CN101156959A - 有色超吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸水性聚合物结构体，其基于吸水性聚合物结构体的总重量计包含0.001～10wt％的着色剂，其中所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的L值低于90，或其中所述着色剂均匀地分布在吸水性聚合物结构体的内部。本发明还涉及生产吸水性聚合物结构体的方法、可通过此方法获得的吸水性聚合物结构体、包含吸水性聚合物结构体和基材的复合材料、生产复合材料的方法、可通过此方法获得的复合材料、包含吸水性聚合物结构体或复合材料的化学制品、以及吸水性聚合物结构体或复合材料在化学制品中的用途。

Description

有色超吸收剂
本发明涉及吸水性聚合物结构体、生产吸水性聚合物结构体的方法、可通过该方法得到的吸水性聚合物结构体、包含吸水性聚合物结构体和基材的复合材料、生产复合材料的方法、可通过该方法得到的复合材料、包含吸水性聚合物结构体或复合材料的化学制品、以及吸水性聚合物结构体或复合材料在化学制品中的用途。
超吸收剂是不溶于水的交联聚合物，其能够通过溶胀和形成水凝胶而吸收和在给定压力下保留大量含水液体，尤其是体液，优选为尿液或者血液。由于这些特征性质，这些聚合物主要通过引入卫生制品、例如婴儿尿布、失禁制品或者女性卫生制品中而实现应用。
超吸收剂的生产一般通过在交联剂的存在下使得携带酸基团的单体自由基聚合而进行。以此方式，通过选择单体组成、交联剂以及聚合条件和用于在聚合之后得到的水凝胶的加工条件，可以生产具有不同吸收性能的聚合物。其它可能的途径通过以下方式提供：生产接枝聚合物，例如根据DE-OS 26 12 846通过使用化学改性的淀粉、纤维素和聚乙烯醇，和通过将所述聚合物颗粒的表面后交联而对水凝胶或干燥所述水凝胶之后得到的粉末状聚合物颗粒进行后处理，例如根据DE 40 20 780 C1。通过吸水性聚合物颗粒的表面的后交联，特别地在压力作用下所述聚合物颗粒的吸收能力得以提高。
由于审美和环境方面的原因，日益倾向设计尽量更小和更薄的卫生制品。为了达到卫生制品的恒定的总保留能力，此要求仅可能通过减少大体积绒毛的比例来满足。吸水性聚合物因此逐渐地构成所述卫生制品的主要成分。
现有技术例如DE 40 20 780 C1已知的超吸收剂一般是白色的。然而，其缺点在于在有色卫生制品(其优选与相应的有色内衣组合使用)中，白色超吸收剂颗粒会不利地影响有色卫生制品的外观，特别是在大量使用所述超吸收剂颗粒的情形中。
除了白色超吸收剂颗粒会不利地影响有色卫生制品的外观的缺点外，现有技术已知的超吸收剂还经常不能充分有效地结合体液中难闻的化合物。因此，US 2004/012681提出使用聚合物材料和活化试剂涂布包含在吸收制品中的基材表面之一，然后加热到100℃～300℃之间的温度，由此通过所述活化试剂和加热将所述聚合物材料转化成活性碳。以此方式形成的活性碳能够吸附难闻的化合物。然而，这种用于气味控制的方法的缺点在于：例如，对温度升高敏感的基材表面不能以此方式涂布有活性碳。另一个缺点在于：在尿布作为吸收制品的情况下，该活性碳涂层会由于尿布穿戴者的运动而至少部分地被摩去，从而从尿布中出来。
因此，本发明目的是克服现有技术中存在的缺点。
特别地，本发明目的是提供超吸收剂或包含超吸收剂的复合材料，其特征尤其在于它们还可以用于有色卫生制品中而不存在审美缺点。
根据本发明的另一方面，不仅应该提供可以用于有色卫生制品中而不存在审美缺点的超吸收剂或包含超吸收剂的复合材料，而且在特定的实施方案中，这些超吸收剂或这些复合材料各自也应该能够尽可能地有效结合难闻的化合物，所述难闻的化合物尤其包含在体液中或者通过包含在体液中的化合物的细菌分解而生成。
除上述优点之外，这些超吸收剂或相应地包含超吸收剂的复合材料应该具有良好的皮肤耐受性，并附加地具有优异的吸收性能。
本发明的另一目标是提供可以制备具有上述优点的超吸收剂以及包含超吸收剂的复合材料的方法。
通过以下方式对解决上述目标作出一定贡献：包含吸水性的、优选有色的聚合物结构体，其基于吸水性聚合物结构体的总重量计包含0.001～10wt％、特别优选0.01～5wt％和最优选0.1～2wt％的着色剂，由此所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的L值低于90，优选低于80，更优选低于70，甚至更优选低于60和最优选低于50。
通过以下方式也对解决上述目标作出一定贡献：包含吸水性的、优选有色的聚合物结构体，其基于吸水性聚合物结构体的总重量计包含0.001～10wt％、特别优选0.01～5wt％和最优选0.1～2wt％的着色剂，由此在所述吸水结构体内部均匀地分布所述着色剂。
着色剂在所述吸水性聚合物结构体内部中的“均匀分布”这里特别地被理解成一种分布，其特征在于：在所述吸水性聚合物结构体的着色剂浓度最高区域中的着色剂浓度是在所述吸水性聚合物结构体的着色剂浓度最低区域中的着色剂浓度的至多10倍，特别优选至多5倍，最优选至多2倍。
Lab颜色系统是1976年CIE(国际照明协会)从CIE-XYZ-模型开发的颜色系统。它是标准化的、等距的、与设备无关的。
根据本发明的吸水性聚合物结构体的一个特殊实施方案，其特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的a-值大于1，优选大于4，特别优选大于10和最优选大于20；和根据Lab颜色系统的b-值大于8，优选地大于15，特别优选大于30和最优选大于40。
根据本发明优选的聚合物结构体是纤维、泡沫材料或者颗粒，其中优选纤维和颗粒，特别优选颗粒。
设计本发明优选的聚合物纤维尺寸以使得它们可以被引入或作为织物用纱，和也可以被直接地引入织物中。本发明优选的是所述聚合物纤维具有1～500mm、优选2～500mm、特别优选5～100mm的长度和1～200丹尼尔、优选3～100丹尼尔、特别优选5～60丹尼尔的直径。
设计本发明优选的聚合物颗粒尺寸以使得它们具有10～3000μm、优选20～2000μm和特别优选150～850μm的根据ERT 420.2-02的平均粒径。于是特别优选的是，基于吸水性聚合物颗粒的总重量计，粒径处于300～600μm范围内的聚合物颗粒的比例为至少25wt％、特别优选至少50wt％和最优选至少75wt％。
在根据本发明的吸水性聚合物结构体的一个优选实施方案中，所述吸水性聚合物结构体是表面后交联的。通过后交联，所述聚合物结构体的外部区域具有与内部区域相比更高的交联度，因此形成核-壳结构。
此外，根据本发明优选的是所述吸水性聚合物结构体基于：
(α1)20-99.998wt％、优选55-98.99wt％和特别优选70～98.79wt％的聚合的烯键式不饱和的携带酸基团的单体或其盐、或者包含质子化或季铵化氮的聚合的烯键式不饱和单体、或者它们的混合物，其中包含烯键式不饱和的含酸基团的单体的混合物、优选包含丙烯酸的混合物至少是特别优选的，
(α2)0-80wt％、优选0-44.99wt％和特别优选0.1-44.89wt％的可与(α1)共聚的聚合的单烯键式不饱和单体，
(α3)0.001-5wt％、优选0.01-3wt％和特别优选0.01-2.5wt％的一种或多种交联剂，
(α4)0.001-10wt％、优选0.01-5wt％和最优选0.1-2wt％的所述着色剂，
(α5)0-30wt％、优选0-5wt％和特别优选0.1-5wt％的水溶性聚合物，
(α6)0-20wt％，优选2.5-15wt％和特别优选5-10wt％的水和
(α7)0-20wt％、优选0-10wt％和特别优选0.1-8wt％的一种或多种加入剂，
其中(α1)～(α7)的重量比例总和是100wt％。
