CN110545909B

CN110545909B - 用于制备吸水性聚合物颗粒的方法

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Publication number: CN110545909B
Application number: CN201880024818.3A
Authority: CN
Inventors: A.西蒙扬; J.坎波斯; J.布鲁伊
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2038-04-16
Also published as: EP3612304A1; US20210095093A1; EP3391962A1; WO2018194945A1; CN110545909A; US10889698B2; US20180305518A1; US11384221B2

Abstract

提供了用于制备吸水性聚合物颗粒的方法，并且该方法由提供交联剂、可聚合单体以及无机固体颗粒组成。对于吸水性聚合物颗粒的特定X‑载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(RXL)经由式(I)计算，其中x_L为吸水性聚合物颗粒中吸收的液体量(以g液体/g吸水性聚合物颗粒为单位)，rho_liq为使吸水性聚合物颗粒溶胀的流体(一般为0.9重量％NaCl的盐水)在室温下的密度，以g/cm3为单位，rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm3为单位，Mr_CXL为交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^‑1为单位。

Description

用于制备吸水性聚合物颗粒的方法

技术领域

本发明涉及用于制备吸水性聚合物颗粒的方法，其中对于给定吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷而言两个交联剂之间的平均最近距离经由特定式计算。本发明还涉及经由本文的方法获得的吸水性聚合物颗粒，并且涉及包含经由本文的方法获得的吸水性聚合物颗粒的吸收制品。吸收制品包括但不限于婴儿尿布、训练裤、女性卫生月经垫和成人失禁产品。

背景技术

一次性吸收制品诸如尿布的一个重要组件为包括吸水性聚合物颗粒的吸收芯。这些吸水性聚合物颗粒确保在其使用期间大量的体液例如尿液能够被所述制品吸收并且被锁藏，由此提供低回渗效果和良好的皮肤干燥性。尤其有用的吸水性聚合物颗粒通常通过最初聚合不饱和的羧酸或它们的衍生物，诸如丙烯酸、丙烯酸的碱金属盐(例如钠盐和/或钾盐)或铵盐、丙烯酸烷基酯等等而制备。

这些吸水性聚合物颗粒需要具有足够高的吸收容量，以及足够高的凝胶强度。吸收容量需要足够高以使得吸收性聚合物能够吸收在使用吸收制品期间遇到的大量的含水体液。同时，吸水性聚合物颗粒需要具有良好的渗透性以用于流体输送通过溶胀的交联聚合物颗粒。

吸水性聚合物颗粒的特性以各种方式表征。已经使用以克液体每克吸水性聚合物颗粒计的吸收容量(CRC)，以及如通过自由溶胀速率(FSR)测量的吸收速度和如通过尿液渗透性测量(UPM)测试所测量的它们的渗透性。

未引入到交联聚合物网络中的低分子量聚合物链存在于吸水性聚合物颗粒中，并且称为“可浸出物”。当吸水性聚合物颗粒在过量液体中溶胀时，这些链可从交联聚合物网络浸出。“可浸出物”对吸水性聚合物颗粒性能并无贡献。

此外，“可浸出物”由于其带电基团而使吸水性聚合物颗粒环境中的离子强度提高，并且对吸水性聚合物颗粒的吸收容量产生负面影响。因此，“可浸出物”的量对于决定吸水性聚合物颗粒的最佳性能很重要。需要提供具有较低量“可浸出物”的吸水性聚合物颗粒。

渗透性相对较高的吸水性聚合物颗粒可通过提高内部交联或表面交联水平而制得，这增大了溶胀凝胶对外部压力所致变形的抗性并且减少了“可浸出物”的数量。然而，提高内部交联或表面交联水平通常使吸水性聚合物颗粒的吸收容量下降。

反之，降低吸水性聚合物颗粒中的内部交联或表面交联水平导致高吸水性聚合物颗粒的吸收容量，但也导致高“可浸出物”数量和相对低的渗透性。

因此，需要提供在具有高吸收容量、高渗透性和低数量“可浸出物”之间展示恰当平衡的吸水性聚合物颗粒。

希望发现一种制备如下吸水性聚合物颗粒的方法：在容量和渗透性方面性能有所改善，同时具有较低量的“可浸出物”。

发明内容

本发明提供了一种通过提供交联剂、可聚合单体和无机固体颗粒来制备吸水性聚合物颗粒的方法。对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)经由下式计算：

其中x_L为吸水性聚合物颗粒中吸收的液体量，以g_液体/g_{吸水性聚合物颗粒}为单位，

rho_liq为使吸水性聚合物颗粒溶胀的流体(一般为0.9重量％NaCl的盐水)在室温下的密度，以g/cm³为单位，

rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm³为单位，

Mr_CXL为所述交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，

w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，

N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^-1为单位。

在经由上式获得的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下，两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)至少与无机固体颗粒的平均尺寸一样高或者高于无机固体颗粒的平均尺寸。

在吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下，两个相邻交联剂之间的平均最近距离(RXL)为3nm至100nm。

本发明还涉及吸水性聚合物颗粒，其通过根据本发明所述的方法获得。

本发明还涉及吸收制品，其包含经由本文所述的方法获得的吸水性聚合物颗粒。

上式确定了对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷而言吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)，以便获得在渗透性和容量方面具有良好的性能以及具有少量“可浸出物”的吸水性聚合物颗粒。

在经由上式获得的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)至少与所述无机固体颗粒的平均尺寸一样高或高于所述无机固体颗粒的平均尺寸。

因此，该无机固体颗粒存在平均尺寸范围，所述平均尺寸范围在所述吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)。

适合两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)的无机固体颗粒可在交联聚合物网络中充当阻隔颗粒，使得“可浸出物”扩散到交联聚合物网络之外受到限制，但无机固体颗粒并未显著减缓通过交联聚合物网络流入的流体。

经由本发明的方法获得的吸水性聚合物颗粒可具有显著较低量的“可浸出物”。本发明的方法可改善吸水性聚合物颗粒的渗透性和容量。

因此，吸水性聚合物颗粒示出良好的性能特性。尤其地，表面涂覆的吸水性聚合物颗粒可具有高渗透性、良好的吸收容量以及良好的有效容量。

附图说明

图1为呈尿布形式的示例性吸收制品的顶视图，该吸收制品可包含本发明的吸水性聚合物颗粒，其中一些层被部分地移除。

图2为图1的尿布的横向剖视图。

图3为呈尿布形式的示例性吸收制品的顶视图，该吸收制品可包含本发明的吸水性聚合物颗粒，其中一个或多个区域基本上不含吸收材料。

图4为图3的制品的横向剖视图。

图5为在与图4相同点处截取的制品的横向剖视图，其中通道已由于尿布加载有流体而在芯中形成。

图6为用于进行尿液渗透性测量测试的合适的渗透性测量系统的局部横截面侧视图。

图7为用于进行尿液渗透性测量测试的活塞/圆筒组件的横截面侧视图。

图8为适用于图7所示的活塞/圆筒组件的活塞头的顶视图。

图9为置于用于溶胀相的烧结盘上的图7的活塞/圆筒组件的横截面侧视图。

具体实施方式

定义

术语“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，并且更具体地是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布(婴儿尿布和用于成人失禁的尿布)、裤、衬垫、女性护理吸收制品诸如卫生巾或卫生护垫等。术语“流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道分泌物、汗液和粪便。本发明的优选的吸收制品为一次性吸收制品，更优选地为一次性尿布和一次性裤。

“一次性的”以其普通的意义使用，是指在不同时长内的有限次数的使用(例如小于20次使用，小于10次使用，小于5次使用，或小于2次使用)之后被处理或丢弃的制品。如果所述一次性吸收制品为尿布、裤、卫生巾、月经垫或用于个人卫生的湿擦拭物，则所述一次性吸收制品一般旨在在单次使用之后被处理。

“尿布”和“裤”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着，以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。在裤中，第一腰区和第二腰区的纵向边缘彼此附接以预形成腰部开口和腿部开口。通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将裤吸收制品拉到穿着者下体附近的位置而将裤穿用到穿着者身上。裤可使用任何合适的方法来预成形，包括但不限于利用可重复紧固的和/或不可重复紧固的粘结(例如，缝合、胶接、粘合、胶粘剂粘结、扣件等)将吸收制品的各部分接合在一起。裤可在沿制品周边的任何位置预成形(例如，侧边扣紧的、前腰扣紧的)。在尿布中，腰部开口和腿部开口仅在尿布通过如下方式被穿用到穿着者时才形成：用合适的紧固系统使第一腰区和第二腰区的纵向边缘在双侧上(以可释放的方式)彼此附接。

与堆密度形成对比，术语“真密度”是指构成微粒固体的吸水性聚合物颗粒的密度，其量度了较大体积的吸水性聚合物颗粒在特定介质(一般为空气)中的平均密度。

术语“无机固体颗粒的尺寸”是指剥离型无机固体颗粒诸如粘土片晶的最大尺寸。

“包括”和“包含”为开放式术语，每个均指定其后所述例如一个组分的存在，但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤、组分的存在。这些基于动词“包括”的术语应该理解成包括排除任何未指定的元件、步骤或成分的狭义术语“由…组成”以及将元件的范围限制成指定材料或步骤的“基本上由…组成”，以及不显著影响元件执行其功能的方式的那些。下文所述的任何优选的或示例性实施方案不限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。词“典型地”、“一般”、“有利地”等也限定元件，其不旨在限制权利要求的范围，除非明确地指明如此进行。

吸水性聚合物颗粒

“吸水性聚合物”或“超吸收聚合物”是指为交联聚合物材料的吸收材料，其可吸收至少10倍于它们的重量的含水的0.9％盐水溶液，这使用离心保留容量(CentrifugeRetention Capacity，CRC)测试方法(EDANA方法NWSP 241.0.R2)进行测量。这些聚合物通常以微粒形式(“吸水性聚合物颗粒”或“超吸收聚合物颗粒”)使用以便在干燥的状态下为可流动的。术语“颗粒”是指颗粒剂、纤维、薄片、球体、粉末、薄板、以及在吸水性聚合物颗粒领域中的技术人员已知的其他形状和形式。

本发明的优选吸水性聚合物颗粒由聚(甲基)丙烯酸聚合物制成。然而，例如还可使用基于淀粉颗粒的吸收性聚合物材料，以及聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷、以及聚丙烯腈的淀粉接枝的共聚物。

通常，吸水性聚合物颗粒包含交联聚合物，优选地轻度交联的亲水性聚合物。虽然这些聚合物可通常为非离子、阳离子、两性离子或阴离子的，优选的聚合物为阳离子或阴离子的。

优选地，吸水性聚合物颗粒包含酸性聚合物，该酸性聚合物包含多个酸官能团，诸如羧酸基团或其盐，优选地钠盐。

优选地，吸水性聚合物颗粒包含聚丙烯酸或其盐或者聚丙烯酸酯或其衍生物的交联聚合物。

现有技术的示例性吸水性聚合物颗粒例如描述于WO2006/083584、WO2007/047598、WO2007/046052、WO2009/155265、WO2009/155264中。

吸水性聚合物颗粒可为球形吸水性聚合物颗粒或椭球形吸水性聚合物颗粒或不规则形状吸水性聚合物颗粒。优选地，吸水性聚合物颗粒具有球形或椭球形。

优选地，吸水性聚合物颗粒具有45μm至850μm，或更优选地100μm至850μm，或150μm至710μm，或150μm至500μm，或150μm至300μm范围内的粒度分布，如根据EDANA方法WSP220.2-05所测。

优选地，吸水性聚合物颗粒可通过使包含以下的单体溶液聚合而获得：

i)至少一种可聚合烯键式不饱和酸官能化单体，

ii)至少一种交联剂，

iii)任选地，一种或多种可与i)共聚的可聚合烯键式和/或烯丙式不饱和单体，以及

iv)任选地，一种或多种水溶性聚合物，单体i)、ii)和任选的iii)能够至少部分接枝在其上，

v)至少一种聚合引发剂体系，

其中将由此所得的基体聚合物干燥并且在适当的情况下随后用以下物质处理

vi)待后交联(即表面交联)的至少一种后交联剂。

可聚合单体

可聚合单体i)可包括例如烯键式不饱和羧酸或其盐，诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、三羧基乙烯、衣康酸，烯键式不饱和膦酸和烯键式不饱和磺酸或它们的盐、或它们的衍生物，诸如丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、甲基丙烯酰胺、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

优选地，可聚合单体选自烯键式不饱和羧酸诸如甲基丙烯酸或其盐、或丙烯酸或其盐，烯键式不饱和膦酸或其盐，烯键式不饱和磺酸或其盐，或它们的混合物。

丙烯酸或其盐以及甲基丙烯酸或其盐为特别优选的单体。丙烯酸或其盐为最优选的。

可与可聚合单体i)共聚的烯键式不饱和单体iii)的示例可为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、巴豆酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基新戊酯、以及甲基丙烯酸二甲氨基新戊酯。

可聚合单体i)、交联剂ii)和任选地烯键式不饱和单体iii)能够至少部分地接枝到其上的水溶性聚合物iv)可包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉衍生物、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚乙烯胺或聚烯丙胺、部分水解的聚乙烯基甲酰胺或聚乙烯基乙酰胺。

合适的基体聚合物和其他有用的可聚合单体i)的制备描述在DE-A 199 41 423、EP-A 686 650、WO 01/45758和WO 03/14300中。

交联剂

使吸水性聚合物颗粒交联，即在具有两个或更多个可聚合基团的化合物的存在下进行聚合，所述化合物可自由基共聚到交联聚合物网络中。交联剂ii)可包括例如EP-A 530438中所述的乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、摩尔质量介于200Da和2000Da之间的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙氧基乙烷，如EP-A 547 847、EP-A 559 476、EP-A 632 068、WO 93/21237、WO03/104299、WO 03/104300、WO 03/104301和DE-A 103 31 450中所述的二丙烯酸酯和三丙烯酸酯，如DE-A 103 31 456和DE-A 103 55 401中所述的混合的丙烯酸酯(其不仅包括丙烯酸酯基团，还包括烯键式不饱和基团)，或者例如DE-A 195 43 368、DE-A 196 46 484、WO90/15830和WO 02/32962中所述的交联剂混合物。

优选地，交联剂ii)包含丙烯酸酯或丙烯酰胺基团。

优选地，交联剂ii)为二丙烯酸化、二甲基丙烯酸化、三丙烯酸化或三甲基丙烯酸化多重乙氧基化和/或丙氧基化甘油。3-至10-重乙氧基化的甘油的二丙烯酸酯和/或三丙烯酸酯为尤其有利的。更优选地，交联剂ii)为1-至5-重乙氧基化和/或丙氧基化甘油的二丙烯酸酯或三丙烯酸酯。

