotículas obtidas em uma corrente de gás carregador aquecida. É possivel aqui combinar as etapas de processo de polimerização e de secagem, tal como descrito em WO 2008/040715 A2 e WO 2008/052971 Al. Os grupos de ácido dos géis de polimero resultantes tipicamente têm sido parcialmente neutralizados. A neutralização é realizada, de preferência, no estágio de monômero. Isto é tipicamente alcançado por mistura no agente de neutralização como uma solução aquosa ou preferencialmente também como um sólido. O grau de neutralização é preferencialmente 25 a 85 % em mol, para géis poliméricos "ácidos" mais preferivelmente de 30 a 60 % em mol, mais preferivelmente de 35 a 55% em mol, para géis poliméricos "neutros" mais preferivelmente de 65 a 80 % em mol, mais preferivelmente de 70 a 75 % em mol, e os agentes habituais de neutralização podem ser usados, preferencialmente hidróxidos de metais alcalinos, óxidos de metais alcalinos, carbonatos de metais alcalinos ou bicarbonatos de metais alcalinos e também as suas misturas. Sais de amónio, tais como o sal de trietanolamina, também podem ser utilizados em vez de sais de metais alcalinos. Metais alcalinos particularmente preferidos são sódio e potássio, mas uma preferência muito particular é dada a hidróxido de sódio, carbonato de sódio ou hidrogenocarbonato de sódio e também as suas misturas.

[0049] No entanto, também é possivel efetuar a neutralização após a polimerização, no estágio do gel de polimero formado na polimerização. Também é possivel neutralizar até 40 % em mol, preferencialmente 10 a 30 % em mol e mais preferencialmente 15 a 25 % em mol dos grupos de ácido antes da polimerização por adição de uma porção do agente de neutralização diretamente à solução de monômero e definindo o grau final desejado de neutralização só depois da polimerização, no estágio do gel de polimero. Quando o gel de polimero é pelo menos parcialmente neutralizado após a polimerização, o gel de polimero é preferencialmente cominuido mecanicamente, por exemplo, por meio de um extrusor, em cujo caso o agente de neutralização pode ser pulverizado, polvilhado ou vertido sobre e, depois, cuidadosamente misturado no meio. Para esta finalidade, o material de gel obtido pode ser extrusado diversas vezes mais para homogeneização.

[0050] O gel de polimero pode, em seguida, preferencialmente ser seco com um secador em esteira até que o teor de umidade residual seja preferencialmente 0,5 a 15% em peso, mais preferivelmente 1 a 10% em peso e mais preferencialmente de 2 a 8% em peso, o teor de umidade residual é determinado pelo método de teste recomendado EDANA {European Disposables and Nonwovens Association) No. WSP 230.2-05 "Moisture Content". Os métodos de teste EDANA são obtidos, por exemplo, a partir de EDANA, Avenue Eugene Plasky 157, B-1030 Bruxelas, Bélgica.

[0051] No caso de um teor de umidade residual muito elevado, o gel de polimero seco pode ter uma temperatura de transição vitrea Tg muito baixa e pode então ser somente processado adicionalmente com dificuldade. No caso de um teor de umidade residual muito baixo, o gel de polimero seco pode ser muito quebradiço e, nas etapas subsequentes de cominuição, quantidades indesejavelmente grandes de partículas poliméricas com um tamanho de partícula muito baixo ("finos") podem ser obtidas. 0 teor de sólidos do gel antes da secagem é preferencialmente de 25% a 90% em peso, mais preferivelmente de 35% a 70% em peso, e mais preferivelmente de 40% a 60% em peso. No entanto, um secador de leito fluidizado ou um secador de pás pode opcionalmente ser também utilizado para fins de secagem. Depois disso, o gel de polímero seco é moído e classificado, e o aparelho utilizado para moagem pode ser tipicamente um moinho de rolo de um ou vários estágios, preferencialmente moinhos de rolo de dois ou três estágios, moinhos de corte, moinhos ultracentrifuges, moinhos de pinos, moinhos de martelo ou moinhos vibratórios.