所述单烯键式不饱和的、含酸基团的单体(α1)可以是部分或完全中和的，优选部分中和的。优选地，所述单烯键式不饱和的、含酸基团的单体被中和到至少25mol％，特别优选到至少50mol％和甚至更优选到50-80mol％。就这一点，参考DE195 29 348 A1，其内容通过引用并入本文。也可以在所述聚合之后部分或完全地进行中和。此外，可以使用碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氨以及碳酸盐和碳酸氢盐进行所述中和。另外，与所述酸形成水溶性盐的任何其它碱也是可以的。使用不同碱的混合中和也是可以的。优选的是使用氨和碱金属氢氧化物的中和，特别优选使用氢氧化钠和使用氨的中和。
此外在聚合物结构体中，所述游离酸基团可以占优势，因此该聚合物结构体具有处于酸范围内的pH值。这种酸性吸水性聚合物结构体可以通过包含游离碱基团(其与酸性聚合物相比是碱性的)、优选胺基团的聚合物而至少部分地中和。这些聚合物在文献中被称为“混合床离子交换吸收性聚合物”(MBIEA聚合物)，并特别公开于WO 99/34843。WO 99/34843的公开内容通过引用并入本文，并因此作为本公开的一部分。通常，MBIEA聚合物代表一种组合物，其一方面包含能够交换阴离子的碱性聚合物，另一方面包含与所述碱性聚合物相比呈酸性并能够交换阳离子的聚合物。所述碱性聚合物包含碱基团，并且一般通过携带碱基团或携带可转化成碱基团的基团的单体的聚合而获得。这些单体尤其是包含伯胺、仲胺或叔胺或者对应的膦类或者至少二种前述官能团的单体。这类单体尤其包括：乙烯胺(ethyleneamine)、烯丙基胺、二烯丙基胺、4-氨基丁烯、烷氧基环烯(alkyloxycyclene)、乙烯基甲酰胺、5-氨基戊烯、碳二亚胺、formaldacin、三聚氰胺、黑色素(melanin)等、以及它们的仲胺或叔胺衍生物。
作为烯键式不饱和的含酸基团的单体(α1)，优选使用在WO-A-2004/037903中作为烯键式不饱和的含酸基团的单体(α1)提及的那些化合物，其通过引用并入本文，并且因此构成本公开的一部分。特别优选的烯键式不饱和的含酸基团的单体(α1)是丙烯酸和甲基丙烯酸，其中丙烯酸是最优选的。
根据本发明的聚合物结构体的一个实施方案，所述可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体(α2)是丙烯酰胺类、甲基丙烯酰胺类或乙烯基酰胺类。
除丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺之外，优选的(甲基)丙烯酰胺类是烷基取代的(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酰胺的氨基烷基取代的衍生物，例如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺或者二乙基(甲基)丙烯酰胺。可能的乙烯基酰胺类例如是N-乙烯基酰胺类、N-乙烯基甲酰胺类、N-乙烯基乙酰胺类、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺类、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺类、乙烯基吡咯烷酮。在这些单体中，丙烯酰胺是特别优选的。
根据本发明的聚合物结构体的另一实施方案，所述可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体(α2)是水溶性单体。就这一点，尤其优选烷氧基-聚环氧烷(甲基)丙烯酸酯(alkoxy-polyalkylene oxide(meth)acrylates)，例如甲氧基-聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯。
此外，作为可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体(α2)，优选可分散于水中的单体。作为可分散于水中的单体，优选丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯或者(甲基)丙烯酸丁酯。
所述可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体(α2)还包括甲基-聚乙二醇烯丙基醚、乙酸乙烯酯、苯乙烯和异丁烯。
作为交联剂(α3)，优选使用在WO-A-2004/037903中作为交联剂(α3)提及的那些化合物。在这些交联剂中，水溶性交联剂是特别优选的。最优选的是N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基-甲基氯化铵、四烯丙基氯化铵、以及基于每摩尔丙烯酸计以9摩尔环氧乙烷制备的烯丙基-九甘醇丙烯酸酯。
作为着色剂(α4)，根据本发明的聚合物结构体可以包含无机和有机着色剂，其中这些着色剂可以是水溶性的或不溶于水的。
在本发明的聚合物结构体的一个优选实施方案中，这些包含无机或有机的、优选粉末状的颜料作为着色剂。在某种程度上，颜料与染料不同，颜料是不溶于应用介质中的。
所述颜料一般根据Colour Index(颜色索引，C.I.)分类，其中除系统命名或俗名之外，增加了使得能够明确分类的C.I.说明。
合适的无机颜料和生产方法可以在以下文献中找到：G.Buxbaum，″Industrial Inorganic Pigments″(工业无机颜料)第一版，85-107页，VCHVerlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1993；G.Buxbaum，″IndustrialInorganic Pigments″，第一版，114-117页，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1993和G.Buxbaum，″Industrial Inorganic Pigments″，第一版，124-131页，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1993。这些文献关于无机颜料的公开内容通过引用并入本文，并且构成本发明的公开内容的一部分。
作为优选的无机颜料，可以提及铜酞菁颜料，其呈绿色或蓝色。绿色一般通过在大环四胺上用氯原子代替氢而产生。其它合适的无机颜料是锰紫颜料(式MnNH4P2O7的焦磷酸根或氨和锰(III)，其通过改变化学计量组成而产生更蓝或更红的色调)、群青颜料(硅酸钠、硅酸铝)、基于例如具有Spinell结构的铬氧化物或钴氧化物的蓝色和绿色颜料。所述颜料可以以商品名Heliogen-blue、Heliogen-green、Sicopal-green、Sicopal-blue(BASF AG的注册商标)市售获得，以及群青颜料、铬氧化物或者锰紫颜料也可市售获得。作为无机颜料，另外优选的是深茜红(alizarinmadder lake)、钡黄、铬黄、铬绿、氧化铬绿、铬桔、铬红、锡酸钴蓝、氧化铁黄、Helio-fast黄、Heliogen蓝、Heliogen绿、印度黄、钴蓝、钴黄、钴绿、钴紫、锰蓝、锰紫、镍钛黄、永固绿、永固红、Schweinf.绿、锶黄、群青蓝、群青紫、绿矾(inkstone)、骨炭(animal black)、氧化铁黑、象牙墨、灯黑(lamp black)、锰黑、植物黑(plant black)或板岩黑(slateblack)。
根据C.I.第1部分，其它优选的无机颜料是颜料蓝28、颜料蓝29、颜料蓝36、颜料褐24、颜料褐29、颜料褐31、颜料绿50、颜料红101、颜料黄42、颜料黄53、颜料黄164、颜料黄184、颜料紫15。
上述的无机颜料一般具有0.01～200μm、优选0.1～100μm，特别优选0.25～50μm和最优选0.75～7.5μm的平均粒径。