中和剂

可使用中和剂，诸如碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐、以以及它们的混合物。中和剂可以为氨、或胺衍生物，诸如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或二甲氨基乙醇胺。钠和钾可用作碱金属盐。优选地，中和剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠、以以及它们的混合物。通常，中和作用通过以水溶液或者含水分散体或者熔融物或者固体物质掺合中和剂而实现。所获得的基体聚合物的酸基团通常为0mol％至100mol％、优选地25mol％至100mol％、更优选地65mol％至90mol％且最优选地68mol％至80mol％被中和的。

聚合引发剂体系

使用聚合引发剂体系v)，从而引发聚合。

该聚合引发剂体系能够以固体或液体形式加入，例如作为液体中的溶液或分散体，诸如含水液体，例如水。

该聚合引发剂体系可包含多于一种类型的化合物来引发聚合，或其可包含单一类型的化合物。

聚合引发剂体系可包含活化剂诸如活化剂化合物，或者例如热或辐射，包括光辐射。另选地，可能不需要活化。

所述聚合引发剂体系可合适地选自常规(例如自由基)聚合引发剂(和任选的催化剂)。优选显示出良好水分散性/溶解性的材料。聚合引发剂体系可包括过氧化物、氢过氧化物、过氧化氢、过硫酸盐、偶氮化合物和氧化还原引发剂。可用的有机过氧化物为例如乙酰丙酮过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、叔丁基氢过氧化物、异丙基苯氢过氧化物、过新戊酸叔戊基酯、过新戊酸叔丁基酯、过新己酸叔丁基酯、过异丁酸叔丁基酯、过-2-乙基己酸叔丁基酯、过异壬酸叔丁基酯、过马来酸叔丁基酯、过苯甲酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸二环己基酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二肉豆蔻基酯、过氧化二碳酸二乙酰基酯、过酸烯丙酯、过氧化新癸酸枯烯基酯、过-3,5,5-三甲基己酸叔丁基酯、乙酰基环己基磺基过氧化物、二月桂基过氧化物、过氧化二苯甲酰和过氧化新癸酸叔戊基酯。优选的偶氮化合物包括2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基-戊腈)，尤其是水溶性偶氮引发剂，示例为2,2'-偶氮双-{2-[1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2'-偶氮双-(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2,2'-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐。非常具体地，优选的是2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2,2'-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐。

更具体地讲，聚合引发剂体系v)可以为过硫酸盐诸如过氧二硫酸钠、过氧二硫酸钾和过氧二硫酸铵；氢过氧化物诸如叔丁基氢过氧化物和异丙基苯氢过氧化物；和偶氮化合物诸如2,2'-偶氮双-2-脒基丙烷盐酸盐例如诸如VA-044、V-50和V-501(全部均由WakoPure Chemical Industries Ltd.制造)以及Fe²⁺的混合物；以及过氧化氢，或过氧化氢和抗坏血酸。可使用两种或更多种聚合引发剂的混合物，例如偶氮化合物类中的一种和过氧或过氧化物化合物类中的一种。据信这确保快速聚合。如US2008/242817中所述，为控制聚合速率，使用偶氮化合物引发剂或氧化还原引发剂为有利的。

聚合引发剂体系可以所述可聚合单体至少0.001重量％、优选地所述可聚合单体的至少0.01重量％、更优选地至少0.02重量％、最多至0.1重量％、优选地最多至0.05重量％的水平引入。

可通过所用聚合引发剂化合物本身和量以及所用温度来控制聚合速率。

也可存在聚合催化剂，诸如例如TMEDA(N,N,N’,N’-四甲基乙二胺)。可聚合单体的聚合可高度放热，并且因此可在聚合期间冷却聚合液体。

表面交联

可对吸水性聚合物颗粒进行后交联(即表面交联)。优选地，对吸水性聚合物颗粒进行表面交联。后交联剂vi)可包括含有两个或更多个能与所述聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。可用的化合物包括例如EP-A 083 022、EP-A 543 303和EP-A 937736中所述的烷氧基甲硅烷基化合物、聚氮丙啶、聚胺、聚酰氨基胺、二缩水甘油基或聚缩水甘油基化合物，如DE-C 33 14 019中所述的多元醇。可用的后交联剂vi)据说还包括DE-A40 20 780环状碳酸酯、DE-A 198 07 502 2-噁唑烷酮及其衍生物(如N-(2-羟基乙基)-2-噁唑烷酮)、DE-A 198 07 992二-和聚-2-噁唑烷酮、DE-A 198 54 573 2-氧代四氢-1,3-噁嗪及其衍生物、DE-A 198 54 574 N-酰基-2-噁唑烷酮、DE-A 102 04 937环脲、DE-A 10334 584二环的酰胺缩醛、EP-A 1 199 327氧杂环丁烷和环脲、以及WO 03/031482吗啉-2,3-二酮及其衍生物。

通常通过将后交联剂溶液喷涂到基体聚合物上或干燥的吸水性聚合物颗粒上而进行后交联。喷涂之后为热干燥，并且后交联反应不仅可在干燥之前进行，而且还可在干燥期间和之后进行。优选的后交联剂vi)为酰胺缩醛、氨基甲酸酯、多羟基醇如二醇或多元醇、环状碳酸酯或双噁唑啉。

至少一种后交联剂vi)能够以基于吸水性聚合物颗粒的干重计约1.50％重量或更少，优选地不超过0.50重量％，更优选地不超过0.30重量％并且最优选地0.001％至0.15％范围内的量使用。

含水的后交联溶液以及至少一种后交联剂vi)还可包括共溶剂。技术上高度可用的共溶剂为C₁-C₆-醇如甲醇、乙醇、正-丙醇、异丙醇、正-丁醇、仲-丁醇、叔-丁醇或2-甲基-1-丙醇，C₂-C₅-二醇如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇，酮如丙酮，或羧酸酯如乙酸乙酯。

基于基体聚合物计，后交联溶液的总量可在0.3重量％至15重量％的范围内，并且优选地在2重量％至6重量％的范围内。

根据标准PSD测试方法(EDANA方法WSP 220.2-05)，干燥的状态的吸水性聚合物颗粒可具有45μm至1000μm范围内的粒度分布。优选地，吸水性聚合物颗粒具有45μm至850μm，或更优选地100μm至850μm，或150μm至710μm，或150μm至500μm，或150μm至300μm的粒度分布。

表面处理

吸水性聚合物颗粒可采用表面处理进行涂布。

涂布可在后交联之前、期间或之后进行。

采用一种或多种涂层剂的此类涂布使得能够实现附加效应，诸如减小结块趋势、改善加工特性或进一步提高渗透性。

表面处理可包括水溶性多价金属盐、水不溶性金属磷酸盐和无机颗粒，例如二氧化硅、粘土、或云母。

优选地，水溶性多价金属盐为硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝钾、硫酸铝钠、硫酸镁、柠檬酸镁、乳酸镁、硫酸锆、乳酸锆、乳酸铁、柠檬酸铁、乙酸钙、丙酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、乳酸锶、乳酸锌、硫酸锌、柠檬酸锌、乳酸铝、醋酸铝、甲酸铝、甲酸钙、甲酸锶、乙酸锶。它们可作为表面处理用于前体吸水性聚合物颗粒，从而通过均匀涂布吸水性聚合物颗粒的表面而赋予高被动流体运输(UPM)。

合适的水不溶性金属磷酸盐可选自钙、镁、锶、钡、锌、铁、铝、钛、锆、铪、锡、铈、钪、钇或镧的焦磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸盐，以及它们的混合物。

合适的无机颗粒可作为粉末或含水分散体施加。无机颗粒可选自二氧化硅、热解法二氧化硅、胶态分散二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化镁、氧化锌、粘土。二氧化硅可为亲水性或疏水性的。例如，已知二氧化硅在本领域中用于改善前体吸水性聚合物颗粒的吸收速度。

表面处理也可选自成膜性聚合物和/或弹性聚合物和/或弹性成膜性聚合物。应用此类表面处理，从而在吸水性聚合物颗粒上形成完整涂层。术语“成膜”是指相应的聚合物能够容易地在溶剂(该聚合物溶解或分散于其中)蒸发之后制成膜，即层或涂层，例如颗粒上的均匀涂层。聚合物可为例如热塑性的或交联的。合适的成膜性聚合物可表现出弹性物理特性。本文适于作为涂层剂的弹性和弹性成膜剂/聚合物公开于US 5,731,365和EP0703265，以及WO 2006/082242和WO 2006/097389中。

无机固体颗粒

吸水性聚合物颗粒包含无机固体颗粒。

在用于制备吸水性聚合物颗粒的方法中，无机固体颗粒可在与可聚合单体和交联剂混合之前分散于载液，诸如含水载液中。无机固体颗粒分散体可通常为无机固体颗粒的均匀分散体。载液可为水或水与有机液体的混合物。无机固体颗粒分散体可优选地包含极少量的聚集无机固体颗粒，但是或优选地不含聚集无机固体颗粒，因此无机固体颗粒分散体可不含聚集无机固体颗粒。

载液中的无机固体颗粒的浓度可为少于20重量％的分散体，或少于10重量％的分散体，或少于5重量％的分散体或少于1重量％的分散体。

无机固体颗粒可为粘土颗粒。粘土颗粒可为片晶的形式，例如具有最大尺寸和最小尺寸的片晶形式的剥离型或单独粘土颗粒。例如，最大尺寸与最小尺寸的比率可为至少2:1或至少10:1或至少25:1，多至200:1或多至500:1。优选地，无机固体颗粒为粘土片晶。

粘土可在粘土于载液的分散体中为部分剥离型，或者可为完全剥离型。

粘土和粘土片晶

吸水性聚合物颗粒可包含粘土片晶作为无机固体颗粒。粘土片晶优选地均匀分散于载液中，例如使得粘土片晶无显著附聚/絮凝(例如在即将聚合之前，例如在聚合温度/压力条件下)。粘土片晶具有边缘表面，也称为“边缘”；以及相对的基层片晶表面，也称为“表面”。

合适的粘土片晶的示例选自高岭石诸如高岭土、伊利石诸如海绿石、或蒙皂石或蒙脱土，包括锂蒙脱石，合成锂皂石(即合成粘土)、滑石粉、蛭石或它们的混合物。

优选地，无机固体颗粒为蒙脱土、锂蒙脱石、合成锂皂石或它们的混合物。

优选地，无机固体颗粒为合成锂皂石。

这些粘土片晶通常称为水溶胀粘土；然而应该指出的是，在本发明中，粘土片晶以基本上单独的粘土片晶形式存在，因而它们不再是水溶胀的。

粘土片晶可为表面改性的和/或边缘改性的。

根据使用的X射线显微镜，例如Xradia 810 Ultra 3D X射线显微镜(由Zeiss商业化)，载液中的粘土片晶以及表面改性的和/或边缘改性的粘土片晶可具有小于800nm，优选地小于500nm，更优选地小于300nm，更优选地小于200nm，甚至更优选地小于100nm的重均最大粒度尺寸(长度)，或者其可经由移取吸水性聚合物颗粒的显微切片(经由超微切片机)，然后经受本领域已知的低温透射电子显微镜法，或者通过使用动态光散射测试方法进行测定。

动态光散射测试方法在如下文章中有所描述：Karpovich,A等人,“Determinationof dimensions of exfoliating materials in aqueous suspensions”,MethodsX,2016,3,19-24。也可使用NMR弛豫测试方法并且在以上同一文章中有所描述。

根据使用的X射线显微镜，例如Xradia 810 Ultra 3D X射线显微镜(由Zeiss商业化)，载液中的粘土片晶以及表面改性的和/或边缘改性的粘土片晶可具有至少5nm，优选地至少10nm，更优选地至少20nm的重均最大粒度尺寸(长度)，或者其可经由移取吸水性聚合物颗粒的显微切片(经由超微切片机)，然后经受本领域已知的低温透射电子显微镜法，或者通过使用动态光散射测试方法进行测定。

当粘土片晶尺寸较大时，可能是有利的是在如上所述估计其重均最大粒度尺寸之前，通过使用超声处理打碎较大尺寸的粘土片晶。

载液中的粘土片晶以及表面改性的和/或边缘改性的粘土片晶可具有小于3000，优选地小于1000，更优选地小于300的纵横比。载液中的粘土片晶以及表面改性的和/或边缘改性的粘土片晶的纵横比一般大于5，优选地10至100，优选地10至50，更优选地10至30并甚至更优选地10至20。

粘土片晶的纵横比为粘土片晶的最大尺寸与最低尺寸(与最大尺寸正交)的比率。

在吸水性聚合物颗粒中，粘土片晶可呈现为单独的片晶或者可呈现为例如2至5个粘土片晶的小聚集体，其可经由移取吸水性聚合物颗粒的显微切片(经由超微切片机)，然后经受本领域已知的低温透射电子显微镜法，或者通过使用动态光散射测试方法进行测定。

粘土可在表面改性和/或边缘改性之前经由本领域已知的方法纯化，以例如移除金属等。例如，待改性的粘土可为二八面体或三八面体粘土。

粘土片晶的表面改性的和/或边缘改性改性可在添加可聚合单体和交联剂之前或者在添加可聚合单体和交联剂的同时进行。为获得表面改性的和/或边缘改性的粘土片晶，可将粘土片晶分散于包含一种或多种表面改性的和/或边缘改性的化合物的载液中，并且/或者可将粘土片晶分散于载液中，然后可将一种或多种改性化合物任选也作为溶液或分散体加入该分散体中。

粘土片晶与表面改性的和/或边缘改性的化合物的比率可在1:1至100:1的范围内(按重量计，基于干燥的粘土片晶和一种或多种干燥的边缘和/或表面改性化合物的重量计)。

在下文中，表面改性的和/或边缘改性的化合物以它们加入粘土片晶中之前描述。

一种或多种边缘改性化合物

当改性粘土片晶的边缘时，粘土片晶边缘的可互换阳离子可被一种或多种边缘改性化合物替换。然后，粘土片晶边缘的零电荷点通常移至较低的pH值，或边缘电荷成为非pH依赖的中性电荷或非pH依赖的负电荷。

除此之外或作为另外一种选择，边缘改性化合物可以为阻碍并减少粘土片晶聚集的化合物。

一种或多种边缘改性化合物可由一种或多种磷酸化化合物组成。一种或多种磷酸化化合物可选自：磷酸盐和/或它们的衍生物和/或其酸形式；缩合的磷酸盐和/或它们的衍生物和/或其酸形式；膦酸、它们的衍生物和其盐；及其组合。例如，可适宜地使用十水合焦磷酸钠。有机磷衍生物也为可用的。