[0052] O tamanho médio de partícula das partículas poliméricas removidas como a fração de produto é preferencialmente pelo menos 200 pm, mais preferivelmente de 250 a 600 pm e muito particularmente de 300 a 500 pm. O tamanho médio de partícula da fração de produto pode ser determinado por meio do método teste recomendado EDANA {European Disposables and Nonwovens Association) No. WSP 220.2-05 "Particle Size Distribution", em que as proporções em massa das frações de rastreio são representadas graficamente em forma acumulada e o tamanho médio de partícula é determinado graficamente. O tamanho médio de partícula aqui é o valor de tamanho de malha em que uma cumulativa de 50% em peso é encontrada.

[0053] A proporção de partículas com um tamanho de partícula de pelo menos 150 pm é preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 95% em peso, mais preferencialmente pelo menos 98% em peso.

[0054] Partículas poliméricas possuindo um tamanho de partículas muito baixo diminuem a permeabilidade. Portanto, a proporção de partículas poliméricas excessivamente pequenas ("finos") deve ser pequena. Partículas poliméricas excessivamente pequenas são, portanto, tipicamente separadas e recicladas para o processo. Isto é preferencialmente feito antes, durante ou imediatamente após a polimerização, ou seja, antes da secagem do gel de polímero. As partículas poliméricas excessivamente pequenas podem ser umedecidas com água e/ou surfactante aquoso antes ou durante a reciclagem.

[0055] Também é possível remover partículas poliméricas excessivamente pequenas em etapas posteriores do processo, por exemplo, após a pós-reticulação superficial ou outra etapa de revestimento. Neste caso, as partículas poliméricas excessivamente pequenas recicladas são pós-reticuladas na superfície ou revestidas de outra maneira, por exemplo, com sílica fumada.

[0056] Se um reator de amassamento é utilizado para a polimerização, as partículas poliméricas excessivamente pequenas são preferencialmente adicionadas durante o último terço da polimerização. Se as partículas poliméricas excessivamente pequenas são adicionadas num estágio muito precoce, por exemplo, à solução de monômero, isto reduz a capacidade de retenção centrífuga (CRC) das partículas poliméricas absorventes de água resultantes. No entanto, isso pode ser compensado, por exemplo, pelo ajuste da quantidade de agente de reticulação b) utilizado.

[0057] Se as partículas poliméricas excessivamente pequenas são adicionadas em um estágio muito tardio, por exemplo, não até que um aparelho esteja conectado a jusante do reator de polimerização, por exemplo, uma extrusora, as partículas poliméricas excessivamente pequenas podem ser incorporadas no gel de polimero resultante somente com dificuldade. Partículas poliméricas excessivamente pequenas e insuficientemente incorporadas são, no entanto, desacopladas de novo a partir do gel de polímero seco durante a moagem, por conseguinte, são removidas novamente durante a classificação e aumentam a quantidade de partículas poliméricas excessivamente pequenas a serem recicladas.

[0058] A proporção de partículas com um tamanho de partícula de no máximo 850 pm é preferencialmente de pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 95% em peso, mais preferencialmente pelo menos 98% em peso.

[0059] Partículas poliméricas tendo um tamanho de partícula muito alto diminuem a taxa de inchamento livre. Portanto, a proporção de partículas poliméricas excessivamente grandes deve ser também pequena. Partículas poliméricas excessivamente grandes são, portanto, tipicamente separadas e recicladas para a moagem do gel de polímero seco.

[0060] Para melhorar ainda mais as propriedades, as partículas poliméricas podem ser pós-reticuladas na superfície. Agentes de pós-reticulação superficial adequados são compostos que compreendem grupos que podem formar ligações covalentes com pelo menos dois grupos carboxilato das partículas poliméricas. Compostos apropriados são, por exemplo, aminas polifuncionais, amido aminas polifuncionais, epóxidos polifuncionais, como descrito em EP 0 083 022 A2, EP 0 543 303 Al e EP 0 937 736 A2, álcoois di- ou polifuncionais, como descrito em DE 33 14 019 Al, DE 35 23 617 Al e EP 0 450 922 A2, ou B-hidroxialquilamidas, como descrito em DE 102 04 938 Al e US 6.239.230. São adicionalmente descritos como agentes de pós-reticulação superficial adequados carbonatos ciclicos em DE 40 20 780 Cl, 2- oxazolidona e seus derivados, tais como 2-hidroxietil-2- oxazolidona, em DE 198 07 502 Al, bis- e poli-2-oxazolidinonas, em DE 198 07 992 Cl, 2-oxotetra-hidro-1,3-oxazina e seus derivados em DE 198 54 573 Al, N-acil-2-oxazolidonas em DE 198 54 574 Al, ureias cíclicas em DE 102 04 937 Al, amido acetais biciclicos em DE 103 34 584 Al, oxetanos e ureias ciclicas em EP 1 199 327 A2 e morfolina-2,3-diona e seus derivados em WO 2003/031482 Al. Agentes de pós-reticulação superficial preferidos são o carbonato de etileno, éter diglicidilico de etileno glicol, produtos de reação de poliamidas com epicloro- hidrina e misturas de propileno glicol e 1, 4-butanodiol. Agentes de pós-reticulação superficial muito particularmente preferidos são 2-hidroxietiloxazolidin-2-ona, oxazolidin-2-ona e 1,3- propanodiol.