在无机颜料中，特别优选至少90wt％基于碳、特别优选至少95wt％基于碳和最优选至少99wt％基于碳的那些无机颜料，分别根据无机颜料的总重量计。在这些无机颜料中，碳、烟灰、石墨和活性碳是特别优选的，其中活性碳是最优选的，因为它不仅能使吸水性聚合物颗粒着色，而且还能结合难闻的气味。“活性碳”被理解为：最小的石墨晶体和无定形碳构成的碳结构，其具有多孔结构和优选500～1500m2/g的内表面积。
合适的有机颜料和生产方法尤其可以以下文献中得到：W.Herbst和K.Hunger，″intustrielle organische Pigmente″，第二版，4-11页，VCHVerlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1995；W.Herbst和K.Hunger，″lndustrielle organische Pigmente″，第二版，462页，VCH Verlags-gesellschaft mbH，Weinheim，1995；W.Herbst和K.Hunger，″Industrielleorganische Pigmente″，第二版，482-485页，VCH VerlagsgesellschaftmbH，Weinheim，1995；W.Herbst和K.Hunger，″Industrielle organischePigmente″，第二版，503页，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1995以及W.Herbst和K.Hunger，″Industrielle organische Pigmente″，第二版，567-569页，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1995。
特别优选的有机颜料是偶氮颜料例如单偶氮颜料、重氮颜料、β-萘酚颜料、萘酚-AS-颜料、浸渍偶氮颜料、苯并咪唑(benzimidazolan)颜料、重氮缩合颜料、偶氮-金属配合物和异吲哚啉酮颜料和isonidoline颜料。作为合适的多环颜料，可以提及酞菁颜料、硫靛颜料和尤其优选的奎吖啶酮颜料(chinacridon pigment)和苝系颜料以及紫环酮(perinon)颜料。其它合适的多环有机颜料是蒽醌颜料例如蒽嘧啶颜料、黄烷士酮(flavathrone)颜料、皮蒽酮颜料、蒽嵌蒽醌颜料和二噁嗪颜料、三芳基碳鎓颜料以及二酮基吡咯并吡咯颜料。
其它优选作为有机着色剂的是花青素、茜素、甜菜红(betalain)、彩木(haematoxylon)、叶绿素、胭脂虫红、姜黄、血红蛋白、靛青、胭脂、指甲花、茜草红、lackunis、胭脂树红、苔红素、antiker、紫色颜料以及红花(safflor)颜料。
作为合适的合成有机着色剂，尤其考虑具有与前述有机颜料相同或相似的基础成分的着色剂。至于细节内容，这里参考以下文献：Ullmann′sEncyclopadia of Industrial Chemistry，Vol.A 9，p.74-76，VCHVerlagsgesellschaft mbH，Weinheim，1987，E.N.Abrahart；″Dyes and theirIntermediates″，p.13-17；Edward Arnold Ltd.，London，1977 and Rmpp’sLexikon Chemie；第十版，1282-1283页；Georg Thieme Verlag，1997。
作为合适的有机着色剂类型，可以提及亚硝基-、硝基-、单偶氮-、重氮、三偶氮-、芪-、二苯基甲烷-、三芳基甲烷-、呫吨-、吖啶-、喹啉-、噻唑-、吲达胺-、吖嗪-、噁嗪-、噻嗪、内酯-、酞菁-着色剂(根据有色结构体单元确定)。
在上述有机和无机颜料中特别优选BET表面积为至少100m2/g、特别优选至少250m2/g、更优选500m2/g和最优选至少1,000m2/g的那些。此类型的颜料不仅能对所述吸水性聚合物结构体进行着色，而且还能有效地结合难闻的化合物，例如活性碳。
从上述有机和无机着色剂中最优选的是活性碳，其中特别优选的是活性碳颗粒的平均粒径优选处于0.01～200μm、特别优选0.1～100μm和最优选0.25～50μm的范围内。
作为水溶性聚合物(α5)，水溶性聚合物例如部分或完全皂化的聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉类或者淀粉衍生物、聚二醇类或者聚丙烯酸类可以被包含、优选被聚合到所述聚合物结构体中。这些聚合物的分子量不是关键性的，只要它们是水溶性的。优选的水溶性聚合物是淀粉类或淀粉衍生物或者聚乙烯醇。水溶性聚合物、优选合成水溶性聚合物、例如聚乙烯醇、也可充当待聚合单体的接枝基体。
作为添加剂(α6)，优选的悬浮剂、气味结合剂、表面活性剂或者抗氧剂、以及用于生产聚合物结构体的那些添加剂(引发剂等)优选被包含在所述聚合物结构体中。
在本发明的聚合物结构体的一种特殊实施方案中，这些聚合物结构体至少50wt％、优选至少70wt％和甚至更优选至少90wt％基于携带羧酸基团(carboxylate group)的单体。此外，根据本发明优选的是组分(α1)包含至少50wt％、优选至少70wt％的丙烯酸，该丙烯酸优选被中和到至少20mol％，特别优选到至少50mol％，甚至更优选到60～85mol％。
此外，本发明的吸水性聚合物结构体的特征在于其优选具有至少一种以下性质：
(β1)根据本文所述的测试方法确定的着色剂提取量(extraction ofthe colouring agent)为以100g所述吸水性聚合物结构体计至多0.1g，优选以100g所述吸水性聚合物结构体计至多0.01g，特别优选以100g所述吸水性聚合物结构体计至多0.001g；
(β2)根据本文所述的测试方法确定的在顶部空间中二甲基二硫醚的减少量为至少8％，优选至少20％和特别优选至少40％；
(β3)在0.3psi压力下根据ERT(ERT＝Edana Recommended Test)442.2-02确定的AAP值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)为至少15g/g、特别优选至少20g/g和最优选至少25g/g，其中AAP值在0.3psi压力下优选不超过50g/g；
(β4)在0.7psi压力下根据ERT442.2-02确定的AAP值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)为至少12g/g、特别优选至少15g/g和最优选至少18g/g，其中AAP值在0.7psi压力下优选不超过40g/g；
(β5)-在根据ERT 441.2-02确定的CRC-值＞20g/g至≤22g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC-值为至少110×10-7cm3 s/g，特别优选至少130×10-7cm3 s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值＞22g/g至≤24g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少90×10-7cm3 s/g，特别优选至少110×10-7cm3 s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)＞24g/g至≤26g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少70×10-7cm3 s/g，特别优选至少90×10-7cm3 s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)＞26g/g至≤28g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少50×10-7cm3 s/g，特别优选至少70×10-7cm3 s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)＞28g/g至≤30g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少30×10-7cm3 s/g，特别优选至少50×10-7cm3 s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒聚合物结构体的情况下)＞30g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少10×10-7cm3 s/g，特别优选至少30×10-7cm3 s/g。