一种或多种边缘改性化合物可由一种或多种硅烷化化合物(也称为：硅烷化合物)组成。

硅烷化化合物可为例如下式的有机硅烷化合物：SiR^IR^IIR^IIIR^IV，由此R^I、R^II、R^III、R^IV部分各自选自子组：a)烷基、芳基、正烷烃、烯烃、烯基；和b)烷氧基、氢、甲苯磺酰基、含磺酰基部分、氯化物、卤化物；以及c)羟基、含羧基部分、含环氧基部分，前提条件是至少一个部分选自子组b)或子组c)，并且不超过三个部分选自所述子组a)。

优选地，硅烷化化合物可为例如下式的有机硅烷化合物：SiR^IR^IIR^IIIR^IV，由此R^I、R^II、R^III、R^IV部分各自选自子组：a)烷基、芳基、正烷烃、烯烃、烯基；和b)烷氧基、氢、甲苯磺酰基、含磺酰基部分、氯化物、卤化物；以及c)羟基、含羧基部分、含环氧基部分，前提条件是至少一至三个部分选自子组a)，并且至少一个部分选自子组b)或子组c)。

可能有益的是，所述部分R^I、R^II、R^III、R^IV中的至少一个为适于结合到可聚合单体或可聚合低聚物的部分。例如，至少一个所述部分为不饱和部分，诸如乙烯基。优选地，一种或多种边缘改性化合物为硅烷化化合物，诸如，7-辛烯基二甲基甲氧基硅烷。

一种或多种边缘改性化合物可由一种或多种氟化化合物组成。优选地，一种或多种边缘改性化合物包括氟化物盐。优选地，抗衡离子M为一价抗衡离子，诸如钠或铵。

一种或多种边缘改性化合物可以为除了改性粘土边缘的电荷之外，还在空间上阻碍所述片晶边缘聚集，以便减少粘土片晶在溶液中聚集的风险的化合物。

一种或多种边缘改性化合物可具有至少10埃(A)或至少15埃或至少20埃的至少一个部分。优选地，一种或多种边缘改性化合物具有至少一个部分，所述部分具有至少6个碳原子、或至少9个碳原子或至少12个碳原子的碳链。

用于改性粘土片晶的边缘的其他化合物包括环氧化物。例如，可形成聚醚粘土片晶。

边缘改性化合物，具体地讲上文描述为磷酸化化合物、硅烷化化合物或氟化化合物的那些，可具有可离子或共价结合到单体或低聚物或形成的聚合物的一个或多个其他部分；例如，边缘改性化合物可具有一个或多个不饱和部分(例如具有C＝C基团)，和/或一个或多个可与单体、其低聚物或聚合物的羧基基团形成酯或酰胺键的部分，诸如低聚醚或聚醚部分。从而，边缘改性化合物不仅与粘土片晶的边缘结合，而且一种或多种化合物还可离子或共价结合到所述聚合物。

粘土片晶不仅可边缘改性以确保均匀分散(从而聚合后均匀掺入交联聚合物网络中)，而且边缘改性还可用于使粘土片晶例如共价地或离子地牢固结合至交联聚合物网络。

一种或多种表面改性化合物

一种或多种表面改性化合物可以为具有阳离子部分(和/或：在本文液体以及本文反应pH下为阳离子)的化合物，所述阳离子部分能够结合到粘土片晶带负电的基础表面。所述表面改性粘土可具有一个或多个中性表面(在载体液体的pH下)。

一种或多种表面改性化合物可包含烷基化氮部分或烷氧基化氮部分，包括例如线性、支化或环状的氨基化合物、铵化合物。大部分的部分在反应液体/反应的pH下可以为阳离子。

一种或多种表面改性化合物可具有一个或多个部分，所述部分选自胺或亚胺，包括它们的衍生物诸如二胺或二亚胺，和/或其乙烯或聚乙烯或低聚乙烯衍生物，包括己二胺以及它们的衍生物、乙二胺以及它们的衍生物、低聚链烯亚胺以及它们的衍生物诸如线性或支化的聚乙烯亚胺、低聚醚胺以及它们的衍生物、线性或支化的酰胺、或它们的混合物。

一种或多种表面改性化合物可具有丙烯酰胺部分。一种或多种表面改性化合物可具有氨基甲酸酯部分(由氢键结合到带负电的基础表面)，或其其他改性物。优选地，一种或多种表面改性化合物可具有阳离子改性的氨基甲酸酯部分。

尤其优选的选自下列的部分：线性或支化聚乙烯亚胺、己二胺或乙二胺、或任何这些的衍生物、或它们的混合物。

一种或多种表面改性化合物还可以为阳离子改性的低聚糖或多糖或它们的衍生物。

此外，一种或多种表面改性化合物还可具有一个或多个为亲水性的其他部分。这能够帮助表面改性的粘土分散于反应液体中，和/或能够进一步增强表面涂覆的吸水性聚合物颗粒的亲水性，并且从而增强对亲水性流体(例如尿液、血液、盐水)的亲和力。这可为例如阴离子部分或–OH。优选地，一种或多种表面改性化合物具有至少一个为烷氧基化部分、羧酸化部分、或磺化部分、或硫酸化部分的部分，以进一步改善亲水性。

一种或多种表面改性化合物可以为这样的，当化学结合(例如，静电结合)到粘土片晶表面时，其引入一个或多个空间位阻部分，这阻碍并且因此减少粘土片晶的聚集。从而，一种或多种表面改性化合物可具有在空间上阻碍聚集的部分。优选地，一种或多种表面改性化合物具有一个或多个可提供空间位阻的部分，所述空间位阻具有至少6个碳原子，和/或至少10埃或至少15埃的长度。优选地，一种或多种表面改性化合物具有低聚物链部分。

例如，一种或多种表面改性化合物可具有低聚环氧烷(AO)部分，诸如低聚环氧乙烷(EO)部分，其具有至少2或至少5或至少10，以及最多至100，或最多至60或最多至40的平均AO(例如EO)重复单元数。优选地，一种或多种表面改性化合物具有至少一个部分，所述部分为具有2至40个重复单元数的低聚乙氧基化物。

一种或多种表面改性化合物，具体地讲具有如上所述的阳离子基团的那些，可具有可离子或共价结合到单体或低聚物或由其形成的聚合物的一个或多个其他部分；例如，表面改性化合物可具有一个或多个不饱和部分(例如具有C＝C基团)，和/或一个或多个可与单体、其低聚物或聚合物的羧基基团形成酯或酰胺键的部分，诸如低聚醚或聚醚部分。从而，表面改性化合物不仅结合到粘土片晶表面，而且一种或多种化合物还能够离子或共价结合到所述聚合物。因此，粘土片晶不仅经表面改性以确保均匀分散(从而聚合后均匀掺入最终聚合物中)，而且表面改性还用于牢固结合到聚合物，例如共价结合或离子结合。如上文所述的表面改性化合物，例如具有阳离子基团的化合物，可例如包含可聚合部分，诸如亚烷基，例如亚乙基；和/或不饱和部分可为例如丙烯酸的酯和/或丙烯酸的烷基化衍生物诸如甲基丙烯酸。

在表面改性和/或边缘改性步骤期间和/或在表面改性和/或边缘改性步骤、超声处理步骤和/或混合步骤之后施用可能为有用的；优选的是施用(例如高)剪切混合。例如能够使用Y-Tron搅拌器。也可通过使用高剪切搅拌器(诸如CB Loedige搅拌器、Schugi搅拌器、Littleford搅拌器、Drais搅拌器)影响粘土片晶的剥离。任何此类搅拌器的末端速度可以为例如至少20ms^-1、或至少30ms^-1至例如45ms^-1或40ms^-1或35ms^-1。

粘土片晶的表面改性和/或边缘改性可在任何液体中实现。它可在例如水中实现。另选地，表面改性和/或边缘改性可在不存在水的情况下实现，例如优选地在无水液体，例如介电常数大于40、优选地超过50的无水液体，例如碳酸丙二酯、碳酸乙二酯中实现。优选的液相可包含至少80重量％的水，优选地至少90或甚至100重量％的水。

优选地，一种或多种表面改性化合物和/或一种或多种边缘改性化合物在与可聚合单体和交联剂混合之前改性粘土片晶。可优选的是，在与可聚合单体和交联剂混合之前，改性粘土片晶的表面和/或边缘，并且然后洗涤所得的改性的粘土片晶，和/或过滤和/或提交以透析改性的粘土片晶。

聚合

可聚合化合物，即可聚合单体可为分散体或溶液的形式。优选地，无机固体颗粒为分散体的形式。可聚合化合物在载液中的分散体或溶液，以及单独地无机固体颗粒在载液中的分散体的任何组合在本文称为“可聚合溶液”。

可聚合化合物，例如可聚合单体能够以至少1重量％至90重量％，优选地10％重量％至60％重量的含量在本文作为其在载液中的溶液或分散体使用。载液优选地为含水液体。

可聚合溶液可包含可聚合单体、交联剂和无机固体颗粒。例如，可聚合溶液可包含具有相对的基层片晶表面和片晶边缘的均匀分散的粘土片晶、可聚合单体和交联剂。

可聚合溶液能够经由任何类型的聚合反应，使用引发聚合的活化聚合引发剂体系而可聚合。聚合引发剂体系可通过施加热和/或辐射来活化。在聚合之后，获得吸水性聚合物颗粒。

可聚合溶液可包含0.1重量％至10重量％的无机固体颗粒，5重量％至95重量％的水；5重量％至95重量％的可聚合单体，0.001重量％至10重量％的交联剂，任选地分散助剂，以及0.001重量％至5重量％的聚合引发剂以开始聚合。

可聚合溶液可包含0.1重量％至10重量％的改性粘土片晶，5重量％至95重量％的水；5重量％至95重量％的可聚合单体，0.001重量％至10重量％的有机交联剂，任选地分散助剂，以及0.001重量％至5重量％的聚合引发剂以开始聚合。

用于制备吸水性聚合物颗粒的方法——公式

对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL，以cm为单位)经由下式计算：

rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm³为单位，

Mr_CXL为所述交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，

w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，

N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^-1为单位。

如下获得上式：

对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(Rxl，以cm为单位)可经由下式计算：

其中V_gel为给定X-载荷下凝胶的体积，以cm³为单位，并且

N_xl为凝胶立方体积(V_gel)中所有交联剂的数量，并且如此其为凝胶立方体积中存在的所有交联剂的总和。

当多于一种交联剂类型存在于凝胶立方体积中时，N_xl对应于Σ_lNxl_i。

基本假设是交联剂在凝胶立方体积(V_gel)的空间中均匀分布。

凝胶立方体积中所有交联剂的数量(N_xl)可经由下式计算：

Nxl＝n_xlN_A (III)

其中N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^-1为单位，并且

n_xl为交联剂的摩尔数，以mol为单位并且可经由下式计算：

Mr_CXL为所述交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，并且

m_xl为交联剂的质量，以g为单位并且可经由下式计算：

因此m_xl＝w_xlm_dry (Va)

其中w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，并且

m_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的质量，以g为单位。

因此，通过将式(IV)和(Va)代入式(III)，凝胶立方体积中所有交联剂的数量(N_xl)可经由下式计算：

V_gel为凝胶体积作为干燥的吸水性聚合物颗粒的体积(V_dry)以及所吸收液体的体积(V_liq)之和的近似值，即假设液体在吸水性聚合物颗粒溶胀期间线性吸收，并且经由以下公式计算：

V_gel＝V_dry+V_liq (VII)

与

m_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的质量，以g为单位，

rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm³为单位，并且

m_liq为溶胀液体的质量，以g为单位，并且

rho_liq为使吸水性聚合物颗粒溶胀的流体(一般为0.9重量％NaCl的盐水)在室温下的密度，以g/cm³为单位。

吸水性聚合物颗粒中吸收的液体量(以g_液体/g_{干燥的吸水性聚合物颗粒}为单位)(x_L)经由下式计算：

因此m_liq＝x_L·m_dry (Xa)

其中m_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的质量，以g为单位，并且

m_liq为溶胀液体质量，以g为单位。

吸水性聚合物颗粒的X-载荷为吸水性聚合物颗粒吸收的液体量。

因此，通过将式(Xa)代入式(IX)和式(VII)，并将式(VIII)代入式(VII)，随后将式(VII)和(VI)均代入式(II)，我们获得对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷而言吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(Rxl，以cm为单位)，其经由下式计算：

rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm³为单位，

Mr_CXL为所述交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，

w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，

N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^-1为单位。

当使用多于一种交联剂时，对于吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(Rxl，以cm为单位)经由下式计算：

根据吸水性聚合物颗粒的X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)变化。

吸水性聚合物颗粒的X-载荷可为例如0g/g(即对应于吸水性聚合物颗粒的干燥的状态)、10g/g、20g/g或30g/g。

在经由上式获得的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)至少与无机固体颗粒的平均尺寸一样高或者高于无机固体颗粒的平均尺寸。

因此，无机固体颗粒所呈现出的平均尺寸范围可适于在吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)。

可通过静态与动态光散射测试方法测量无机固体颗粒的直径分布来确定无机固体颗粒尺寸的平均范围。

具体地，对于横向尺寸超过100nm的无机固体颗粒，最适当的测试方法可为含水悬浮液中的静态与动态光散射测试方法，如文章Allen,T；Particle Size Measurement，第1卷：Powder sampling and particle size measurement,1997中描述的。

对于横向尺寸低于100nm的无机固体颗粒，最适当的测试方法可为原子力显微镜(AFM)测试方法，其描述于文章Cadene等人，Study of individual Na-montmorilloniteparticle size,morphology,and apparante charge,Journal of Colloid andInterface Science,2005,285,719-730以及Balnois等人，Langmuir 2003,19,6633。

“D10”为根据上述动态光散射方法，10重量％的颗粒比该尺寸更细小的无机固体颗粒的粒度。

“D50”为根据上述动态光散射方法，50重量％的颗粒比该尺寸更细小的无机固体颗粒的粒度。

“D90”为根据上述动态光散射方法，90重量％的颗粒比该尺寸更细小的无机固体颗粒的粒度。

“D84”为根据上述动态光散射方法，84重量％的颗粒比该尺寸更细小的无机固体颗粒的粒度。

优选地，根据上述动态光散射方法，无机固体颗粒的平均尺寸大约等于粒度D50的值。

粒度D50的平均值可以为14nm。因此，根据上述动态光散射方法，无机固体颗粒的平均尺寸可以大约等于14nm。

优选地，本发明的无机固体颗粒具有包围无机固体颗粒的平均尺寸的平均尺寸范围。

优选地，根据上述动态光散射测试方法，无机固体颗粒的平均尺寸范围为3nm至100nm。

优选地，根据上述动态光散射测试方法，无机颗粒的平均尺寸范围可以为3nm至80nm，更优选地3nm至70nm，并且甚至更优选地3nm至50nm。

优选地，根据上述动态光散射测试方法，无机颗粒的平均尺寸范围为10nm至20nm。

另选地，无机固体颗粒的平均尺寸范围可对应于介于D10和D90之间的值的范围。

另选地，无机固体颗粒的平均尺寸范围可对应于介于D10和D84之间的值的范围。

粒度D84的平均值可以为18.4nm。

根据上述式，吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个交联剂之间的平均最近距离(R_XL)为3nm至100nm。