[0061] Além disso, também é possivel utilizar agentes de pós- reticulação superficial que compreendem grupos etilenicamente insaturados polimerizáveis adicionais, como descrito em DE 37 13 601 Al.

[0062] A quantidade de agente de pós-reticulação superficial é preferencialmente de 0,001% a 2% em peso, mais preferencialmente 0,02% a 1% em peso e mais preferencialmente 0,05% a 0,75% em peso, baseado em cada caso nas partículas poliméricas.

[0063] Em uma concretização preferida da presente invenção, cátions polivalentes são aplicados à superfície da partícula além dos agentes de pós-reticulação superficial antes, durante e/ou após a pós-reticulação na superfície. Os cátions polivalentes utilizáveis são, por exemplo, cátions divalentes, tais como os cátions de zinco, magnésio, cálcio e estrôncio, cátions trivalentes tais como cátions de aluminio, cátions tetravalentes tais como os cátions de titânio e de zircônio. Possiveis contra-íons são, por exemplo, cloreto, brometo, sulfato, hidrogenossulfato, carbonato, hidrogenocarbonato, nitrato, fosfato, hidrogenofosfato, di-hidrogenofosfato e carboxilatos, tais como acetato e lactato. 0 sulfato de aluminio e lactato de aluminio são os preferidos. Além de sais de metais, também é possivel a utilização de poliaminas como cátions polivalentes. A quantidade de cátion polivalente utilizada é, por exemplo, 0,001% a 1,5%, em peso, preferencialmente de 0,005% a 1% em peso, e mais preferencialmente 0,02% a 0,8% em peso, baseado em cada caso nas partículas poliméricas.

[0064] A pós-reticulação superficial é tipicamente realizada de tal maneira que uma solução do agente de pós-reticulação superficial é aplicada a, preferencialmente pulverizada sobre, as partículas poliméricas secas. Após a aplicação por pulverização, as partículas poliméricas revestidas com agente de pós-reticulação superficial são secas termicamente, e a reação de pós-reticulação superficial pode ocorrer antes ou durante a secagem.

[0065] A aplicação por pulverização de uma solução do agente de pós-reticulação superficial é realizada preferivelmente em misturadores com ferramentas de mistura que se deslocam, tais como misturadores de parafuso, misturadores de disco e misturadores de pás. É dada uma preferência particular para misturadores horizontais, tais como misturadores de pás, e preferência muito particular aos misturadores verticais. A distinção entre os misturadores horizontais e verticais misturadores é feita pela posição do eixo de mistura, isto é, misturadores horizontais têm um eixo de mistura horizontalmente montado e misturadores verticais tem um eixo de mistura verticalmente montado. Misturadores adequados são, por exemplo, misturadores horizontais Plowshare Pflugschar® (Gebr Lõdige Maschinenbau GmbH; Paderborn, Alemanha), misturadores contínuos Vrieco-Nauta (Hosokawa Micron BV; Doetinchem, Holanda), misturadores Processall Mixmill (Processall Incorporated; Cincinnati; EUA) e Schugi Flexomix® (Hosokawa Micron BV; Doetinchem, Holanda). No entanto, também é possivel pulverizar sobre a solução do agente de pós-reticulação superficial em um leito fluidizado.

[0066] Os agentes de pós-reticulação superficial são normalmente utilizados sob a forma de uma solução aquosa. É possivel ajustar a profundidade de penetração do agente de pós- reticulação superficial nas partículas poliméricas através do teor de solvente não aquoso ou quantidade total de solvente.