本发明聚合物结构体的其它优选的实施方案具有上述特征(β1)至(β5)的任何可以想到的组合，其中以下特征组合的实施方案是优选的：(β1)、(β2)、(β3)、(β4)、(β5)、(β1)(β2)、(β1)(β3)、(β1)(β4)、(β1)(β5)、(β1)(β2)(β3)、(β1)(β2)(β4)、(β1)(β2)(β5)，其中(β1)、(β2)和(β1)(β2)是最优选的性质组合。
根据本发明的聚合物结构体的一个优选实施方案，对于聚合物结构体是聚合物颗粒而言，所述聚合物结构体可通过包括以下工艺步骤的方法获得：
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体在所述交联剂存在下于水溶液中进行自由基聚合而形成水凝胶，
b)干燥所述水凝胶以得到吸水性结构体，和
c)任选地对所述吸水性聚合物颗粒进行表面后交联，
其中将所述着色剂、优选作为着色剂的活性碳
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在干燥之前与所述水凝胶接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性聚合物结构体接触，
其中替换方案i)和iii)是特别优选的。
根据变换方式i)～iii)通过上文描述的所述着色剂的添加，确保所述着色剂不仅被固定在所述聚合物颗粒的表面，而且一致和均匀地分布在所述颗粒的内部。在变换方式ii)和iii)中特别优选的是将与所述着色剂接触之后的凝胶进一步粉碎达充足的时间，以使得所述着色剂能够渗透到所述凝胶中(变换方式ii))，或者在所述后交联期间，使用足够量的流体以使得所述着色剂能够渗透到所述颗粒内部(变换方式iii))。
根据本发明的聚合物结构体的另一优选实施方案，对于聚合物结构体是聚合物纤维而言，所述聚合物结构体可通过包括以下工艺步骤的方法获得：
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体于水溶液中进行自由基聚合以形成粘性流体，其中所述水溶液包含
-含有烯键式不饱和基团和官能团的交联剂，其可与所述单体的酸基团以加成反应、开环反应或缩合反应而进行反应，和/或
-含有两个官能团的交联剂，其可与所述单体的酸基团以加成反应、开环反应或缩合反应而进行反应，
b)将所述粘性流体进行纺丝，以得到含水纤维，
c)通过加热到100～300℃、优选150～250℃的温度而干燥所述含水纤维，以得到吸水性纤维，
d)任选地对所述吸水性纤维进行表面后交联，
其中将所述着色剂、优选活性碳
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在加热所述含水纤维之前与所述含水纤维接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性纤维接触。
通过上述方法生产吸水性纤维的细节内容，可参考DE 690 28 341T2、DE 692 23 953 T1、DE 693 02 480 T2、DE 698 07 337 T2、DE 37 82 315 T2和DE 37 84 027 T3，其中尤其关于通过挤出粘性聚合物溶液的纤维生产方法的内容通过引用并入本文，并且构成本发明的公开内容的一部分。
同样，对于上述的吸水性纤维的生产方法来说，通过根据替换方式i)、ii)和iii)添加着色剂，确保所述着色剂不仅被固定在所述聚合物纤维的表面上，而且均匀地分布在所述纤维的内部。
除了通过上述方法获得的吸水性纤维之外，含纤维素的纤维也属于根据本发明的吸水性聚合物结构体，该纤维可以例如通过以下方式获得：利用纺丝头将包含有机溶剂、纤维素以及吸水性聚合物颗粒的悬浮液挤出和随后将获得的纤维供入沉淀浴中。关于此生产方法的细节，可参考DE10137171 A1，其关于含纤维素的、吸水性纤维的公开内容通过引用并入本文，并构成本发明的公开内容的一部分。DE10137171 A1所用的聚合物颗粒优选是根据本发明的呈颗粒形式的吸水性聚合物结构体。此外，根据可通过DE10137171 A1方法获得的本发明的吸水性纤维的一个具体实施方案，优选的是根据本发明的吸水性、优选有色的聚合物结构体未被用作或者不仅用作吸水性颗粒，而且附加地将着色剂、优选在吸水性聚合物颗粒中已经包含的着色剂作为另外的悬浮组分也加入到包含所述有机溶剂、吸水性聚合物颗粒和纤维素的悬浮液中，其中就这一点，尤其优选上文在本发明的吸水性聚合物结构体的有关内容中已经提到的那些着色剂。另外在WO 01/11121 A1中描述了其它适合于生产有色纤维的着色剂。
通过包括以下工艺步骤的生产有色吸水性聚合物结构体的方法也对解决上述目标作出一定贡献：
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体于水溶液中进行自由基聚合而形成含水聚合物，
b)通过将所述聚合物加热到100～300℃的温度而干燥所述含水聚合物，以得到吸水性聚合物结构体，
c)任选地对所述吸水性聚合物结构体进行表面后交联，
其中将所述着色剂、优选活性碳
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在干燥之前与所述含水聚合物接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性聚合物结构体接触。
令人惊讶地，然而仍然有利的是，上述本发明的吸水性的、优选有色的聚合物颗粒具有极低的着色剂提取性，这是因为已经将用于着色的着色剂添加到所述单体溶液中或加工到尚未干燥的水凝胶中和任选地随后将所述聚合物进行表面后交联，因此所述着色剂类似于被封闭在聚合物内部。如果活性碳或其它气味结合组分被用作着色剂，则根据本发明的方法本身的特征也在于：这些组分的气味结合性质没有以本领域技术人员完全意想不到的方式受到将此组分添加到所述单体溶液中(工艺变换方式i)的不利影响。
如果该方法用于生产颗粒状的、吸水性聚合物结构体，则将以上作为组分(α3)提到的交联剂添加到所述单体溶液中。聚合之后，在这种情况下，获得了含水聚合物凝胶，然后进行干燥、粉碎和任选进行表面后交联。如果另一方面，该方法用于生产纤维状的、吸水性聚合物结构体，则向所述单体溶液中加入包含烯键式不饱和基团和官能团的交联剂(其可以以加成、开环或者缩合反应与所述单体的酸基团反应)和/或包含两个官能团的交联剂(其可以以加成、开环或者缩合反应与所述单体的酸基团反应)。在这种情况下，所述聚合物的交联并非在聚合过程中已经进行，而是在聚合反应之后，在于100～300℃之间的、优选150～250℃温度下的干燥期间进行。
优选的着色剂和携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体是已经在上文关于本发明的聚合物结构体中作为着色剂(α4)和作为单体(α1)提及的那些着色剂和携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体。
在工艺步骤a)中使用的含水单体溶液除了作为溶剂的水之外优选包含
(α1)所述烯键式不饱和的、携带酸基团的单体或者其盐，其中特别优选丙烯酸作为携带酸基团的单体，