优选地，根据本发明的式(I)，吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个交联剂之间的平均距离(R_XL)为3nm至80nm，更优选地3nm至70nm，更优选地3nm至50nm，甚至更优选地5nm至20nm。

吸水性聚合物颗粒中交联剂的浓度(C_XL)可为0.001mol％至0.5mol％，更优选地0.02mol％至0.25mol％，甚至更优选地0.05mol％至0.15mol％。

与处于干燥的状态的吸水性聚合物颗粒的总重量相比，吸水性聚合物颗粒中的无机固体颗粒的浓度可为0.1重量％至8重量％。优选地，与处于干燥的状态的吸水性聚合物颗粒的总重量相比，吸水性聚合物颗粒中的无机固体颗粒的浓度为0.5重量％至3重量％。

可在吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下适于吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离(R_XL)的无机固体颗粒可充当交联聚合物网络的阻隔颗粒，使得“可浸出物”扩散到交联聚合物网络之外受到限制，但无机固体颗粒并未显著减缓通过交联聚合物网络流入的流体。

经由本发明的方法获得的吸水性聚合物颗粒可具有相对较低量的“可浸出物”。

本发明的吸水性聚合物颗粒中的“可浸出物”的水平基于所述吸水性聚合物颗粒的总重量可小于15％，优选地小于10％，并且更优选地小于8％。具有相对少量“可浸出物”的本发明吸水性聚合物颗粒具有良好的性能特性，尤其是在有效容量方面。

吸水性聚合物颗粒的特性

本文所述的吸水性聚合物颗粒的特性可以各种方式来表征。

离心保留容量(CRC)测量吸水性聚合物颗粒在过量液体中自由溶胀所吸收的液体。

本发明的吸水性聚合物颗粒可具有超过25g/g、优选地超过26g/g、更优选地超过27g/g的离心保留容量(CRC)值，如根据EDANA方法NWSP241.0.R2所测量的。

本发明的吸水性聚合物颗粒可具有26g/g最多至50g/g，或27g/g最多至40g/g，或28g/g最多至35g/g的离心保留容量(CRC)值，如根据EDANA方法NWSP 241.0.R2所测量的。

CRC值不反映施加在吸水性聚合物颗粒上的任何外部压力。具有高CRC值的吸水性聚合物颗粒可以是优选的，因为需要较少的吸水性聚合物颗粒以有利于液体吸收所需的总体容量。

吸水性聚合物颗粒的抗压吸收(AAP)对应于吸水性聚合物颗粒抵抗外部压力溶胀的能力。术语“外部压力”是指当穿着者例如坐着或躺下时由穿着者施加在吸收制品的吸收芯上的压力。

吸水性聚合物颗粒可具有根据抗压吸收测试方法，至少22g/g、优选地至少22.5g/g、更优选地至少23g/g、甚至更优选地至少23.5g/g、还优选地至少24g/g的抗压吸收(AAP)值。

抗压吸收测试方法是指EDANA方法WSP 442.2-02，然而，与EDANA方法WSP 442.2-02中指定的压力相反(即，0.3psi)，就本发明而言，将0.7psi的压力施加到样品上。

吸水性聚合物颗粒可具有相对高的抗压吸收值(AAP)，以便使得吸水性聚合物颗粒适当地抵抗压力溶胀。

可使用用于限定吸水性聚合物颗粒的特性的另一个参数。其被称为有效容量(EFFC)。有效容量(EFFC)用离心保留容量(CRC)(EDANA方法NWSP 241.0.R2)值以及吸水性聚合物颗粒的抗压吸收(AAP)值计算。有效容量表示离心保留容量(CRC)值，以及吸水性聚合物颗粒的抗压吸收(AAP)值的平均值(算术平均值)。

有效容量(EFFC)经由下式计算：

EFFC＝(CRC+AAP)/2。

优选地，根据EFFC测试方法，吸水性聚合物颗粒具有至少24.5g/g、更优选地至少25g/g、甚至更优选地至少25.5g/g的有效容量(EFFC)值。

优选地，根据EFFC测试方法，吸水性聚合物颗粒具有介于25g/g和28g/g之间、更优选介于26g/g和28g/g之间的有效容量(EFFC)值。

吸水性聚合物颗粒的抗压吸收(AAP)为测量吸水性聚合物颗粒抵抗外部压力溶胀的能力的重要参数。吸水性聚合物颗粒的离心保留容量为测量由吸水性聚合物颗粒在过量液体中自由溶胀所吸收的液体的另一个重要参数。为了获得取决于所施加压力的情况概述，离心保留容量(CRC)的平均值和吸水性聚合物颗粒的抗压吸收(AAP)值可以为有用的。这是计算吸水性聚合物颗粒的有效容量(EFFC)的原因。

吸水性聚合物颗粒可具有根据UPM测试方法，超过5UPM单位、优选地超过15UPM单位、更优选地超过30UPM单位、更优选地超过50UPM单位、或甚至更优选地超过70UPM单位的平衡渗透率值，其表示为UPM(尿液渗透性测量)，其中1UPM单位为1×10^-7(cm³.s)/g。

优选地，根据UPM测试方法，吸水性聚合物颗粒具有至少5UPM单位的UPM值。

UPM值根据本文所述的UPM测试方法测量。该UPM测试方法通常测量预溶胀吸水性聚合物颗粒的流动阻力，即，流动阻力在平衡时进行测量。因此，当吸收制品的显著体积已被液体流出物润湿时，具有高UPM值的此类吸水性聚合物颗粒表现出高渗透性。这些实施方案不仅在第一涌流时而且在随后涌流时表现出良好的吸收特性。

吸收制品

典型的一次性吸收制品，其中可使用本发明的吸水性聚合物颗粒，紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物并且以尿布20形式在图1至图5中表示。

更详细地，图1为处于平展状态的示例性尿布20的平面图，其中尿布的部分被切除以更清楚地示出尿布20的构造。该尿布20仅是出于例证的目的示出的，因为本发明的结构可被包括在各种各样的尿布或其它吸收制品中。

如图1和2所示，吸收制品(此处为尿布)可包括液体可渗透的顶片24、液体不可渗透的底片26、定位在顶片24和底片26之间的吸收芯28。吸收芯28可吸收和容纳被所述吸收制品接收的液体，并且可包括吸收材料60，诸如本发明的吸水性聚合物颗粒66和/或纤维素纤维、以及吸收制品中所常用的其他吸收材料和非吸收材料(例如固定吸水性聚合物颗粒的热塑性粘合剂)。吸收材料和非吸收材料可包裹在基底(例如一个或多个非织造物、薄纸)内，诸如通过面朝顶片的上芯覆盖件层56和面朝底片的下芯覆盖件层58。此类上芯覆盖件层和下芯覆盖件层可由非织造物、薄纸等制成并且可例如沿其周边连续或不连续地彼此附接。

所述吸收芯可包括一个或多个基底层(诸如非织造纤维网或薄页纸)、设置在所述一个或多个基底层上的吸水性聚合物颗粒、以及通常设置在吸水性聚合物颗粒上的热塑性组合物。通常所述热塑性组合物为热塑性粘合剂材料。在一个实施方案中，热塑性粘合剂材料形成纤维层，所述纤维层至少部分地与所述一个或多个基底层上的吸水性聚合物颗粒接触并部分地与所述一个或多个基底层接触。为了增强吸水性聚合物颗粒和/或热塑性粘合剂材料对一个或多个相应基底层的粘附性，可在施用吸水性聚合物颗粒之前将辅助粘合剂沉积在所述一个或多个基底层上。吸收芯也可包括一个或多个覆盖件层，使得吸水性聚合物颗粒包含于一个或多个基底层和一个或多个覆盖件层之间。该一个或多个基底层和一个或多个覆盖件层可包含或由非织造纤维网组成。吸收芯还可包含气味控制化合物。

吸收芯可基本上由一个或多个基底层、吸水性聚合物颗粒、热塑性组合物、任选地辅助粘合剂、任选地一个或多个覆盖件层、以及任选地气味控制化合物组成。

吸收芯还可包含吸水性聚合物颗粒和透气毡的混合物，其可包埋在一个或多个基底层诸如非织造纤维网或薄页纸内。此类吸收芯可包含按所述吸收材料的重量计30％至95％、或50％至95％的吸水性聚合物颗粒并且可包含按所述吸收材料的重量计5％至70％、或5％至50％的透气毡(就这些百分比而言，任何包埋的基底层不认为是吸收材料)。吸收芯还可不含透气毡并且可包含按所述吸收材料的重量计100％的吸水性聚合物颗粒。

吸收芯可包含本发明的吸水性聚合物颗粒与其他吸水性聚合物颗粒的混合物。例如，吸收芯可包含按所述吸收材料的重量计至少70％、或至少80％、或至少90％或100％的吸水性聚合物颗粒，其中所述吸水性聚合物颗粒包含至少10％、或至少20重量％或至少30重量％或至少50重量％的吸水性聚合物颗粒。

本发明的吸收制品，尤其是尿布和裤可包括采集层52、分配层54、或两者的组合(本文全部统称为采集-分配系统“ADS”50)。ADS 50的功能通常为快速采集所述流体并以高效方式将其分配至吸收芯。ADS可包括一个、两个或更多个层。

ADS可不含吸水性聚合物颗粒。现有技术公开了多种类型的采集-分配系统，参见例如WO2000/59430、WO95/10996、US5700254、WO02/067809。然而，本发明的吸水性聚合物颗粒还被ADS包含。

分配层54的功能为将入侵的流体液体分布到制品内的较大表面上，使得能够更有效地使用吸收芯的吸收容量。分配层可由基于合成或纤维素纤维并具有相对低密度的非织造材料制成。分配层可通常具有30g/m²至400g/m²、具体地80g/m²至300g/m²的平均基重。

分配层可例如包含至少50重量％、或60重量％、或70重量％、或80重量％、或90重量％的交联纤维素纤维。交联纤维素纤维可为起褶皱的、加捻的、或卷曲的、或其组合(包括起褶皱的、加捻的和卷曲的)。交联纤维素纤维在产品包装或使用条件下(例如在婴儿重量下)提供较高的弹性和因此较高的第一吸收层抗压缩抗性。这向芯提供相对高的空隙体积、渗透性和液体吸收，并且从而减少渗漏并改善的干燥性。

包含交联纤维素纤维的分配层可包含其它纤维，但该层可有利地包含按所述层的重量计至少50％、或60％、或70％、或80％、或90％或甚至最多至100％的交联纤维素纤维。这种混合交联纤维素纤维层的示例可包括70重量％的化学交联的纤维素纤维、10重量％的聚酯(PET)纤维和20重量％的未经处理的纸浆纤维。在另一个示例中，交联纤维素纤维层可包含70重量％的化学交联的纤维素纤维、20重量％的莱赛尔纤维和10重量％的PET纤维。又如，该层可包含68重量％的化学交联的纤维素纤维、16重量％的未处理纸浆纤维和16重量％的PET纤维。

吸收制品20还可包括采集层52，其功能为快速采集所述流体使其远离顶片以便为穿着者提供良好的干燥性。采集层52通常直接放置在顶片下方和分配层下方。采集层通常可以为或包括非织造材料，例如SMS或SMMS材料，所述非织造材料包括纺粘层、熔喷层、以及其它纺粘层或另选地梳理成网的化学粘结非织造织物。非织造材料可具体地被胶乳粘结。示例性的上部采集层52公开在US7786341中。可使用梳理成网的树脂粘结的非织造织物，具体地讲在使用的纤维为实心圆形或圆形且空心的PET短纤维的情况下(诸如，6旦尼尔纤维和9旦尼尔纤维的50/50或40/60混合物)。示例性粘结剂为丁二烯/苯乙烯胶乳。

采集层52可由胶乳粘结剂例如苯乙烯-丁二烯胶乳粘结剂(SB胶乳)来稳定。用于获得此类晶格的方法为已知的，例如可见于EP 149 880(Kwok)和US 2003/0105190(Diehl等人)。粘结剂可以超过12重量％、14重量％或16重量％存在于采集层52中，但是可以采集层的不超过30重量％、或不超过25重量％存在。SB胶乳可以商品名GENFLO^TM3160(OMNOVASolutions Inc.；Akron，Ohio)获得。

除上述第一采集层之外，还可使用其它采集层。例如，薄纸层可放置在第一采集层和分配层之间。与上述采集层相比，薄纸可具有增强的毛细管分布特性。薄纸和第一采集层可具有相同尺寸或可具有不同尺寸，例如与第一采集层相比，薄纸层还可在吸收制品的后部中延伸。亲水性薄纸的示例为13gsm至15gsm高湿强度，其由得自供应商Havix的纤维素纤维制成。

尿布还可包括弹性化腿箍32和阻隔腿箍34，所述腿箍和/或阻隔箍提供对液体和其他身体流出物的改善的约束，尤其是在腿部开口区域中。通常，每个腿箍32和阻隔箍34将包括一根或多根弹性线丝33和35，所述弹性线丝以放大形式示出于图1和2上。另外，尿布20可包括其它特征结构，诸如后耳片40、前耳片46和/或附接的阻隔箍34，从而形成复合尿布结构。尿布还可包括紧固系统，诸如粘合剂紧固系统或机械紧固系统(例如钩-环紧固系统)，所述紧固系统可包括带突出部42，诸如粘合带突出部或包括钩元件的带突出部，所述钩元件与着陆区44(例如提供钩-环紧固系统中的环的非织造纤维网)协作。另外，尿布还可包括其它元件，诸如后弹性腰部特征结构和前弹性腰部特征结构、侧片或洗剂应用。

如图1和2所示，尿布20可假想地分成第一腰区36、与第一腰区36相对的第二腰区38、以及位于第一腰区36和第二腰区38之间的裆区37。纵向中心线80为沿其长度将尿布分离成两个相等半块的假想线。横向中心线90为垂直于被展平的尿布的平面中的纵向线80并穿过尿布长度的中间的假想线。尿布20的周边由尿布20的外边缘限定。尿布的纵向边缘可大致平行于尿布20的纵向中心线80延伸，并且端边大致平行于尿布20的横向中心线90在纵向边缘之间延伸。

一个或多个基本上不含吸收材料的区域29和通道29’

如图3所示，吸收芯28可包括一个或多个基本上不含吸收材料的区域29。所谓“基本上不含”，意指在这些区域的每一个中，吸收材料的基重为所述芯的剩余部分中的吸收材料平均基重的小于25％、具体地小于20％、小于10％。具体地，在这些区域中可不具有吸收材料。在制造过程期间可能出现的少量诸如非故意的具有吸收材料的污染物不认为是吸收材料。当在芯的平面内来看时，区域29有利地被吸收材料包围，这是意指一个或多个区域29不延伸至吸收材料的沉积区域8的任何边缘。