[0067] Quando se utiliza exclusivamente água como solvente, um surfactante é vantajosamente adicionado. Isto melhora as características de molhamento e reduz a tendência de formar caroços. No entanto, é dada preferência à utilização de misturas de solventes, por exemplo, isopropanol/água, 1,3- propanodiol/água e propilenoglicol/água, onde a razão de mistura em termos de massa é preferencialmente de 20:80 a 40:60.

[0068] A secagem térmica é preferencialmente realizada em secadores de contato, mais preferivelmente secadores de pás, mais preferencialmente secadores de disco. Secadores apropriados são, por exemplo, Secador de Pás Horizontla Hosokawa Bepex® (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Alemanha) , Secador de Disco Hosokawa Bepex® (Hosokawa Micron GmbH; Leingarten; Alemanha) e Secador de Pás Nara (NARA Machinery Europa; Frechen; Alemanha). Além disso, também podem ser utilizados secadores de leito fluidizado. A secagem pode ser efetuada no próprio misturador, por aquecimento da camisa ou sopro em ar quente. Um secador a jusante é igualmente adequado, por exemplo, um secador de prateleiras, um forno de tubo rotativo ou um parafuso aquecivel. É particularmente vantajoso efetuar a mistura e a secagem em um secador de leito fluidizado.

[0069] Temperaturas de secagem preferidas estão na faixa de 100 a 250° C, preferencialmente 120 a 220° C, mais preferivelmente 130 a 210° C e mais preferivelmente 150 a 200° C. O tempo de residência preferido a esta temperatura no misturador de reação ou secador é preferencialmente pelo menos 10 minutos, mais preferivelmente pelo menos 20 minutos, mais preferencialmente pelo menos 30 minutos e, normalmente no máximo 60 minutos.

[0070] Subsequentemente, as partículas poliméricas pós- reticuladas na superfície podem ser classificadas novamente, com remoção de partículas poliméricas excessivamente pequenas e/ou excessivamente grandes e reciclando para o processo.

[0071] As partículas poliméricas preferencialmente pós- reticuladas na superfície podem ser pós-tratadas para melhorar ainda mais as suas propriedades, preferencialmente por pós- tratamento, em particular, revestimento e/ou reumidificação com um agente de pós-tratamento.

[0072] A reumidificação opcional é preferencialmente realizada a 30 até 80° C, mais preferivelmente a 35 a 70° C, mais preferivelmente a entre 40 e 60° C. A temperaturas excessivamente baixas, as particulas poliméricas que absorvem água tendem a formar caroços, e, a temperaturas mais elevadas, a água já evapora a um grau notável. A quantidade de água utilizada para a reumidificação opcional é preferencialmente de 1 a 10% em peso, mais preferencialmente de 2 a 8% em peso e mais preferivelmente de 3 a 5% em peso. A reumidificação opcional aumenta a estabilidade mecânica das particulas poliméricas e reduz a sua tendência a carga estática. Revestimentos opcionais adequados para melhorar a taxa de inchamento livre e a permeabilidade (SFC) são, por exemplo, substâncias inertes inorgânicas, tais como sais de metais insolúveis em água, polímeros orgânicos, polímeros catiônicos e cátions de metais di ou polivalentes. Revestimentos opcionais adequados para a aglutinação de pó são, por exemplo, polióis. Revestimentos opcionais adequados para contrariar a tendência indesejável de aglomeração das particulas poliméricas são, por exemplo, silica fumada, tal como Aerosil® 200, e surfactantes, tal como Span® 20 .

[0073] As particulas poliméricas que absorvem água têm um teor de umidade de preferencialmente 1 a 15% em peso, mais preferencialmente de 2 a 10% em peso e mais preferencialmente entre 3 e 5% em peso, o teor de umidade sendo determinado pelo método de teste recomendado EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) No. WSP 230,2-05 "Moisture Content".