(α2)任选的可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体，
(α3)交联剂，其中在生产聚合物颗粒的情况下，所述交联剂优选地是具有至少二个烯键式不饱和基团的化合物，而在生产纤维的情况下，添加包含烯键式不饱和基团和官能团的交联剂(其可以以加成、开环或者缩合反应与所述单体的酸基团反应)和/或包含两个官能团的交联剂(其可以以加成、开环或者缩合反应与所述单体的酸基团反应)，
(α4)在变换方式i)的情况下，所述着色剂，优选活性碳
(α5)任选的水溶性聚合物，和
(α7)任选的一种或多种添加剂。
对于可与(α1)共聚的单烯键式不饱和单体、水溶性单体和添加剂而言，分别依次优选已经在上文关于本发明的聚合物结构体中相应地作为可与(α1)共聚的单体、作为水溶性聚合物和作为添加剂提及的那些化合物。
由上述单体、共聚单体、交联剂、水溶性聚合物和添加剂中，可以通过不同的聚合方法生产所述吸水性聚合物。例如，就这一点，可以提及本体聚合(该类型聚合优选在捏和反应器例如挤出机中进行溶液聚合)、喷雾聚合、反相乳液聚合和反相悬浮聚合。
所述溶液聚合可能在作为溶剂的水中进行。溶液聚合可以连续或不连续地进行。从现有技术中可以知道关于反应条件例如温度、引发剂的种类和用量以及反应溶液的宽范围的变化可能性。典型的方法在以下专利文件中有述：US 4,286,082、DE 27 06135、US 4,076,663、DE 35 03 458、DE 4020780、DE 42 44 548、DE 43 23 001、DE 43 33 056、DE 4418 818。这些公开内容通过引用并入本文并且因此构成本发明的一部分。
所述聚合一般地通过引发剂引发。对于启动聚合的引发剂而言，可以使用在聚合条件下形成自由基的、通常被用于生产超吸收剂的所有引发剂。通过电子辐射对所述可聚合的含水混合物的作用引发聚合反应也是可行的。也可以在不存在上述类型引发剂的情况下通过在光引发剂的存在下的能量辐照作用而引发聚合。可以以溶解或分散在根据本发明的单体溶液中的方式包含聚合引发剂。对于引发剂，可考虑能够分解成自由基并且为本领域技术人员已知的所有化合物。这些尤其包括已经在WO-A-2004/037903中作为可能的引发剂提及的那些引发剂。
对于所述吸水性聚合物结构体的生产，特别优选使用由过氧化氢、过二硫酸钠和抗坏血酸组成的氧化还原体系。
反相悬浮聚合和乳液聚合也可以用于生产所述聚合物结构体。根据这些方法，借助在疏水性有机溶剂中的保护胶体和/或乳化剂，将单体(α1)和(α2)的部分中和的含水溶液(任选包含水溶性聚合物和添加剂)分散于疏水的有机溶剂中，并且通过自由基引发剂引发聚合。可以将所述交联剂溶解在所述单体溶液中并与其一起计量，或者在聚合期间分开地和任选地加入。任选地，经由所述单体溶液或通过直接加入到所述油相中，添加水溶性聚合物(α5)作为接枝基体。随后，从所述混合物中共沸地除去水并滤除所述聚合物。
此外，在所述溶液聚合中以及在所述反相悬浮聚合和反相乳液聚合中，交联可以借助溶解在所述单体溶液中的多官能交联剂通过聚合反应而实现或者通过在聚合步骤过程中合适的交联剂与所述聚合物的官能团进行反应而实现。这些方法例如在出版物US 4,340,706、DE 3713 601、DE 28 40 010和WO-A-96/05234中有述，它们相应的公开内容通过引用并入本文。
将在步骤a)中以溶液聚合或反相悬浮和乳液聚合获得的所述含水聚合物在工艺步骤b)中干燥。
在生产吸水性聚合物颗粒的情况下，其中在聚合过程中获得交联的水凝胶，尤其在溶液聚合的情况中优选在干燥之前首先粉碎所述水凝胶。通过本领域技术人员已知的粉碎设备进行这种粉碎操作，例如铰肉机(“Fleischwolf”)。
优选在合适的干燥机或烘箱中进行水凝胶的干燥。以举例方式提及旋转管式烘箱、流化床干燥机、热板式干燥机、桨式干燥机或者红外干燥机。此外，根据本发明优选的是在工艺步骤b)中干燥所述水凝胶至0.5～25wt％的水含量，优选1～10wt％的水含量，其中干燥温度一般为100～300℃。干燥之后，对所述聚合物颗粒进行粉碎，任选进行筛分和进行表面后交联。
在生产吸水性聚合物纤维的情况下，在聚合之后得到的包含非交联聚合物的粘性溶液优选通过纺丝头挤出，然后在100～300℃的温度下、优选在100～200℃下干燥由所述挤出得到的聚合物纤维，由此导致所述聚合物交联，并因此形成吸水性聚合物纤维。这些吸水性聚合物纤维可以任选地在另外的工艺步骤中类似地进行表面后交联。
在后交联中，将所述干燥的聚合物结构体或尚未干燥的、然而优选已经粉碎的水凝胶与表面后交联剂接触，其中将后交联剂(尤其如果它在后交联条件下不是液体的情况中)优选以包含所述后交联剂和溶剂的流体的形式相应地与所述聚合物颗粒或与水凝胶接触。对于溶剂，优选使用水、可与水混溶的有机溶剂例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇或者1-丁醇，或者这些溶剂中的至少二种的混合物，其中最优选水作为溶剂。此外，优选的是基于所述流体的总重量计，所述流体包含的后交联剂的量为5～75wt％，特别优选10～50wt％和最优选15～40wt％。
所述聚合物结构体或所述粉碎的水凝胶相应地与包含所述后交联剂的流体的接触优选在本发明方法中通过将所述流体与聚合物结构体良好混合而进行。
在本发明方法中，在后交联期间，所述聚合物结构体优选与至多20wt％、特别优选与至多15wt％，更优选与至多10wt％，甚至更优选与至多5wt％和最优选与小于3wt％的溶剂接触，分别基于聚合物结构体的重量计。
用于相应地施用所述后交联剂或包含所述后交联剂的流体的合适混合设备例如是Patterson-Kelley混合器、DRAIS湍流式混合器、Ldige混合器、Ruberg混合器、螺杆混合器、板式混合器、流化床混合器以及持续立式混合器，其中借助旋转刀(Schugi混合器)在高频率下混合所述聚合物结构体。
作为在本发明方法中使用的后交联剂，优选被理解为含有至少两个在缩合反应(＝缩合交联剂)、加成反应或者开环反应中可与聚合物结构体的官能团发生反应的官能团的化合物；或者通过所述多价金属阳离子和聚合物结构体的所述官能团之间的静电相互作用而能够使得所述聚合物结构体交联的多价金属阳离子。作为后交联剂，在本发明方法中优选WO2004/037903A2中作为II类和IV类交联剂提及的那些。
在这些化合物之中，特别优选作为后交联剂的是缩合交联剂例如二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙三醇、聚甘油、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、聚氧丙烯、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、或氧丙烯-嵌段共聚物、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇、山梨糖醇、1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚乙酯)、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮(碳酸亚丙酯)、4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-羟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、1，3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，6-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮以及1，3-二氧戊环-2-酮。