上部芯覆盖件层56通过一个或多个芯包裹粘结部27穿过基本上不含吸收材料的这些区域29附接到下部覆盖件层58。如图4和图5所示，当吸收材料在吸收液体后溶胀时，芯包裹物粘结部至少保持初始附接于基本上不含材料的一个或多个区域29中。芯的剩余部分中的吸收材料在其吸收液体时溶胀，使得芯包裹物沿包括芯包裹物粘结部27的一个或多个基本上不含吸收材料的区域29形成一个或多个通道29’。这些通道29’为三维的并且可用于沿其长度将入侵流体分配至芯的较宽区域。这可提供更快的流体采集速度和芯的吸收容量的更好利用。通道29’还可提供覆盖层诸如纤维层54的变形，并提供在覆盖层中的相应沟槽29。不排除吸收芯可包括基本上不含吸收材料但不具有芯包裹物粘结部的一个或多个其它区域，但这些非粘结区域在润湿时通常将不形成通道。

上部芯覆盖件层56和下部覆盖件层58可沿一个或多个基本上不含吸收材料的区域29连续地附接在一起，但是芯包裹物粘结部27也可以为不连续的(间断的)，诸如一系列点状粘结。通常，粘合剂可用于将芯包裹物的顶侧面附接到底侧面，但是可经由其它已知的附接方式诸如压力粘结、超声波粘结或热粘结或其组合来粘结。如下所指示的，如果存在于芯中，则芯包裹物的顶侧面和底侧面的附接可由一种或多种粘合剂材料，具体地讲一个或多个辅助胶层和/或一个或多个纤维粘合剂材料层来提供。因此这些胶可起到固定吸收材料并将芯的顶侧面和低侧面附接在一起的双重功能。

基本上不含吸收材料的区域29的形状和尺寸的以下示例为非限制性的。一般来讲，由于一些制造过程所需的容限，芯包裹物粘结部27可具有与区域29相同但略小的轮廓。一个或多个基本上不含材料的区域29可存在于制品的裆区内，具体地讲至少在与裆点C相同的纵向水平上，如在图3中由基本上不含吸收材料的两个纵向延伸的区域29表示。吸收芯28还可包括超过两个基本上不含吸收材料的区域，例如至少3个、或至少4个、或至少5个、或至少6个。吸收芯可包括相对于纵向轴线80对称布置的一对或多对基本上不含吸收材料的区域。基本上不含吸收材料的一个或多个较短的区域也可存在于例如芯的后区或前区中，如参见例如WO2012/170778的附图。

一个或多个基本上不含吸收材料的区域29可基本上纵向延伸，这通常意指每个区域在纵向上延伸比在横向上多，并且通常在纵向上延伸为在横向上至少两倍那么多(如在投影到相应轴线上之后所测量的)。一个或多个基本上不含吸收材料的区域29可具有投影到芯的纵向轴线80上的长度，所述长度为吸收芯长度的至少10％，具体地讲20％至80％。可能有利的是一个或多个区域29中的至少一些或全部为在芯中不完全或基本上完全横向取向的通道。

一个或多个基本上不含吸收材料的区域29可完全纵向取向并平行于纵向轴线，但也可以为弯曲的。具体地讲，一些或全部这些区域，具体地讲存在于裆区中的这些区域可朝向纵向轴线80凹陷，如例如图3中对于一对通道29’所表示的。曲率半径通常可以为至少等于(并且优选地为至少1.5或至少2.0倍于这一平均横向尺寸)吸收材料沉积区域8的平均横向尺寸；并且也为直的，但是与平行于纵向轴线的线成(例如5°)最多至30°、或例如最多至20°、或最多至10°的角度。曲率半径可对于一个或多个基本上不含吸收材料的区域而言是恒定的，或者可沿其长度变化。这也可包括在其中具有角度的一个或多个基本上不含吸收材料的区域，前提条件是在通道两部分之间的所述角度为至少120°，优选地至少150°；并且在任何这些情况下，前提条件是区域的纵向延伸超过横向延伸。这些区域也可为分支的，例如与裆区中的纵向轴线叠加的基本上不含材料的中心区域朝向制品的后部和/或朝向制品的前部分支。

在一些实施方案中，不存在与芯的纵向轴线80重合的基本上不含吸收材料的区域。当以相对于纵向轴线对称的一对或多对形式存在时，一个或多个基本上不含吸收材料的区域可在其整个纵向尺寸内彼此间隔开。最小的间距可以为例如至少5mm、或至少10mm、或至少16mm。

除此之外，为减少流体渗漏的风险，一个或多个基本上不含吸收材料的区域可有利地不延伸到达吸收材料沉积区域8的任一个边缘，并因此被芯的吸收材料沉积区域8包围或完全被包括在芯的吸收材料沉积区域8内。通常，一个或多个基本上不含吸收材料的区域与吸收材料沉积区域的最近边缘之间的最小距离为至少5mm。

一个或多个基本上不含吸收材料的区域沿其长度的至少部分可具有至少2mm、或至少3mm或至少4mm、最多至例如20mm、或16mm或12mm的宽度Wc。一个或多个基本上不含吸收材料的区域的宽度Wc可在基本上其整个长度内恒定或可沿其长度变化。

当吸收材料吸收液体诸如尿液并开始溶胀时，吸收芯中的通道29’开始形成。在芯吸收更多液体时，由通道形成的吸收芯内的凹陷将变得更深并对于肉眼和触摸更明显。可形成足够强的芯包裹物粘结部与相对少量的吸水性聚合物颗粒的组合，使得通道保持永久直至吸收材料完全饱和。另一方面，在一些情况下，芯包裹物粘结部还可在芯基本上加载时限制吸收材料的溶胀。

最初，一个或多个芯包裹物粘结部可被设计成闭合的并增加与一个或多个芯包裹物粘结部相邻的区域中的压力。有时，芯包裹物粘结部27也可被设计成当暴露于大量流体时以受控方式打开。

测试方法

·尿液渗透性测量(UPM)测试方法

实验室条件：

该测试必须在23℃±2℃温度和45％±10％相对湿度的标准条件下于气候调理室中进行。

尿液渗透性测量体系

该方法测定溶胀水凝胶层1318的渗透性。用于该方法的设备描述如下。该方法与现有技术的SFC(盐流动传导率或盐水流动传导率)测试方法密切相关。

图6示出了渗透性测量体系1000，其配备有恒静压头贮存器1014、用于空气进入的开口端管1010、用于再填充的塞口1012、实验架1016、具有带Tygon管喷嘴1044的柔性管1045的传输管1018、旋塞1020、盖板1047和支承环1040、接收容器1024、天平1026与活塞/圆筒组件1028。

图7示出了包括金属砝码1112、活塞轴1114、活塞头1118、封盖1116和圆筒1120的活塞/圆筒组件1028。圆筒1120由透明的聚碳酸酯(如

)制成并具有6.00cm的内径p，(面积＝28.27cm²)，其中内圆筒壁1150为光滑的。圆筒1120的底部1148覆盖有不锈钢网布(ISO 9044材料1.4401，目尺寸0.038mm，网丝直径0.025mm)(未示出)，其在连接到圆筒1120的底部1148上之前双轴向拉伸至绷紧状态。活塞轴1114由透明聚碳酸酯(例如

)制成并且具有约127mm的总长度q。活塞轴1114的中部1126具有22.15(±0.02)mm的直径r。活塞轴1114的上部1128具有15.8mm的直径s，形成肩1124。活塞轴1114的下部1146具有大约5/8英寸(15.9mm)的直径t，并具有螺纹以紧紧地拧到活塞头1118的中心孔1218中(参见图8)。活塞头1118被穿孔，其由透明的聚碳酸酯(如

)制成，并且也遮蔽有拉伸的不锈钢网布(ISO 9044材料1.4401，目尺寸0.038mm，网丝直径0.025mm)(未示出)。砝码1112为不锈钢的，具有中心镗孔1130，滑动至活塞轴1114的上部1128上并停留在肩1124上。活塞头1118、活塞轴1114与砝码1112的合并重量为596g(±6g)，其相当于圆筒1120内面积上的0.30psi。可通过沿着活塞轴1114的中心轴线1132向下钻盲孔以移除材料和/或提供腔体以增加砝码来调整组合重量。圆筒封盖1116在其中心具有第一封盖开口1134用于垂直对准活塞轴1114，并且靠近边缘1138具有第二封盖开口1136用于将流体由恒静压头贮存器1014引入圆筒1120。

沿着砝码1112的上表面1152径向划出第一线性指示标记(未示出)，所述第一线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114的顶部表面1160径向划出相应的第二线性指示标记(未示出)，所述第二线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114中部1126划出相应的第三线性指示标记(未示出)，所述第三线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着圆筒封盖1116的上表面1140径向划出相应的第四线性指示标记(未示出)，所述第四线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。此外，沿着圆筒封盖1116的唇缘1154划出相应的第五线性指示标记(未示出)，所述第五线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着外圆筒壁1142划出相应的第六线性指示标记(未示出)，所述第六线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。使第一、第二、第三、第四、第五和第六线性指示标记对齐使得砝码1112、活塞轴1114、圆筒封盖1116以及圆筒1120在每次测量时用相对于彼此相同的取向重新定位。

圆筒1120规格细节为：

圆筒1120的外径u：70.35mm(±0.05mm)

圆筒1120的内径p：60.0mm(±0.05mm)

圆筒1120的高度ν：60.5mm。圆筒高度必须不低于55.0mm！

圆筒封盖1116规格细节为：

圆筒封盖1116的外径w：76.05mm(±0.05mm)

圆筒封盖1116的内径x：70.5mm(±0.05mm)

包括唇缘1154在内的圆筒封盖1116的厚度y：12.7mm

无唇缘1154时的滚筒封盖1116的厚度z：6.35mm

第一封盖开口1134的直径a：22.25mm(±0.02mm)

第二封盖开口1136的直径b：12.7mm(±0.1mm)

第一和第二封盖开口1134和1136的中心之间的距离：23.5mm

砝码1112规格细节为：

外径c：50.0mm

中心镗孔1130的直径d：16.0mm

高度e：39.0mm

活塞头1118规格细节为：

直径f：59.7mm(±0.05mm)

高度g：16.5mm。活塞头高度必须不小于15.0mm。

外孔1214(总共14个)具有9.30(±0.25)mm的直径h，外孔1214等距间隔开，其中中心距中心孔1218的中心23.9mm。

内孔1216(总共7个)具有9.30(±0.25)mm的直径i，内孔1216等距间隔开，其中心距中心孔1218的中心13.4mm。

中心孔1218具有约5/8英寸(15.9mm)的直径j，并具有螺纹以容纳活塞轴1114的下部1146。

在使用之前，应检查活塞头1118和圆筒1120的不锈钢筛网(未示出)是否堵塞、破洞或过度拉伸，在必要时可替换。具有受损筛网的尿液渗透性测量设备可输出错误的UPM结果，并且在筛网置换之前一定不要使用。

在圆筒1120上于附接到圆筒1120的底部1148上的筛网(未示出)上方5.00cm(±0.05cm)的高度k处划出5.00cm标记1156。这标记分析期间要保持的流体水平。保持正确且恒定的流体水平(流体静力学压力)对于测量精确度而言很关键。

恒定静压头贮存器1014用于将盐溶液1032传输至圆筒1120，并保持盐溶液1032的水平在附接到圆筒1120的底部1148上的筛网(未示出)上方5.00cm的高度k处。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持在圆筒1120中的盐溶液1032水平在所需的5.00cm高度k处，即当圆筒位于接受容器1024上方的盖板1047和支承环1040(具有不小于64mm直径的圆形内开口)上时，进气管1010的底部1034与圆筒1120上的5.00cm标记1156位于大致同一平面1038内。

盖板1047和支承环1040为如用于如EP 2 535 027A1所述的方法“K(t)测试方法(动态有效渗透性和吸收动力学测量测试方法)”的设备中所用的部件，并且称为“

üfstand”或“Time Dependent PermeabilityTester”，设备号03-080578并且可在BRAUN GmbH,Frankfurter Str.145,61476Kronberg,德国商购获得。根据要求，还可获得详细的技术图。

进气管1010与在圆筒1120上的5.00cm标记1156的适当高度对齐对于分析很关键。合适的贮存器1014由广口瓶1030组成，所述广口瓶包含：用于流体传输的连接至柔性管1045(例如Tygon管，能够连接喷嘴和贮存器出口)和Tygon管喷嘴1044(内径至少6.0mm，长度约5.0cm)的水平取向的L型传输管1018，用于允许空气处于恒定静压头贮存器1014内的固定高度处的垂直取向的末端开口管1010、以及用于再填充恒定静压头贮存器1014的塞口1012。管1010具有约12mm，但不小于10.5mm的内径。接近恒定静压头贮存器1014的底部1042定位的传输管1018包含用于开始/停止盐溶液1032传输的旋塞1020。定制传输柔性管1045的出口1044的尺寸(例如外径10mm)以穿过圆筒封盖1116中的第二封盖开口1136，其末端定位在圆筒1120的盐溶液1032的表面之下(在盐溶液1032在圆筒1120中达到5.00cm高度之后)。用O形环衬圈1049将进气管1010保持在适当位置。可将恒静压头贮存器1014以相对于圆筒1120合适的高度定位在实验室架1016上。定制恒静压头贮存器1014的部件尺寸以便快速填充圆筒1120至所需高度(即，静压头)并在整个测量期间保持该高度。恒定静压头贮存器1014必须能够以至少2.6g/s的流量传输盐溶液1032至少10分钟。

活塞/圆筒组件1028被定位于盖板1047中的支承环1040或合适的可选刚性架上。将通过包含溶胀水凝胶层1318的活塞/圆筒组件1028的盐溶液1032收集在接收容器1024中，该接收容器设置在活塞/圆筒组件1028下方(但不与之接触)。

将接受容器1024置于精确至至少0.001g的天平1026上。将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统1048上。

试剂的制备(未示出)

Jayco合成尿液(JSU)1312(参见图9)用作溶胀相(参见以下UPM程序)，而0.118M的氯化钠(NaCl)溶液1032用作流动相(参见以下UPM程序)。以下制备为参照标准的1升体积。若制备不同于1升的体积，所有的量因此按比例称量。

JSU：用蒸馏水填充1L的容量瓶至其体积的80％，并将磁力搅拌棒置于容量瓶中。利用分析天平用称量纸或烧杯分别称量以下干燥成分的量(精确至±0.01g)，并将它们以下面所列出的相同顺序定量加入到容量瓶中。在适当的搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解，取出搅拌棒，并用蒸馏水稀释溶液至1L的体积。再次放入搅拌棒，并在搅拌棒上另外搅拌溶液几分钟。