[0074] As particulas poliméricas que absorvem água vantajosamente resultantes no contexto da presente invenção têm uma capacidade de retenção centrifuga (CRC) de tipicamente pelo menos 15 g/g, preferencialmente pelo menos 20 g/g, mais preferencialmente pelo menos 22 g/g, de um modo especialmente preferido pelo menos 24 g/g e mais preferencialmente de pelo menos 26 g/g. A capacidade de retenção centrifuga (CRC) das partículas poliméricas que absorvem água vantajosamente resultantes no contexto da presente invenção é tipicamente inferior a 60 g/g. A capacidade de retenção centrifuga (CRC) é determinada pelo método de teste recomendado EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) No. WSP 241,3-10 "Centrifuge Retention Capacity". As partículas poliméricas que absorvem água vantajosamente resultantes no contexto da presente invenção têm uma absorção sob uma pressão de 49,2 g/cm2 (0,7 psi) de tipicamente pelo menos 15 g/g, preferencialmente pelo menos 20 g/g, mais preferencialmente pelo menos 22 g/g, especialmente preferencialmente pelo menos 23,5 g/g e mais preferencialmente pelo menos 25 g/g. A absorção sob uma pressão de 49,2 g/cm2 (0,7 psi) das partículas poliméricas absorventes de água é tipicamente inferior a 35 g/g. A absorção sob pressão (AAP), especificamente contra uma pressão de 49,2 g/cm2 (0,7 psi), é determinada em conformidade com o método EDANA No. WSP242.3-10. No contexto da presente invenção, em uma concretização preferida da invenção, a polimerização é efetuada em um malaxador com o ácido aminopolicarboxilico e/ou seu sal, em particular o EDDS, sendo adicionado à solução de monômero ou suspensão antes da polimerização, e/ou ao conteúdo do malaxador durante a polimerização.

[0075] Em uma outra concretização preferida da invenção, o malaxador está preferencialmente equipado com pelo menos dois eixos paralelos e preferencialmente tem elementos em pelo menos um eixo para transportar o conteúdo do malaxador em paralelo com os eixos, a partir de uma seção de alimentação para uma seção de saida.

[0076] Em uma concretização preferida da invenção, o malaxador pode ainda ser utilizado em operação em batelada.

[0077] Ainda revelou-se vantajoso que, em uma concretização preferida da invenção, o teor de ions de ferro da solução de monômero ou suspensão seja inferior a 5 ppm, preferencialmente abaixo de 3 ppm e mais preferencialmente abaixo de 1 ppm.

[0078] A presente invenção proporciona ainda partículas poliméricas que absorvem água obteníveis por um processo da presente invenção, tal como descrito acima. Em uma concretização preferida da invenção, as partículas poliméricas que absorvem água da presente invenção possuem: (a) uma capacidade de retenção centrifuga (CRC) de pelo menos 30 g/g; (b) uma absorção sob pressão (AAP 0,7 psi) de pelo menos 20 g/g.

[0079] Em uma outra concretização preferida da invenção, a proporção de partículas poliméricas absorventes de água de acordo com a invenção possuindo um tamanho de partícula de pelo menos 150 pm é pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 95% em peso, mais preferencialmente pelo menos 98% em peso, e a proporção de partículas poliméricas absorventes de água de acordo com a invenção possuindo um tamanho de partícula de no máximo 850 pm é preferencialmente pelo menos 90% em peso, mais preferencialmente pelo menos 95% em peso, mais preferencialmente pelo menos 98% em peso, baseada em cada caso na quantidade total das partículas poliméricas que absorvem água de acordo com a invenção.

[0080] A presente invenção torna possível o fornecimento de artigos compreendendo partículas poliméricas que absorvem água. Assim, a invenção proporciona ainda um artigo, particularmente um artigo de higiene de embebimento de líquido, compreendendo as partículas poliméricas que absorvem água da presente invenção.

[0081] Artigos preferidos deste tipo incluem, por exemplo, quaisquer auxiliares de incontinência, tais como, em particular, fraldas e também artigos de higiene, tais como, em particular, absorventes e tampões.

[0082] A presente invenção proporciona ainda a utilização de pelo menos um agente quelante a partir do grupo dos ácidos aminopolicarboxilicos, preferivelmente compreendendo ácido etilenodiaminodisuccinico, ácido etilenodiaminotetracético, ácido dietilenotriaminotetracético, ácido glutâmico, ácido N,N- diacético, ácido metilglicinodiacético, e/ou seus sais, em que o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo são preferíveis, como auxiliares de processamento na fabricação de partículas poliméricas que absorvem água, preferencialmente por polimerização de uma solução de monômero ou suspensão compreendendo a) pelo menos um monômero com funcionalidade ácida etilenicamente insaturado que está opcionalmente pelo menos parcialmente presente como sal, b) pelo menos um agente de reticulação e c) pelo menos um iniciador e também água, para: i) controlar a cinética de polimerização, ii) reduzir a evolução de calor na fase de partida após o início da polimerização, preferencialmente nos primeiros 600 segundos após o início da polimerização, iii) reduzir as frações solúveis não reticuladas no produto final de polimerização, iv) melhorar a relação CRC/AAP no produto final de polimerização, e/ou v) melhorar a fluidez do gel, aderência do gel e/ou processamento do gel do polimero não seco.