当所述聚合物结构体相应地与所述后交联剂或与包含所述后交联剂的流体接触之后，将它们加热到40～300℃、优选100～200℃和特别优选150～250℃的温度，因此，其中优选使得聚合物结构体的外部区域相对于内部区域而言更强烈地交联(＝后交联)。热处理的时间受以下的风险限制：所述加热操作会损害聚合物结构体的所希望的性能特征。
在本发明方法的另一个实施方案中，将所述聚合物结构体的外部区域与包含铝、优选Al3+离子的化合物在相应地与所述后交联剂或与包含所述后交联剂的流体接触之前或之后接触、优选在其之后接触。这里优选的是分别基于聚合物结构体的重量计将以0.01～30wt％的量、特别优选0.1～20wt％的量、甚至更优选0.3～5wt％的量包含铝的化合物与所述聚合物结构体接触。
所述聚合物结构体的外部区域与所述包含铝的化合物的接触优选通过在干燥条件下将所述聚合物结构体与该化合物混合而实现，或通过将所述聚合物结构体与包含溶剂、优选水、可与水混溶的有机溶剂(例如甲醇或乙醇)或者其中至少二种的混合物以及所述含铝化合物的另外流体接触而实现，其中优选通过用流体喷涂所述聚合物颗粒并混合而实施所述接触。就这一点，另外优选的是以二步法进行所述聚合物结构体与包含所述含铝化合物的流体的接触。该二步法包括第一混合操作，其中将大量聚合物结构体与所述流体合并，和第二混合操作，其中将所述流体在聚合物结构体中均化，其中在第一混合操作中以使得独立聚合物结构体的动能平均大于独立聚合物结构体之间的粘附能的速度混合所述聚合物结构体，和在第二混合操作中使用比第一混合操作中更低的速度混合所述聚合物结构体。
通过上述二步法用包含所述含铝化合物的流体对所述聚合物结构体进行处理，可以获得具有改进吸收性能的聚合物结构体。
优选地，在所述另外流体中以0.1～50wt％的量、特别优选以1～30wt％的量包含所述含铝化合物(不考虑结晶水)，分别基于另外流体的总重量计。此外优选的是分别基于聚合物结构体的重量计将所述另外流体以0.01～15wt％的量、特别优选以0.05～6wt％的量与所述聚合物结构体接触。
优选的含铝化合物是包含Al3+离子的水溶性化合物例如AlCl3·6H2O、NaAl(SO4)2·12H2O、KA1(SO4)2·12H2O或Al2(SO4)3·14-18H2O、或不溶于水的铝化合物例如铝氧化物、如Al2O3、或者铝酸盐类。
按照本发明方法，将着色剂添加到所述水溶液中或与所述含水聚合物接触，其中在所述着色剂与含水聚合物接触的情况下，优选的是该接触在所述聚合物仍然具有分别基于聚合物的总重量计至少50wt％、特别优选至少60wt％、甚至更优选至少70wt％的水含量的适当时间点进行。
然而，也可以在聚合物结构体的表面进行后交联过程中首先加入着色剂，不过在这种情况下，应该优选确保在聚合物结构体的表面处理期间，所述着色材料可以充分地渗透进入聚合物结构体的内部。
优选地，将着色剂相应地添加到所述单体溶液中，或将其以流体的形式、特别优选以水溶液或水分散体的形式与所述水凝胶接触。特别当使用不溶于水的颜料时，可以加入合适的表面活性剂，以保证着色剂的足够分散性。然而，也可任选地将着色剂相应地添加到所述单体溶液中，或将其以干燥形式、优选以着色剂粉末的形式与所述水凝胶接触。
可通过本发明方法得到的优选有色的、吸水性聚合物结构体优选具有与上述本发明的优选有色的、吸水性聚合物结构体相同的性质。
根据本发明方法以及本发明聚合物结构体的一个本发明实施方案，优选仅以下限给出的根据本发明的特征值具有作为所述下限的最优选值的20倍、优选10倍和特别优选5倍的上限。
通过以下方式对解决上述目标作出一定贡献：优选有色的复合材料，该材料包含本发明的吸水性聚合物结构体或可通过本发明方法获得的吸水性聚合物结构体和基材。这里优选本发明的聚合物结构体和所述基材互相牢固地结合。作为基材，优选聚合物片材例如聚乙烯、聚丙烯或者聚酰胺的片材、金属、无纺物、绒毛、棉纸、机织材料(woven materials)、天然或合成纤维或者其它泡沫材料。根据本发明进一步优选的是：该复合材料包括分别基于复合材料的相关区域的总重量计，以约10～100wt％、优选约15～99.99wt％、特别优选约20～99wt％、更优选约25～95wt％、更加优选约50～90wt％的量含有本发明吸水性聚合物结构体的至少一个区域，其中该区域优选具有至少0.001mm3、优选至少0.01mm3、更优选至少0.1mm3和最优选至少0.3mm3的尺寸。
在根据本发明的复合材料的一个特别优选的实施方案中，所述复合材料为片状复合材料，如在WO-A-02/056812中作为“吸收剂材料”描述的。WO-A-02/056812的公开内容、尤其是有关该复合材料的精准结构、其组分的单位面积质量以及其厚度的内容通过引用并入本文，并构成本发明的公开内容的一部分。
通过以下方式对解决上述目标作出一定贡献：生产复合材料的方法，其中将根据本发明的吸水性聚合物结构体或相应地可通过本发明方法获得的吸水性聚合物结构体和所述基材和任选的添加剂相互接触。作为基材，优选使用已经在上文关于本发明的复合材料中提到的那些基材。
通过以下方式也对解决上述目标作出一定贡献：可通过上述方法获得的复合材料，其中该复合材料优选具有与本发明的上述复合材料相同的性质。
通过以下方式也对解决上述目标作出一定贡献：包含本发明的吸水性聚合物结构体或本发明的复合材料的化学制品。优选的化学制品尤其是泡沫材料、成型体、纤维、片材、膜、缆线、密封材料、流体吸收卫生制品(尤其是尿布和卫生巾)、用于植物或真菌生长调节剂或植物保护剂的载体、建筑材料用添加剂、包装材料或者土壤添加剂。
此外以下方式也对解决上述目标作出一定贡献：本发明的吸水性聚合物结构体或本发明的复合材料在化学制品中、优选在上述化学制品中、尤其在卫生制品例如尿布或卫生巾中的用途，以及超吸收剂颗粒作为植物或真菌生长调节剂或植物保护剂的载体的用途。在作为植物或真菌生长调节剂或植物保护活性物质的载体的用途中，优选可以在由所述载体控制的一段时间内释放所述植物或真菌生长调节剂或植物保护活性物质。
现在，通过测试方法和非限制性实施例更具体地说明本发明。
测试方法
L.a.b颜色值的测定
用光谱色度计″Hunter LabScan XE″(Hunter Associates Laboratory，Reston，VA，USA)按照以下设置来进行Lab-颜色值的测定：
″Mode″             0/45
″Area View″        44.5mm
″Port Size″        50.8mm
″UV-Filter″        标称
在各测量之前，对LabScan XE进行校准，其中首先在样品板和测量孔之间夹持属于设备辅助部件的黑玻璃板，其中在陪替氏培养皿(直径100mm，深度：15mm)上放置玻璃板，并通过激活“OK”-开关来启动使用黑玻璃板的校准。随后，以相同的方式，在陪替式培养皿上放置白色标准板，并通过激活″OK″-开关进行校准。
校准之后，按下“Read Std”-开关，以检查测量设备的功能，其中标准板尚未被移走。随后，激活“Read”开关以测量标准板的Lab值。
随后，移走标准板材并用待测量的吸水性聚合物结构体填充陪替式培养皿，其中用刮刀使得产物表面光滑。通过按下“Read Sam”-开关测量样品。
着色剂的提取性的测定
在1,000ml的玻璃烧杯中装入10g所述吸水性聚合物结构体，并将其与750ml 0.9wt％的NaCl溶液合并，使其达到25℃。然后将玻璃烧杯放置在磁力搅拌器(IKA Werke GmbH&Co.KG，Staufen，德国，型号“RHbasic 2”)上。然后在玻璃烧杯中放置磁力搅拌器(直径0.5cm，长度2cm)，并在25℃下搅拌24小时，转速设置在“3”以及避光。
之后，在2,000rpm下对所述溶液进行离心处理，该操作使用实验室离心机(SIGMA Laborzentrifugen GmbH，Osterode am Harz，德国，型号″Sigma 2-16″，水平转子4×100ml)。