制备1升Jayco合成尿液的盐用量：

氯化钾(KCl)2.00g

硫酸钠(Na2SO4)2.00g

磷酸二氢铵(NH4H2PO4)0.85g

磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)0.15g

氯化钙(CaCl2)0.19g–[或水合氯化钙(CaCl2π2H2O)0.25g]

氯化镁(MgCl2)0.23g–[或水合氯化镁(MgCl2π6H2O)0.50g]

为了更迅速地制备，在1L容量瓶中，使氯化钾、硫酸钠、磷酸二氢铵、磷酸铵(二碱式)和氯化镁(或含水氯化镁)混合并溶解于80％的蒸馏水中。将氯化钙(或含水氯化钙)单独地溶解于约50ml蒸馏水(例如，在玻璃烧杯中)，并且在将其他盐完全溶解于其中之后，将氯化钙溶液转移到1L容量瓶中。然后，添加蒸馏水至1L(1000ml±0.4ml)并将溶液再搅拌数分钟。Jayco合成尿液可在干净的塑料容器中储存10天。如果溶液变浑浊，则该溶液不应再使用。

0.118M的氯化钠(NaCl)溶液：将0.118M的氯化钠用作盐溶液1032。利用称量纸或烧杯将6.90(±0.01g)氯化钠称量并定量转移到1L的容量瓶中(1000ml±0.4ml)；并且用蒸馏水将容量瓶定容。加入搅拌棒并在搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解。

所制备Jayco溶液的传导率必须处于约7.48-7.72mS/cm的范围内，并且所制备0.118M氯化钠(NaCl)溶液的传导率处于约12.34-12.66mS/cm的范围内(例如，通过以下仪器测量：不含电池的COND 70仪器，#50010522，配备有购自xs instruments的Cell VPT51-01 C＝0.1；或LF 320/Set，#300243，配备有购自WTW的TetraCon 325；或COND 330i，#02420059，配备有购自WTW的TetraCon 325)。各溶液的表面张力必须处于71-75mN/m的范围内(例如，经由张力计K100测量，得自Kruess，具有Pt片)。

测试准备

利用实心的参比圆柱砝码(未示出)(50mm直径；128mm高度)，将卡规(未示出)(测量范围25mm，精确至0.01mm，活塞压力最大50g；例如Mitutoyo Digimatic Height Gage)设定成读出零。该操作便利地在至少约11.5cm×15cm的平滑的水平工作台(未示出)上进行。不具有超吸收聚合物颗粒的活塞/圆筒组件1028被定位在卡规(未示出)之下并记录读数L1，精确至0.01mm。

用盐溶液1032填充恒定静压头贮存器1014。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持圆筒1120中液体弯月面(未示出)的顶部(未示出)在5.00cm标记1156处。进气管1010在圆筒1120上的5.00cm标记1156处的适当高度对齐对于分析很关键。

将接收容器1024置于天平1026上，并将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统1048。具有支承环1040的盖板1047被定位在接收容器1024的上方。

UPM程序

使用分析天平将1.5g(±0.05g)超吸收聚合物颗粒称重到合适的称重纸或称重辅助工具上。超吸收聚合物颗粒的含水量根据Edana含水量测试方法NWSP 230.0.R2(15)或经由水分分析仪(HX204，得自Mettler Toledo，干燥温度130℃，起始超吸收剂重量3.0g(±0.5g)，停止标准1mg/140s)来测量。如果超吸收聚合物颗粒的含水量大于3重量％，则将超吸收聚合物颗粒干燥至<3重量％的水分水平，例如在烘箱中在105℃下干燥3小时，或例如在120℃下干燥2小时。如果水分水平大于5重量％，则将附聚的超吸收聚合物颗粒干燥，例如在烘箱中在105℃下干燥3小时，或例如在120℃下干燥2小时。

将空的圆筒1120置于水平工作台1046(未示出)上，并将超吸收聚合物颗粒定量转移到圆筒1120中。超吸收聚合物颗粒均匀分散在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上，同时旋转圆筒1120，例如通过(手动或电动)旋转台(例如，来自Schuett的petriturn-E或petriturn-M)辅助。颗粒在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上的均匀分布对于获得最高的精度结果至关重要。在超吸收聚合物颗粒已均匀分布在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上后，颗粒一定不能附着到内圆筒壁1150上。插入活塞轴1114通过第一封盖开口1134，其中封盖1116的唇缘1154面朝活塞头1118。将活塞头1118小心地插入圆筒1120中至几厘米的深度。然后将封盖1116放置到圆筒1120的上部边缘1144上，同时小心地保持活塞头1118远离超吸收聚合物颗粒。将砝码1112定位在活塞轴1114的上部部分1128上，以便其停靠在肩部1124上，使得第一与第二线性指示标记对齐。然后小心旋转封盖1116和活塞轴1126，以便对齐第三、第四、第五和第六线性指示标记，然后与第一和第二线性指示标记对齐。然后轻轻降低活塞头1118(经由活塞轴1114)以停留在干燥的超吸收聚合物颗粒上。封盖1116的适当位置防止水凝胶层1318上砝码的粘结并确保均匀分配。

溶胀相：

将烧结盘(其具有至少8cm直径(例如，8cm至9cm直径)和至少5.0mm厚度(例如，5mm至7mm厚度)与孔隙率(“粗”或“超粗”(例如，Chemglass Inc.#CG 201-51，粗孔隙率；或例如孔隙率为0的Robu 1680)1310置于在宽的平底培养皿1314中，并且通过将JSU 1312倾倒到烧结盘1310的中心上添加JSU 1312，直至JSU 1312到达烧结盘1310的顶部表面1316。JSU的高度一定不要超过烧结盘1310的高度。重要的是避免包埋在烧结盘1310内或下面的任何空气或气泡。

将整个活塞/圆筒组件1028提升并置于培养皿1314中的烧结盘1310上。得自培养皿1314的JSU 1312通过烧结盘1310，并且被超吸收聚合物颗粒(未示出)吸收以形成水凝胶层1318。在培养皿1314中可获得的JSU 1312应足够用于所有的溶胀相。如果需要，可在水合期间将更多的JSU 1312添加到培养皿1314中，以保持JSU 1312水平处于烧结盘1310的顶部表面1316处。在60分钟的一段时间后，将活塞/圆筒组件1028从烧结盘1310上移除，注意确保在该程序期间水凝胶层1318不损失JSU 1312或吸入空气。将活塞/圆筒组件1028置于卡规(未示出)之下并记录读数L2，精确至0.01mm。如果读数随时间变化，则仅记录初始值。由L2-L1测定水凝胶层1318的厚度L0，精确至0.1mm。

活塞/圆筒组件1028被转移到盖板1047中的支撑环1040。将恒定流体静压头贮存器1014定位，使得传输管状喷嘴1044通过第二封盖开口1136放置。以以下顺序发起测量：

a)打开恒定流体静压头贮存器1014的旋阀1020以允许盐溶液1032达到在圆筒1120上的5.00cm标记1156。该盐溶液1032水平应在打开旋阀1020的10秒内获得。

b)一旦获得5.00cm的盐溶液1032，就启动数据收集程序。

借助附接到天平1026上的计算机1048，以20秒的间隔并持续10分钟的时间段，记录通过水凝胶层1318的盐溶液1032的质量(以g为单位，精确至0.001g)。在10分钟结束时，关闭恒定流体静压头贮存器1014上的旋阀1020。

在UPM计算中使用60秒至实验结束的数据。60秒之前收集的数据不包括在计算中。

对于实验的初始60秒之后的每个20秒的时间段(时间t_(i-1)至t_i)，相应的流量Fs_(t)(以g/s为单位)和相应的时间中点t_(1/2)t(以s为单位)根据下式计算：

将每个时间间隔(t_(i-1)至t_i)的流量Fs_(t)相对于时间间隔(t_(i-1)至t_i)的时间中点t_(1/2)t作图。截距计算为Fs(t＝0)。

截距计算：

截距经由最佳拟合回归线计算，例如如下所示：回归线的截距方程，a，为：

a＝y_AVG-b·x_AVG (XIII)

其中斜率b计算为：

并且其中，x_AVG和y_AVG分别为已知_x'的样品平均值和已知_y'的平均值。

尿液渗透性测量值Q的计算：

截距Fs(t＝0)用于根据下式计算Q：

其中流量Fs(t＝0)以g/s为单位给出，L₀为水凝胶层1318的初始厚度，以cm为单位，ρ为盐溶液1032的密度，以g/cm³为单位(例如，室温下1.003g/cm³)。A(得自上式)为水凝胶层1318的面积，以cm²为单位(例如，28.27cm²)，ΔP为流体静力学压力，以达因/cm²为单位(例如，4920达因/cm²)，并且尿液渗透性测量值Q以cm³sec/g为单位。应记录三次测定的平均值。

表1

实施例

以下为本发明吸水性聚合物颗粒的非限制性实施例。实施例的给出仅是为了举例说明的目的，而不应被解释为是对本发明的限制，因为在不脱离本发明的实质和范围的情况下，其许多改变是可能的，这将被本领域的普通技术人员所认识到。

实施例A1至A4表示根据本发明的吸水性聚合物颗粒的实施例。

比较例C1至C3表示吸水性聚合物颗粒的比较例。

化学品：

·去离子水(>5MΩcm，25℃)和由去离子水制得的冰的制备：

质量检查：使约100g的冰样品在烧杯(例如250ml玻璃烧杯，得自VWR，LENZ07001049)中融化，并且测量传导率(例如，经由不具有CELL的COND 70INSTRUMENT，#50010522，配备有Cell VPT51-01 C＝0.1，得自xs instruments；或者经由LF 320/Set，#300243，配备有TetraCon 325，得自WTW)，传导率在0℃下<1.6μS/cm。

·蒙脱土的去离子水悬浮液(固体含量约3.8重量％)

·Laponite XL21(BYK,德国)的去离子水悬浮液(固体含量约4重量％)

蒙脱土PGV 3.8重量％去离子水悬浮液的制备(用于比较例C2和比较例C3制备)：

化学品：

去离子水——>5MΩcm，25℃。

由去离子水制成的冰——质量检查：使约100g的冰样品在烧杯(例如250ml玻璃烧杯，得自VWR，LENZ07001049)中融化，并且测量传导率(例如，经由不具有CELL的COND70INSTRUMENT，#50010522，配备有Cell VPT51-01 C＝0.1，得自xs instruments；或者经由LF 320/Set，#300243，配备有TetraCon 325，得自WTW)，传导率在0℃下<1.6μS/cm。

去离子水中的蒙脱土悬浮液(固体含量约3.8重量％)：

a)纯化：

使蒙脱土

粉末(来自Nanocor)悬浮于去离子水中以形成悬浮液(5重量％的PGV)，并且在例如250-600RPM下电磁搅拌，直至不留下团块并且获得视觉均匀的悬浮液。将Na₄EDTA分批加入，直至Na₄EDTA在悬浮液中0.1M的最终浓度。然后，将粘土悬浮液在约55℃下例如经由磁力搅拌棒以例如250-600RPM搅拌两小时。为了移除所形成的EDTA-金属络合物和过量的EDTA盐，用去离子水渗析悬浮液。渗析进程通过测量去离子水的传导率(使用典型的电导计，例如不具有CELL的COND 70 INSTRUMENT，#50010522，配备有Cell VPT51-01C＝0.1，得自xs instruments；或者经由LF 320/Set，#300243，配备有TetraCon 325，得自WTW)进行控制。当传导率降低到30μS/cm以下时，渗析结束。加入新鲜的Na₄EDTA(以实现Na₄EDTA在悬浮液中0.1M的量)，并且通过滴加0.01M HCl(水溶液，例如得自SigmaAldrich，CAS#7647-01-0)，将混合物的pH在室温下调节至pH＝8。将粘土分散体在约55℃下例如经由磁力搅拌棒以例如250-600RPM搅拌两小时。如上再次进行渗析，并且当传导率降低到30μS/cm以下时结束。

将柠檬酸钠(CAS#6132-04-3，例如得自Sigma-Aldrich，分子生物级，#71402)作为固体添加至

悬浮液(至0.3M柠檬酸盐在混合物中的最终浓度)。将悬浮液用每40ml0.3M柠檬酸盐溶液5ml 1M碳酸氢钠(水溶液，CAS#144-55-8，例如得自Sigma-Aldrich，分子生物级，#S5761)缓冲。将悬浮液加热至80℃。每g PGV添加1g连二亚硫酸钠(CAS#7775-14-6)，并且将悬浮液在80℃下例如经由磁力搅拌棒以例如250-600RPM搅拌一小时。混悬粘土的颜色由米黄色变为绿色。在悬浮液冷却至室温之后，加入刚好足够的氯化钠(CAS#7647-14-5，例如得自Sigma-Aldrich，分子生物级，#S3014)以引起粘土絮凝。絮凝允许粘土离心。因此，采用装置Multifuge 1L(得自Heraeus)，使离心以3700RPM进行十分钟。将粘土分散体经由离心洗涤一次，以移除大部分未反应的连二亚硫酸盐。在离心之后，将分散体在去离子水中如上所述再次渗析，从而移除柠檬酸盐复合物以及过量的柠檬酸盐和连二亚硫酸盐，直至传导率降低到30μS/cm以下。

将

悬浮液用臭氧发生器(例如OZON/Ozon Generator 500，得自Fischer)所产生的臭氧吹扫三天。

b)浓缩：

在45℃和60毫巴减小的压力下，通过旋转蒸发(例如Heidolph，型号Hei-VAPValue，配备有Vacuubrand泵(例如Vacuubrand GmbH，德国)，型号PC 5/MZ 2C)，使经纯化的

悬浮液(在最后步骤之后，浓度为约2重量％的PGV)浓缩至多至3.8重量％。

基体聚合物的制备以获得比较例C2和比较例C3的前体聚合物(基体聚合物 AS140)：

包含BP合成–“BP AS140”的蒙脱土(

得自BYK，德国)

在5 000mL树脂炼聚锅(配有用隔膜封口的四颈玻璃塞，适于放入温度计和注射器针头)中装入约350.0g的冰(由去离子水制备的冰)。加入能够混合整个内容物(当液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌(例如，椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507)。搅拌可在例如250-600RPM下进行。

采用320.3g去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解5.884g的“PEG700-DA”(例如聚(乙二醇)-二丙烯酸酯，数均分子量为约700g/mol，得自Sigma-Aldrich，CAS#26570-48-9)。将含有“PEG700-DA”溶液的容器密封并搁置。