Exemplos: Métodos de teste:

[0083] Todos os métodos de teste são, em principio, a menos que indicado de outra forma, conduzidos no contexto da presente invenção a uma temperatura ambiente de 23 ± 2o C e uma umidade relativa do ar de 50 ± 10%. As partículas poliméricas absorventes de água são misturadas completamente antes da medição.

Capacidade de Retenção Centrifuga (CRC):

[0084] A capacidade de retenção centrifuga foi determinada pelo método de ensaio recomendado EDANA (European Disposables and Nonwovens Association) No. 241,3-10 WSP "Centrifuge retention capacity".

Absorção contra uma pressão de 0,7 psi (AAP):

[0085] A absorção contra a pressão (AAP), aqui de 0,7 psi, foi determinada de acordo com o método Edana No. WSP242.3-10.

Teor de monômero residual:

[0086] O teor de monômero residual das partículas superabsorventes foi determinado em conformidade com o método de teste padrão EDANA No. WSP210.3-10.

Frações solúveis, 16 h - valor:

[0087] A proporção das partículas superabsorventes que é contribuída pelas frações solúveis de 16 horas foi determinada em conformidade com o método de teste padrão EDANA No. WSP270.3- 10 .

Determinação da pressão diferencial máxima aos eixos do malaxador e a temperatura máxima durante a polimerização:

[0088] A temperatura do polimero foi determinada ao longo de todo o tempo de residência do polimero no reator por meio de um sensor térmico que se projeta para dentro do espaço de reação. O valor máximo que ocorre durante a reação de polimerização foi determinado. A pressão diferencial nos eixos do reator malaxador foi determinada por meio de um coletor de pressão e é uma medida do torque e das forças de cisalhamento no espaço de reação. Uma pressão diferencial elevada é indicativa de um aumento de torque e, portanto, de forças de cisalhamento no espaço de reação. O valor máximo que ocorre durante o tempo de residência do polimero no reator malaxador foi determinado.

Processo de fabricação: a) Precursor de poliacrilato

[0089] Uma solução de monômero consistindo em 2400,00 g de ácido acrilico, 2853,37 g de uma solução de hidróxido de sódio aquoso a 32%, 1510,82 g de água completamente livre de ions, 15,99 g de solução de polietileno-glicol 600 a 60% e uma solução aquosa de um agente quelante foi libertada de oxigênio dissolvido por purga com nitrogênio. A purga de nitrogênio foi realizada durante cerca de 10 minutos. Pouco antes de ser transferida para o reator de malaxagem, a solução de monômero foi misturada inicialmente com 23,99 g de sulfato de sódio e 197,84 g de ácido poliacrilico pós-reticulado na superfície parcialmente neutralizado tendo um tamanho médio de partícula de <150 pm (que corresponde à fração de finos de partículas de poliacrilato tipicas) sob purga continua de gás inerte. Isto foi seguido sob agitação continua pela adição de 6,95 g de solução de monoacrilato de éter monoalilico de polietileno glicol 450 a 69% e também 2,40 g de 15[EO] triacrilato de trimetilolpropano.

[0090] Isto foi seguido da transferência da solução de monômero em gás inerte em contracorrente para dentro do reator de polimerização aquecido a 35° C por camisa e aquecimento do eixo. O reator de polimerização consistiu em um reator malaxador de dois eixos, co-rotativo e operado descontinuamente a partir de LIST AG (CH-4422 Arisdorf, Suiça). Durante o transporte da solução de monômero por uma pressão ligeiramente negativa no sistema, a velocidade do eixo foi de 60 rpm, assim como com a admissão de 359,82 g de uma solução de carbonato de sódio a 10%. O sistema foi então aliviado em pressão e coberto com um gás inerte e a adição de 35,98 g de uma solução de peroxodissulfato de sódio aquoso a 10% e 17,99 g de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio a 6% ocorreu.