然后测定着色剂在含水上层清液中的量。如果着色剂是水溶性着色剂，可以例如使用UV-Vis分光计测定着色剂在水溶液中的量，其中合适的标准溶液能够用来测定着色材料的浓度和因此定量着色剂的提取量。如果在吸水性聚合物结构体中包含不溶于水的着色剂，可以通过蒸发溶液并称重残留物质的重量而测量着色剂的提取量。
二甲基二硫醚的减少量的测定
为了测定二甲基二硫醚在顶部空间中的减少量，将样品称重放入一个可密封的压力瓶内，并与气味物质的水溶液合并。在室温下经过由所述物质决定的等待时间之后，在顶部空间取样器的烘箱中进行压力瓶的回火。然后将来自压力瓶的顶部空间的样品注入GC中。在如下叙述的非极性的毛细管柱中进行分离，该毛细管柱连接到FID。为了定量所述减少量，比较样品的气味物质的峰面积与不含气味吸收剂的参比样品的峰面积。
使用以下设备：
10ml顶部空间-压力瓶       (如HP Part-No.：9301-0717)
铝帽                      (如HP Part-No.：9301-0718)
封口钳(Closing pincer)    20mm(如HP Part-No.：9301-0720)
开口钳(Opening pincer)    20mm(如HP Part-No.：5181-1214)
顶部空间取样器：          Hewlett Packard 7694
气相色谱仪：              Hewlett Packard 5890A
探测器：                  FID
柱：                      RTX5(Crossbond5％二苯基-
                          95％二甲基聚硅氧烷)
几何尺寸：                60m×0.53mm×1.0μm
生产商：        Restek Corporation(Cat#：10258)
评估系统：      用Turbochrom 4软件的PC或
                等效系统
制备在二甲基甲酰胺中约50mmol/l的二甲基二硫醚的20ml储备溶液，并将其存放在冰箱中凸缘的20ml顶部空间细颈瓶内。由此储备溶液，制备浓度50mg/ml的新鲜的二甲亚砜水溶液。
向各顶部空间压力瓶内，分别称量精确至0.1mg的100.0mg样品，并且通过放置凸缘帽而覆盖。在称量的过程中，应注意：空气不含化学蒸气。随后，将样品与2ml新制备的二甲亚砜水溶液合并，并在室温下静置。用电子Eppen-dorf移液管迅速地将2ml溶液吸取到顶部空间瓶内。仅有那时受到用于顶部空间瓶的支架影响的所述瓶的凸缘帽可以为了吸取而短时间地提升。所述瓶应该通过保持在所述支架上的凸缘钳直接地用法兰装配在连接器中。
16小时的等待时间之后，用以下设备条件启动样品。
顶部空间：          烘箱-温度：45℃
回路温度：          120℃
Tr.Line温度：       120℃
GC循环时间：        12.0分钟
瓶等效时间：        60.0分钟
加压时间：          0.13分钟
回路填充时间：      0.02分钟
回路等效时间：      0.02分钟
注射时间：          0.50分钟
振荡：              关闭
Carr.Press：        134kPa
Vial Press：        152kPa
应注意烘箱温度不超过45℃，否则应该冷却设备。
对在设置顶部空间取样器的烘箱中的压力瓶的温度之后得到的气相通过气相色谱法进行测试，条件如下：
温度程序：
0分钟时170℃；
以-30℃/分钟达到110℃2min；
以35℃/分钟达到250℃2min。
注射器：柱流速：13毫升/秒
分离(无HS)：0毫升/秒
分离(有HS)：150毫升/秒
柱最初压力：100kPa
为了评估色谱图，准备在输入标记的瓶后气味物质的相对减少量的excel表格。
SFC值的测定
根据WO-A-95/22356中所述的方法，测定在溶胀状态中的渗透性(盐水导流能力(the Saline Flow Conductivity)＝SFC)。将0.9g超吸收剂材料(全部颗粒比例)称重入具有筛板的量筒，并小心地分布在筛网表面。在JAYCO合成尿中于20g/cm2压力下使得超吸收剂材料溶胀1小时。在测量超吸收剂的溶胀高度之后，以恒定的静水压力使得来自于刻度容器的0.118M NaCl溶液流经溶胀的凝胶层。在测量期间用特别的筛筒覆盖溶胀的凝胶层，这保证了0.118M NaCl溶液在凝胶上的均匀分布和在测量期间相对于凝胶床性能而言的恒定条件(测量温度20-25℃)。在溶胀的超吸收剂上施加的压力仍然是20g/cm2。通过使用计算机和天平，在10分钟内以20秒的时间间隔测定作为时间函数的通过凝胶层的液体量。通过使用梯度外推的回归分析和在2-10分钟内流量在t＝0时间点的中心点的确定，测定通过溶胀凝胶层的流速(g/s)。按照如下公式计算以cm3 sg-1给出的SFC值(K)：
K = F s ( t = 0 ) · L 0 r · A · Δ P 1 = F s ( t = 0 ) · L 0 139506
其中：
Fs(t＝0)是单位为g/s的流速，
L0是凝胶层的厚度，单位是cm，
R是NaCl溶液的密度(1.003g/cm3)，
A是在量筒中的凝胶层的上侧的表面积(28.27cm2)，
ΔP是作用在凝胶片上的静水压力(4920dyne/cm2)，和
K是SFC值[cm3 sg-1]。
实施例
比较实施例：
通过氮气吹扫从300.0g丙烯酸、233.12g NaOH(50％)、430.12g去离子水、1.569g单烯丙基-聚乙二醇-750-单丙烯酸酯、1.186g聚乙二醇-300-二丙烯酸酯和6.00g Bi-somerS10W(Cognis AG，德国)组成的单体溶液除去溶解的氧，并冷却到起始温度4℃。当达到起始温度之后，加入引发剂溶液(在10.98g H2O中的0.11g 2，2’-偶氮双-2-脒丙烷(amidinpropane)-二盐酸盐、在9.70g H2O中的0.3g过氧二硫酸钠、在1.93g H2O中的0.07g 35％过氧化氢溶液和在4.99g H2O中的0.015g抗坏血酸)。当达到约86℃的最终温度后，对形成的凝胶进行粉碎并在150℃下干燥120分钟。在切削磨机SM 100中对干燥聚合物进行粗糙地粉碎，并研磨到粒径低于2,000μm，并将筛分至具有150～850μm粒径的粉末。
实施例1：
进行与比较实施例相同的过程，然而其中与比较实施例不同的是：将基于丙烯酸的重量计2wt％的活性碳(Fluka，p.a.粉末，制品号：03866，90％≤53μm)添加到所述单体溶液中。
实施例2：
进行与比较实施例相同的过程，然而其中与比较实施例不同的是：将基于凝胶的重量计2wt％的活性碳与粉碎的凝胶进行混合。混合之后，用、具有5mm孔板的商标Krefft、Typ AI2-3E的绞肉机(″Fleischwolf″)粉碎该混合物两次以进行均化，然后干燥、粉碎和筛分。
实施例3：
进行与比较实施例相同的过程，然而其中与比较实施例不同的是：基于干燥的吸水性聚合物的重量计，将0.5wt％的工业炭黑FW1P(来自于在Kalscheuren的Degussa)与干燥聚合物混合，然后在Krups-搅拌烧瓶中将100g所述混合物与共计4g的由1g碳酸亚乙基酯和3g水组成的水溶液混合，并在180℃下于烘箱中加热30分钟。
对于在比较实施例中和在实施例1～3中得到的吸水性聚合物结构体，根据本文所述的测试方法，测定二甲基二硫醚在顶部空间中的减少量。得到以下结果(表中给出的是以％计二甲基二硫醚在顶部空间中的减少量，相对于使用比较实施例的吸水性聚合物结构体在顶部空间中确定的二甲基二硫醚的量)：
  实施例   二甲基二硫醚量在顶部空间中的减少量[％]
  1   23
  2   49
  3   8
实施例1得到的聚合物是中等灰色，而实施例2和3获得的超吸收剂是黑色产物。