采用50.0g的去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解0.686g的“KPS”(例如过硫酸钾，得自Sigma-Aldrich，CAS#7727-21-1)。向该溶液中添加约0.22g的1重量％过氧化氢水溶液(通过用去离子水稀释30重量％过氧化氢水溶液(获自Sigma-Aldrich CAS#7722-84-1)制备)。将如此获得的混合物“KPS”溶液密封并搁置。该溶液必须在制备后6小时内使用。

采用5.0g的去离子水例如在具有塑料盖的20mL玻璃小瓶中溶解0.149g的抗坏血酸(得自Sigma-Aldrich，CAS#50-81-7)。将溶液“抗坏血酸”密封并搁置。

如下获得“粘土”混合物：将约296.855g的3.8重量％的

悬浮液(即蒙脱土在水中的悬浮液——参见以上描述)装入500mL体积的烧杯中并且以约200-400rpm磁力搅拌(例如，用例如椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507等)，同时添加约6.345g的“ODD”(乙氧基化聚乙烯亚胺ODD，例如Sokalan HP20，得自BASF,CAS#68130-99-4)。为了降低粘度，添加约50.0g的去离子水。将如此获得的“粘土”混合物以约200-400rpm搅拌直至需要。

将605.6g的冰丙烯酸(AA，CAS#79-10-7；合成级丙烯酸，得自Merck,#800181)加入树脂炼聚锅的冰中，同时继续搅拌。

将温度计引入树脂炼聚锅并随后分批加入总计457.3g的50重量％NaOH溶液(分析级，得自Merck，#158793，CAS#1310-73-2)和约50.0g的冰(由去离子水制备)，使得温度在约15-30℃的范围内。继续搅拌混合物。

在继续搅拌的同时，在约15-30℃的温度下将“PEG700-DA”溶液加入丙烯酸(AA)、NaOH溶液和冰的混合物中。用去离子水以每次洗涤约3％的“PEG700-DA”溶液体积的量将包含“PEG700-DA”溶液的容器洗涤两次。将两次洗涤步骤的洗涤水加入搅拌的混合物中。

在继续搅拌的同时，在约15-30℃的温度下将“粘土”混合物加入丙烯酸(AA)、NaOH溶液、冰和“PEG700-DA”的混合物中。用去离子水以每次洗涤约5％的“粘土”溶液体积的量将包含“粘土”溶液的容器洗涤两次。将两次洗涤步骤的洗涤水加入搅拌的混合物中。

将去离子水(实现940.8g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中，例如约111.1g的去离子水。

然后，将该树脂炼聚锅封住，并且例如通过将两个注射器针头刺入隔膜内来使压力减轻。然后将溶液在约0.4巴下用氩气经由注射针(不锈钢304注射器，36英寸长，尺寸16号，得自Sigma-Aldrich，#Z152404-1EA)剧烈吹扫，同时在约250-600RPM下搅拌。将氩气流靠近搅拌器放置用于有效且快速除去溶解的氧。

在约最小1小时且最大2小时的氩气吹扫和搅拌之后，在搅拌且继续氩气吹扫的同时，经由注射器在约20-25℃的温度下将“抗坏血酸”溶液加入反应混合物中。在1min之内，另外经由漏斗通过玻璃盖的4颈之一加入“KPS”溶液，在添加“KPS”完成之后，迅速覆盖该玻璃盖。

在引发剂溶液(“抗坏血酸”和“KPS”溶液)与反应混合物混合之后，继续搅拌和氩气吹扫并且记录温度。当聚合开始时(由小步升温指示)，更具体地胶凝点之后(以粘度突然增大为特征)，停止搅拌，并且将吹扫针移动到反应混合物上方。对温度进行监测；通常其在60分钟内由约23℃上升至约70-90℃。一旦温度达到最大值(反应混合物可达到例如最高至约100℃)并且开始下降，将树脂炼聚锅转移到循环烘箱(Binder FED 720)中并且于约60℃保持约20小时。

基体聚合物的制备以获得实施例A1、A2、A3、A4和比较例C1的前体聚合物

含水合成锂皂石悬浮液制备：

“Laponite XL21”4.0重量％的去离子水悬浮液通过使例如50g的无水LaponiteXL21(CAS#85085-18-3，得自BYK Additives GmbH,Moosburg,德国)逐步混合到1 200.0g的去离子水中来制备，同时用磁棒(例如得自VWR，#442-0507)以约400-600rpm剧烈搅拌。使4.0重量％悬浮液搅拌约15小时以允许粘土均匀悬浮，这由粘度增大，可见粘土聚集体消失以及均匀半透明悬浮液显示。

实施例A1的基体聚合物的制备(基体聚合物AS170)：

采用60.0g去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解3.35g的“PEG700-DA”(例如聚(乙二醇)-二丙烯酸酯，数均分子量为约700g/mol，得自Sigma-Aldrich，CAS#26570-48-9)。将含有“PEG700-DA”溶液的容器密封并搁置。

采用50.0g的去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解0.518g的“KPS”(例如过硫酸钾，得自Sigma-Aldrich，CAS#7727-21-1)。向该溶液中添加约0.19g的1重量％过氧化氢水溶液(通过用去离子水稀释30重量％过氧化氢水溶液(获自Sigma-Aldrich CAS#7722-84-1)制备)。将如此获得的混合物“KPS”溶液密封并搁置。该溶液必须在制备后6小时内使用。

采用10.0g的去离子水例如在具有塑料盖的20mL玻璃小瓶中溶解0.114g的抗坏血酸(得自Sigma-Aldrich，CAS#50-81-7)。将溶液“抗坏血酸”密封并搁置。

“粘土”混合物如下获得：将约213.3g的4重量％“Laponite XL21”悬浮液(上述)装入500mL体积的烧杯中并且在约200-400rpm下磁力搅拌(例如，用例如椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507等)，同时添加约4.9g的“ODD”(乙氧基化聚乙烯亚胺ODD，例如SokalanHP20，得自BASF CAS#68130-99-4)。为了降低粘度，添加约100.0g的去离子水。将如此获得的“粘土”混合物以所述rpm搅拌直至需要。

将460.0g的冰丙烯酸(丙烯酸AA，CAS#79-10-7；合成级丙烯酸，得自Merck,#800181)加入树脂炼聚锅的冰中，同时继续搅拌。

将温度计引入树脂炼聚锅并随后分批加入总计347.2g的50重量％NaOH溶液(分析级，得自Merck，#158793，CAS#1310-73-2)和约250.0g的冰(由去离子水制备)，使得温度在约15-30℃的范围内。继续搅拌混合物。

根据以上对比较例C2和C3的基体聚合物合成的描述，加入“PEG700-DA”和“粘土”溶液。

将去离子水(实现970.791g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中，例如约80.0g的去离子水。

以如上文对比较例C2和C3的基体聚合物合成所述的相同方式，继续实行合成直到获得天然聚合物。

实施例A2的基体聚合物的制备(基体聚合物AS169)：

在5 000mL树脂炼聚锅(配有用隔膜封口的四颈玻璃塞，适于放入温度计和注射器针头)中装入约534g的冰(由去离子水制备的冰)。加入能够混合整个内容物(当液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌(例如，椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507)。搅拌可在例如250-600RPM下进行。

采用60.0g去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解4.47g的“PEG700-DA”(例如聚(乙二醇)-二丙烯酸酯，数均分子量为约700g/mol，得自Sigma-Aldrich，CAS#26570-48-9)。将含有“PEG700-DA”溶液的容器密封并搁置。

采用50.0g的去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解0.518g的“KPS”(例如过硫酸钾，得自Sigma-Aldrich，CAS#7727-21-1)。向该溶液中添加约0.3g的1重量％过氧化氢水溶液(通过用去离子水稀释30重量％过氧化氢水溶液(获自Sigma-Aldrich CAS#7722-84-1)制备)。将如此获得的混合物“KPS”溶液密封并搁置。该溶液必须在制备后6小时内使用。

采用10.0g的去离子水例如在具有塑料盖的20mL玻璃小瓶中溶解0.112g的抗坏血酸(得自Sigma-Aldrich，CAS#50-81-7)。将溶液“抗坏血酸”密封并搁置。

“粘土”混合物如下获得：将约213.2g的4重量％的原液“Laponite XL21”悬浮液装入500mL体积的烧杯中并且在约200-400rpm下磁力搅拌(例如，用例如椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507等)，同时添加约4.8g的“ODD”(乙氧基化聚乙烯亚胺ODD，例如SokalanHP20，得自BASF CAS#68130-99-4)。为了降低粘度，添加约100.0g的去离子水。将如此获得的“粘土”混合物以所述rpm搅拌直至需要。

将温度计引入树脂炼聚锅并随后分批加入总计347.3g的50重量％NaOH溶液(分析级，得自Merck，#158793，CAS#1310-73-2)和约250.0g的冰(由去离子水制备)，使得温度在约15-30℃的范围内。继续搅拌混合物。

将去离子水(实现969.642g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中，例如约80.0g的去离子水。

实施例A3和A4的基体聚合物的制备——基体聚合物AS220

在20 000mL树脂炼聚锅(配有用隔膜封口的四颈玻璃塞，适于放入温度计和注射器针头)中装入约2167g的冰(由去离子水制备的冰)。加入能够混合整个内容物(当液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌(例如，椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507)。搅拌可在例如250-600RPM下进行。

采用500g去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解44.60g的“PEG700-DA”(例如聚(乙二醇)-二丙烯酸酯，数均分子量为约700g/mol，得自Sigma-Aldrich，CAS#26570-48-9)。将含有“PEG700-DA”溶液的容器密封并搁置。

采用200g的去离子水例如在250ml体积的玻璃烧杯中溶解约5.18g的“KPS”(例如过硫酸钾，得自Sigma-Aldrich，CAS#7727-21-1)。向该溶液中添加约0.19g的1重量％过氧化氢水溶液(通过用去离子水稀释30重量％过氧化氢水溶液(获自Sigma-Aldrich CAS#7722-84-1)制备)。将如此获得的混合物“KPS”溶液密封并搁置。该溶液必须在制备后6小时内使用。

采用20.0g的去离子水例如在具有塑料盖的20mL玻璃小瓶中溶解1.124g的抗坏血酸(例如得自Sigma-Aldrich，CAS#50-81-7)。将溶液“抗坏血酸”密封并搁置。

“粘土”混合物如下获得：将约2108.8g的4重量％“Laponite XL21”悬浮液(上述)装入2,500mL体积的烧杯中并且在约200-400rpm下磁力搅拌(例如，用例如椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507等)，同时添加约48.0g的“ODD”(乙氧基化聚乙烯亚胺ODD，例如Sokalan HP20，得自BASF CAS#68130-99-4)。为了降低粘度，添加约1000.0g的去离子水。将如此获得的“粘土”混合物以所述rpm搅拌直至需要。

将4600.0g的冰丙烯酸(丙烯酸AA，CAS#79-10-7；合成级丙烯酸，得自Merck,#800181)加入树脂炼聚锅的冰中，同时继续搅拌。

将温度计引入树脂炼聚锅并随后分批加入总计3472.70g的50重量％NaOH溶液(分析级，得自Merck，#158793，CAS#1310-73-2)和约6878.4g的冰(由去离子水制备)，使得温度在约15-30℃的范围内。继续搅拌混合物。

将去离子水(实现9694.3g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中，即约649g的去离子水。

比较例C1的基体聚合物的制备——基体聚合物AS204

采用60.0g去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解8.06g的“PEG700-DA”(例如聚(乙二醇)-二丙烯酸酯，数均分子量为约700g/mol，得自Sigma-Aldrich，CAS#26570-48-9)。将含有“PEG700-DA”溶液的容器密封并搁置。

采用50.0g的去离子水例如在具有塑料咬封盖的玻璃容器(例如得自VWR，#216-1777)中溶解0.516g的“KPS”(例如过硫酸钾，得自Sigma-Aldrich，CAS#7727-21-1)。向该溶液中添加约0.2g的1重量％过氧化氢水溶液(通过用去离子水稀释30重量％过氧化氢水溶液(获自Sigma-Aldrich CAS#7722-84-1)制备)。将如此获得的混合物“KPS”溶液密封并搁置。该溶液必须在制备后6小时内使用。

采用10.0g的去离子水例如在具有塑料盖的20mL玻璃小瓶中溶解0.112g的抗坏血酸(例如得自Sigma-Aldrich，CAS#50-81-7)。将溶液“抗坏血酸”密封并搁置。

“粘土”混合物如下获得：将约214.5g的4重量％“Laponite XL21”悬浮液装入500mL体积的烧杯中并且磁力搅拌(例如，用例如椭圆磁力搅拌棒，得自VWR，#442-0507等)，同时添加约4.8g的“ODD”(乙氧基化聚乙烯亚胺ODD，例如Sokalan HP20，得自BASF CAS#68130-99-4)。为了降低粘度，添加约100.0g的去离子水。将如此获得的“粘土”混合物搅拌直至需要。

将459.9g的冰丙烯酸(AA，CAS#79-10-7；合成级丙烯酸，得自Merck,#800181)加入树脂炼聚锅的冰中，同时继续搅拌。

将温度计引入树脂炼聚锅并随后分批加入总计约347.3g的50重量％NaOH溶液(分析级，得自Merck，#158793，CAS#1310-73-2)和约250.0g的冰(由去离子水制备)，使得温度在约15-30℃的范围内。继续搅拌混合物。

将去离子水(实现964.38g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中，例如约109.0g的去离子水。

A1至A4以及C1至C3的天然聚合物的后聚合处理

在循环烘箱的聚合完成时间之后，关闭烘箱并且使树脂炼聚锅冷却到约20℃至40℃，同时保留在烘箱中。此后，除去凝胶并用剪刀手动破碎和切割成较小的片。凝胶用研磨机(得自Scharfen的X70G，其具有Unger R70盘系统：带17mm直径直孔的3个预切割器腰形板)研磨，放在穿孔不锈钢盘(孔直径4.8mm，50cm×50cm，0.55mm厚度，50％开口面积，得自RS；干燥之前凝胶的最大高度：约3cm)上并转移到约120℃的循环烘箱(例如Binder FED720)中约20小时，该循环烘箱配备有得自DAMM的冷凝阱(经由热交换器通过冷却到露点以下冷凝)以干燥循环空气，经由恒温器(Julabo FP 50)冷却至5℃。

然后使用离心磨(例如Retsch ZM 200，其具有振动喂料机DR 100(设置50-60)、具有1.5mm开口设置的可互换筛，转速8000rpm)研磨干凝胶。对于A1至A4以及C1至C3，将研磨的聚合物在120℃的烘箱(例如Binder FED 720)中再次干燥12小时，随后经由筛分机(例如AS 400control，得自Retsch，具有150um和710um的筛DIN/ISO 3310-1，以约200-280rpm进行约5-10min)筛分至包含>95重量％的150微米至850微米材料的筛磨削量，以获得基体聚合物。