[0091] A polimerização foi iniciada pela adição de 85,67 g de uma solução de ácido ascórbico aquoso a 0,70%. Imediatamente após o inicio da reação, a camisa e o aquecimento do eixo foram controlados para o valor alvo de 75° C. Os eixos do reator foram fixada 25 rotações por minuto. Uma reação de polimerização exotérmica aconteceu e a lavagem com gás inerte foi encerrada. O tempo de residência da mistura reacional foi de 20 minutos. Pouco antes de o reator ter sido esvaziado, a temperatura da camisa e do eixo foi controlada a um valor alvo de 35° C. Sem etapas adicionais de cominuição, o hidrogel formado foi seco em porções em uma estufa de secagem de laboratório de ar forçado a 190° C durante 30 minutos.

[0092] O polimero seco foi subsequentemente cominuido em um moinho de corte (2 mm) e os tamanhos de particulas do superabsorvente seco cominuido a partir de 150 pm a 850 pm foram recuperados por peneiração.

b) Pós-reticulação na superfície:

[0093] Uma operação subsequente de pós-reticulação superficial foi realizada utilizando partículas poliméricas secas, moldas e triadas (= material precursor) a partir do processo de fabricação descrito acima.

[0094] Para este fim, a solução de pós-reticulação superficial que consiste em carbonato de etileno/água (1 e, respectivamente, 3 porcento em peso com base na massa de superabsorvente) foi pulverizada sobre o material precursor usando uma seringa descartável e misturada em um misturador Krupp por cerca de 1 minuto. Isto foi seguido por secagem/pós- reticulação superficial em uma estufa de secagem de laboratório a 180° C/30 minutos. Uma classificação renovada das frações aconteceu, e também uma homogeneização da amostra gerada de superabsorvente.

[0095] Os exemplos que se seguem foram realizadas no decorrer do processo de fabricação acima mencionado: Referência (batelada sem adição de agentes quelantes) Não foi adicionada solução aquosa de agente quelante.

Exemplo 1: (batelada com sal pentassódico DTPA como auxiliar de processamento)

[0096] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 1,19 g de uma solução aquosa de sal de dietilenotriaminopentaacetato de sódio a 40,2% (Versenex® 80E ex Dow) .

Exemplo 2a (batelada com sal tetrassódico EDTA = Trilon® B liquido ex BASF como auxiliar de processamento)

[0097] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 0,85 g de uma solução aquosa a 42,5% em peso de sal de etilenodiaminotetra-acetato de sódio (Trilon® B ex liquido BASF) .

Exemplo 2b (batelada com sal de EDTA tetrassódico = Trilon® B ex liquido BASF como auxiliar de processamento)

[0098] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 1,70 g de solução aquosa a 42,5% em peso de sal de etilenodiaminotetra-acetato de sódio (Trilon® B ex liquido BASF) .

Exemplo 2c (batelada com sal de EDTA tetrassódico = Trilon® B ex liquido BASF como auxiliar de processamento)

[0099] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 5,11 g de uma solução aquosa a 42,5% em peso de sal de etilenodiaminotetra-acetato de sódio (Trilon® B ex liquido BASF) .

Exemplo 3a (batelada com sal de MGDA trissódico = Trilon® M ex liquido BASF como auxiliar de processamento)

[0100] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 0, 65 g de uma solução aquosa a 40, 0% em peso de metilglicinodiacetato de sódio (Trilon® M ex liquido BASF)

Exemplo 3b (batelada com sal de MGDA trissódico = Trilon® M ex liquido BASF como auxiliar de processamento)

[0101] O agente quelante foi adicionado à solução de monomer na forma de 6,48 g de uma solução aquosa a 40,0% em peso de metilglicinodiacetato de sódio (Trilon® M ex liquido BASF)

Exemplo 4a (batelada com sal de GLDA trissódico = Dissolvine® GL-47-S ex AkzoNobel como auxiliar de processamento)

[0102] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 0,71 g de uma solução aquosa a 47,0% em peso de N,N- bis(carboximetil)-L-glutamato de dietila tetrassódico (Dissolvine® GL-47-S ex Akzo Nobel).