这些实施例表明当使用活性碳时的气味控制效果没有因更强烈地结合到SAP中而减少，而表明均匀分布是重要的。

Claims (28)

1.吸水性聚合物结构体，其基于吸水性聚合物结构体的总重量计包含0.001～10wt％的着色剂，其中所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的L值低于90。
2.根据权利要求1的吸水性聚合物结构体，其中所述着色剂均匀地分布在吸水性聚合物结构体的内部。
3.吸水性聚合物结构体，其基于吸水性聚合物结构体的总重量计包含0.001～10wt％的着色剂，其中所述着色剂均匀地分布在吸水性聚合物结构体的内部。
4.根据权利要求3的吸水性聚合物结构体，其中所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的L值低于90。
5.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的a-值大于1。
6.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述吸水性聚合物结构体的特征在于通过本文所述的测试方法确定的根据Lab颜色系统的b-值大于8。
7.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述聚合物结构体是表面后交联的。
8.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述着色剂是粉末状的、优选无机的颜料。
9.根据权利要求8的吸水性聚合物结构体，其中所述粉末状的、优选无机的颜料具有至少100m2/g的BET表面积。
10.根据权利要求8或9的吸水性聚合物结构体，其中所述粉末状的、优选无机的颜料至少90wt％基于碳。
11.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述着色剂是活性碳。
12.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述聚合物结构体可通过包括以下工艺步骤的方法获得：
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体在交联剂存在下于水溶液中进行自由基聚合而形成水凝胶，
b)干燥所述水凝胶以得到吸水性聚合物结构体，和
c)任选地对所述吸水性聚合物颗粒进行表面后交联，和其中将所述着色剂
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在干燥之前与所述水凝胶接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性聚合物结构体接触。
13.根据权利要求1～11中任何一项的吸水性聚合物结构体，其中所述聚合物结构体是纤维。
14.根据权利要求13的吸水性聚合物结构体，其中所述吸水性聚合物结构体可通过包括以下工艺步骤的方法获得，
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体于水溶液中进行自由基聚合以形成粘性流体，其中所述水溶液包含
-含有烯键式不饱和基团和官能团的交联剂，其可与所述单体的酸基团以加成反应、开环反应或置换反应而进行反应，和/或
-含有两个官能团的交联剂，其可与所述单体的酸基团以加成反应、开环反应或置换反应而进行反应，
b)将所述粘性流体进行纺丝，以得到含水纤维，
c)通过加热到100～300℃的温度而干燥所述含水纤维，以得到吸水性纤维，
d)任选地对所述吸水性纤维进行表面后交联，
其中将所述着色剂
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在加热所述含水纤维之前与所述含水纤维接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性纤维接触。
15.根据前述权利要求中任一项的吸水性聚合物结构体，其中所述聚合物结构体具有至少一种以下性质：
(β1)根据本文所述的测试方法确定的着色剂提取量为以100g所述吸水性聚合物结构体计至多0.1g；
(β2)根据本文所述的测试方法确定的在顶部空间中二甲基二硫醚的减少量为至少5％；
(β3)在0.3psi压力下根据ERT442.2-02确定的AAP值为至少15g/g；
(β4)在0.7psi压力下根据ERT442.2-02确定的AAP值为至少12g/g；
(β5)-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒的情况下)＞24g/g至≤26g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少70×10-7cm3s/g，特别优选至少90×10-7cm3s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒的情况下)＞26g/g至≤28g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少50×10-7cm3s/g，特别优选至少70×10-7cm3s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒的情况下)＞28g/g至≤30g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少30×10-7cm3s/g，特别优选至少50×10-7cm3s/g；
-在根据ERT441.2-02确定的CRC值(在对于全部颗粒比例而言的颗粒的情况下)＞30g/g下，根据本文所述的测试方法确定的SFC值为至少10×10-7cm3s/g，特别优选至少30×10-7cm3s/g。
16.生产吸水性聚合物结构体的方法，其包括以下工艺步骤：
a)将携带酸基团的、烯键式不饱和的、任选部分中和的单体于水溶液中进行自由基聚合而形成含水聚合物，
b)干燥所述含水聚合物，以得到吸水性聚合物结构体，
c)任选地对所述吸水性聚合物结构体进行表面后交联，
其中将着色剂
i)在自由基聚合之前或期间添加到所述水溶液中，
ii)在干燥之前与所述含水聚合物接触，或者
iii)在表面后交联之前或期间与所述吸水性聚合物结构体接触。
17.根据权利要求16的方法，其中所述着色剂是粉末状的、优选无机的颜料。
18.根据权利要求17的方法，其中所述粉末状的、优选无机的颜料具有至少100m2/g的BET表面积。
19.根据权利要求17或18的方法，其中所述粉末状的、优选无机的颜料至少90wt％基于碳。
20.根据权利要求16～19中任何一项的方法，其中所述着色剂是活性碳。
21.根据权利要求16～20中任何一项的方法，其中在所述聚合物具有基于含水聚合物的总重量计至少50wt％的水含量时，将所述着色剂与所述含水聚合物接触。
22.根据权利要求16～21中任何一项的方法，其中基于包含酸基团的单体的总重量计，以0.001～10wt％的量使用所述着色剂。
23.可通过权利要求16～22中任何一项的方法得到的吸水性聚合物结构体。
24.复合材料，其包含根据权利要求1～15或23中任何一项的吸水性聚合物结构体和基材。
25.生产包含根据权利要求1～15或23中任何一项的吸水性聚合物结构体和基材的复合材料的方法，其中将所述聚合物结构体和基材相互接触。
26.可通过权利要求25的方法得到的复合材料。
27.化学制品，其包含根据权利要求1～15或23中任何一项的吸水性聚合物结构体或者根据权利要求24或26的复合材料。
28.根据权利要求1～15或23中任何一项的吸水性聚合物结构体或者根据权利要求24或26的复合材料在化学制品中的用途。
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