Exemplo 4b (batelada com sal de GLDA trissódico = Dissolvine® GL-47-S ex AkzoNobel como auxiliar de processamento)

[0103] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 2,86 g de uma solução aquosa a 47,0% em peso de N,N- bis(carboximetil)-L-glutamato de dietila tetrassódico (Dissolvine® GL-47-S ex Akzo Nobel).

Exemplo 4c (batelada com sal de GLDA trissódico = Dissolvine® GL-47-S ex AkzoNobel como auxiliar de processamento)

[0104] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 10,21 g de uma solução aquosa a 47,0% em peso de N, N-bis(carboximetil)-L-glutamato de dietila tetrassódico (Dissolvine® GL-47-S ex Akzo Nobel).

Exemplo 5a (batelada com sal de EDDS tetrassódico = Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals como auxiliar de processamento)

[0105] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 1,37 g de uma solução aquosa a 35,0% em peso de etilenodiaminodisuccinato trissódico (Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals).

Exemplo 5b (batelada com sal de EDDS tetrassódico = Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals como auxiliar de processamento)

[0106] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 2,40 g de uma solução aquosa a 35,0% em peso de etilenodiaminodisuccinato trissódico (Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals).

Exemplo 5c (batelada com sal de EDDS tetrassódico = Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals como auxiliar de processamento)

[0107] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 5,14 g de uma solução aquosa a 35,0% em peso de etilenodiaminodisuccinato trissódico (Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals).

Exemplo 5d (batelada com sal de EDDS tetrassódico = Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals como auxiliar de processamento)

[0108] O agente quelante foi adicionado à solução de monômero na forma de 13,71 g de uma solução aquosa a 35,0% em peso de etilenodiaminodisuccinato trissódico (Enviomet® C140 ex Innospec Specialty Chemicals).

Claims

1. Processo para a produção de partículas poliméricas que absorvem água caracterizado por ser através da polimerização de uma solução de monômero ou suspensão que consiste em a) pelo menos um monômero de funcionalidade ácida etilenicamente insaturado que está opcionalmente presente pelo menos parcialmente em forma de sal, b) pelo menos um agente de reticulação, c) pelo menos um iniciador, d) um ou mais monômeros etilenicamente insaturados copolimerizáveis com os monômeros mencionados em a), e) um ou mais polímeros solúveis em água, f) água, g) aditivos e/ou substâncias ativas, em que o referido processo compreende ainda secar o polímero obtido e moer o polímero seco e peneirar o polímero moído e pós- reticular na superfície o polímero seco e moído e peneirado, e pós- tratar o polímero pós-reticulado na superfície com pelo menos um agente de pós-tratamento, em que a polimerização é efetuada na presença de um agente quelante compreendendo ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou seus sais em um malaxador, em que a adição do agente quelante é para a solução de monômero ou suspensão antes da polimerização e/ou a adição do agente quelante é para o conteúdo do malaxador durante a polimerização, em que o agente quelante é adicionado à solução de monômero ou suspensão em uma quantidade total de pelo menos 5 ppm com base na quantidade de monômero não neutralizado, em que o agente quelante controla a cinética de polimerização, e em que as partículas poliméricas que absorvem água resultantes têm uma absorção sob uma pressão de 49,2 g/cm2 de pelo menos 22 g/g, como determinado de acordo com o Método EDANA No. WSP 241.3- 10 .

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente quelante ser o ácido etilenodiaminodisuccinico e/ou um sal do mesmo, que é adicionado antes e/ou durante a polimerização.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o agente quelante ser adicionado à solução de monômero ou suspensão na forma sólida e particulada e/ou na forma de um solução aquosa.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o monômero a) ser ácido acrilico presente pelo menos parcialmente na forma de acrilato de sódio.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução de monômero ou suspensão compreender pelo menos 0,1% em peso de agente de reticulação b) , com base no monômero a) não neutralizado.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polimero pós-reticulado na superfície ser submetido a um tratamento adicional, um tratamento de superfície, em particular por adição de pelo menos um agente de pós-tratamento.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o malaxador estar equipado com pelo menos dois eixos paralelos e possuir elementos em pelo menos um eixo para transportar o conteúdo do malaxador em paralelo com os eixos, a partir de uma seção de alimentação para uma seção de saida.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o malaxador ser utilizado em operação em batelada.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o teor de ions de ferro da solução de monômero ou suspensão ser inferior a 5 ppm.