天然聚合物的表面交联处理以获得实施例A2、A3、A4以及比较例C1和C2

设备列表：

·玻璃器具，单向移液管，刮刀，匙，以制备溶液和称重吸收材料

·烧杯：250ml开口

·天平：赛多利斯(Sartorius)或等同物；精确度0.01g

·分析天平：梅特勒(Mettler)或等同物；精确度0.0001g

·电动立式搅拌机：IKA Eurostar power control visc(范围50-2000rpm)或等同物

·具有搅拌器：PTFE Propeller搅拌器4浆叶_

·移液管：Eppendorf Multi stream或等同物

·用于覆盖的铝箔

·循环烘箱：Binder FD 240或等同物

·测定水分的设备：Halogen Moisture Balance Mettler或等同物

·筛分机：Retch AS 200control“g”或等同物

·具有筛：不锈钢：DIN/ISO 3310-1

溶液的制备：

·乳酸铝溶液

通过将850g去离子水添加到150g乳酸铝中，制备1kg 15重量％乳酸铝在去离子水(MilliporeQ，传导率<1.6μS/cm)中的溶液。

·表面交联溶液(SXL溶液)(参见表2)：

根据表2制备使用的Denacol浓度，各自处于约50ml体积的弹扣盖广口瓶中。

为了制备溶液，从冰箱取出Denacol瓶或容器(约1l)并且在制备溶液之前使其静置热平衡约30min。

溶液如下制备：

对于给定实施例，通过将表2所示的量添加到弹扣盖塑料广口瓶中来制备Denacol(例如Denacol EX810，DN-810)的不同相应浓度，随后将其用1,2-丙二醇填充至20g。

表2

SXL过程的实行：

称取20-30g的各相应吸收材料(例如，干燥基体聚合物)并且记录至±0.1g，并置入独立的250ml玻璃烧杯中，使得填充高度≤25％的总体高度。精确量示于表4中。

将吸水性聚合物颗粒用PTFE搅拌器以600+/-50rpm在烧杯中混合。搅拌器仅接触烧杯的底部。需要搅拌吸水性聚合物颗粒，直至实现床的良好流态化。

用Eppendorf移液管添加所要求的溶液量，如下所述逐步进行，并且实际量给出于表3。(Eppendorf移液管的速度设定：中速)

步骤1：

将乳酸铝溶液的量添加到搅拌搅动的中心。然后，将搅拌速度升至2000+/-50rpm。搅拌约15秒并且继续步骤2。如果需要，用例如铝箔覆盖烧杯，以避免材料蹦出。

步骤2：

将SXL溶液的量添加到搅拌搅动的中心。搅拌约15秒并且继续步骤3。

步骤3：

将去离子水的量(3重量％vs.样品重量)添加到搅拌搅动的中心。搅拌大约15秒。在搅拌器停止之后，将材料转移到耐热广口玻璃小瓶(例如结晶皿)中并使其均匀分布。仅取出松散材料，且烧杯的壁上留下强叠堆的材料。通过在烧杯壁上轻微在外面轻敲或者使用刮刀移除松散材料。避免刮出。经由铝箔覆盖广口玻璃小瓶，并将其在通风柜中于室温储存约16h至18h(推荐过夜)，然后在烘箱中于所要求的温度和时间下加热材料(例如，除2h加热时间之外，表面交联Denacol从室温升温到120℃进行20min的时段)。

在加热时间之后，从烘箱移除容器并打开半圈铝箔。将材料置入通风柜中约15min，以冷却至室温。

测试最终聚合物的水分。

实施例	水分，重量％
		A2	0.6
A3	0.6
		A4	0.6
C1	0.6
		C2	0.7

表3

表4

Denacol Ex810的量被选择成使得所得的实施例和比较例表现出高于25g/g的CRC以及23g/g至28g/g的EFFC(参见表5)

用Primid XL 552表面交联处理天然聚合物以获得实施例A1

流化床中的表面交联剂应用

实验室条件

23±2℃的环境条件和45±10％的相对湿度。

表面交联化学品：

XL-552，β-羟烷基酰胺(CAS 6334-25-4，例如得自EMS-CHEMIE AG)

L-乳酸铝(CAS 18917-91-4，例如得自Sigma-Aldrich#430633)

设备：

Glatt Ingenieurtechnik GmbH的ProCell Labsystem Pro，具有Coater ModuleGF3(具有工艺衬套[B203010]的反应器[B206010])，该Coater Module GF3具有过渡壳体[B203000]以及具有Wurster底部“B型”和旋风分离器[F121490]的Wurster衬套(70mm直径和190mm高度)；或类似设备。

喷雾嘴为双流底部喷雾嘴(Schlick双流喷嘴，型号#970form0S4)。喷口盖位置调节成与喷嘴管的尖端齐平。

项目号：W51505，2013。

系统在无旋风除尘器的细反馈流的情况下运行。

泵：Ismatec pump ISM 404B，具有泵头ISM 720A。

软管：过氧化硅ID＝2.06mm，VWR#228-0704。

1kg表面交联剂溶液的制备

将30.0g的L-乳酸铝添加到配备有磁力搅拌棒的玻璃烧杯中。添加20.0g的

XL-552并且添加去离子水(例如MilliporeQ，传导率<1.6μS/cm)，以获得1000.0g±5.0g的总溶液重量。将溶液用磁棒以例如250-600RPM搅拌，直至固体物质溶解并获得澄清溶液。

设备准备：

在涂布开始之前，设备被密封，启动，并打开加压空气阀。将设备用100Nm3/h气流在流化空气的80℃设定点预热约15min。

泵校正：将具有硅软管的蠕动泵用约20g的L-乳酸铝/

XL-552溶液(流量2,0g/min±0,1g/min)进行校正。

涂布：

将240.0g±1.0g实施例A1的基体聚合物颗粒置入GF3工艺容器中。

密封设备，并按以下顺序在相应设定下启动设备：

1)启动风扇，设定65Nm3/h，流化空气温度45℃。

2)喷嘴空气以1.2巴的喷射压力启动。

3)当涂布容器内的温度达到约45℃时，喷射嘴的液体端口经由泵压头中固定的软管连通至L-乳酸铝/

XL-552溶液，并且启动泵。将溶液在约2.0g/min±0.1g/min的喷涂速率下喷涂到反应器中实施例A1的基体聚合物颗粒上。对于实验的持续时间，将流化空气温度控制在43℃至47℃范围内，并且流化空气流量在60m³/h和70m³/h之内。重要的是设定涂层剂的喷涂率、流化空气温度和流化空气流量，使得吸水性聚合物颗粒不粘，并且在涂布完成之后不需要附加的干燥。

总体而言，在涂布期间将120.0g±1.0g的表面交联剂溶液喷涂到实施例A1的基体聚合物颗粒上。然后，设备如下停止：

1)停止加热器。

2)停止风扇。

3)停止喷嘴的喷射空气。

4)将涂覆的吸水性聚合物颗粒从反应器排放到不锈钢碗中，并且称重(近似0.1g)。在排出的经涂覆吸水性聚合物颗粒的重量偏离实施例A1的基体聚合物颗粒的重量超过15重量％(此处240.0g±

1.0g)的情况下，丢弃该材料并需要重复实验。

水添加过程：

化学品：

去离子水：>5MΩcm，25℃

将30.0±0.1g经涂覆吸水性聚合物颗粒放置于250ml容量的玻璃烧杯(例如250ml玻璃烧杯，得自VWR，LENZ07001049，直径约10cm)中。将烧杯内的经涂覆吸水性聚合物颗粒用4叶PTFE涂覆的螺旋桨式混合器(例如IKA Labmixer EUROSTAR 400)进行搅拌。螺旋桨以约2000RPM旋转。移液管(例如Eppendorf

或Eppendorf

)装载有1.800ml±0.01ml的去离子水。

搅拌器在添加水之前已经启动。移液管一次排放到容器中搅拌的颗粒床上(约烧杯壁与搅拌器轴之间的中线)。对性能而言，水均匀分布在经涂覆吸水性聚合物颗粒上很关键。继续搅拌约15s，将容器的内容物转移到约12cm直径的500ml平坦玻璃皿中。使经涂覆吸水性聚合物颗粒均匀分布在该玻璃皿的底部。将玻璃皿用铝箔覆盖并且转移到循环烘箱(例如Binder FED 720，购自Binder GmbH,Tuttlingen,德国)中。烘箱已经预热至160℃。使烘箱中的温度控制在155℃至165℃范围之内。使经涂覆吸水性聚合物颗粒在烘箱内静置约2h 20min。从烘箱移除经涂覆吸水性聚合物颗粒，保持在铝箔覆盖的皿中并且使其冷却至室温。

在涂覆的吸水性聚合物颗粒冷却至室温之后，其经由约20cm直径的筛(例如购自Retsch GmbH,Haan,德国；DIN/ISO 3310-1)筛分。使用具有以下筛目的筛的堆叠体(顺序从顶部到底部)：710μm，150μm和收集盘。将超吸收剂颗粒样品加载到顶筛(即710μm)中并在1mm/`g′下经由筛分机(例如“AS 00control`g′”，购自Retsch GmbH，Haan，德国)筛分3分钟。

150μm至710μm尺寸的经涂覆吸水性聚合物颗粒级分代表样品A1。样品A1的水分含量为0.5重量％。

用Denacol Ex810(例如乙二醇二缩水甘油基醚＝EGDGE，得自Nagase,日本)表面交联处理烧杯中比较例C3的天然聚合物以获得比较例C3

如下表面交联比较例C3的经干燥分类天然聚合物，以获得比较例C3。

10g0.5重量％Denacol Ex810的去离子水溶液的制备：

将0.05g的Denacol Ex810添加到配备有磁力搅拌棒的50ml玻璃烧杯中。添加去离子水(例如MilliporeQ，传导率<1.6μS/cm)，以获得10.0g±0.1g的总溶液重量。将溶液用磁棒以例如250-300RPM搅拌约1min，直至获得澄清溶液。

10g15重量％的乳酸铝溶液的制备

将1.50g的L-乳酸铝添加到配备有磁力搅拌棒的玻璃烧杯中。添加去离子水(例如MilliporeQ，传导率<1.6μS/cm)，以获得10.0g±0.1g的总溶液重量。将溶液用磁棒以例如250-300RPM搅拌，直至固体溶解并且获得澄清溶液。

将约20.0g比较例C3的天然聚合物称取到直径约10cm的250mL玻璃烧杯中并且用剪切搅拌器(IKA Werke Eurostar power control visc，配备有约40cm长度、约5cm头径的特氟隆涂覆的4叶螺旋桨(得自VWR))在600rpm下搅拌。首先，将如上所述制备的1.60g 15重量％乳酸铝水溶液(Sigma-Aldrich，CAS#18917-91-4)经由Eppendorf移液管(Eppendorf

或Eppendorf

)滴加到烧杯中央，同时搅拌。然后，将如上所述制备的约2.64g Denacol Ex810水溶液经由Eppendorf移液管(例如Eppendorf

或Eppendorf

)滴加到烧杯中央，同时搅拌。在实现添加之后，将混合物再搅拌1min，直至其看起来更均匀且结块更少，停止搅拌并将混合物放入玻璃实验室培养皿(例如20×30cm)中，用铝箔覆盖并且在室温下于通风柜中静置过夜。

将填充&覆盖的实验室培养皿置入循环烘箱(例如Binder FED 720)中并且于120℃-140℃保持2h(在打开烘箱之后升温段(80℃->120℃)通常花费20min)。在120℃-140℃下保持2h20min之后，将实验室培养皿置于通风柜下方，并且将覆盖的铝箔切割以获取约1.5cm×4cm的4个开口。使样品冷却至室温(例如1-3小时之内)。使样品手动地破碎并筛分至150-850μm，以如下获取最终材料。

在经涂覆的吸水性聚合物颗粒冷却至室温之后，其经由约20cm直径的筛(购自例如Retsch GmbH,Haan,德国；DIN/ISO 3310-1)进行筛分。使用具有以下筛目的筛的堆叠体(顺序从顶部到底部)：850μm，150μm和收集盘。将经涂覆的吸水性聚合物颗粒加载到顶筛(即850μm)中并在1mm/`g′下经由筛分机(例如“AS 00control`g′”，购自Retsch GmbH，Haan，德国)筛分3分钟。

150μm至850μm尺寸的经涂覆吸水性聚合物颗粒级分代表样品C3。样品C3的水分含量为0.7重量％。

表面交联剂添加水平被选择成诸如反映起始基体聚合物容量，并且在商业相关区域中递送高于25g/g的CRC以及23g/g至28g/g范围内的EFFC。

比较例C1不满足本发明的要求。实际上，在C1的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个相邻交联剂之间的平均最近距离(RXL)低于D50值表示的无机固体颗粒的尺寸。此外，与本发明的实施例相比，比较例C1包含较高浓度的交联剂。这就是为什么；对于本发明的实施例，吸水性聚合物颗粒中“可浸出物”的量更低。

比较例C2和C3不满足本发明的要求。实际上，在C2和C3的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个相邻交联剂之间的平均最近距离(RXL)低于D50值表示的无机固体颗粒的尺寸。与本发明的实施例相比，比较例C2和C3的可浸出物的量较高。

与不满足本发明要求的比较例C1和C2相比，本发明的吸水性聚合物颗粒即实施例A1、实施例A3、实施例A4具有高有效容量值(EFFC)。

与也示出高渗透性的比较例C2相比，实施例A2的吸水性聚合物颗粒示出高渗透性、良好的吸收容量和良好的耐压吸收性。

即使实施例A4的渗透率值与比较例相比较低，但与比较例C1和C2相比，实施例A1、A3和A4的吸水性聚合物颗粒示出高吸收容量和良好的有效容量。

此外，相比于比较例C3，实施例A1、A3和A4的吸水性聚合物颗粒示出良好的吸收容量。

因此，本发明的实施例即A1至A5在经由上式获得的吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个相邻交联剂之间的平均最近距离(RXL)至少与无机固体颗粒的平均尺寸一样高，示出良好的特性，尤其是高有效容量。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims

1.用于通过提供交联剂、可聚合单体以及无机固体颗粒制备吸水性聚合物颗粒的方法，

其中对于所述吸水性聚合物颗粒的特定X-载荷，吸水性聚合物颗粒中两个相邻交联剂之间的平均最近距离R_XL经由下式计算：

其中x_L为所述吸水性聚合物颗粒中吸收的液体量，以g_液体/g_{吸水性聚合物颗粒}为单位，

rho_liq为使所述吸水性聚合物颗粒溶胀的流体在室温下的密度，以g/cm³为单位，所述吸水性聚合物颗粒溶胀的流体为0.9重量％NaCl的盐水，

rho_dry为干燥的吸水性聚合物颗粒的真密度，以g/cm³为单位，Mr_CXL为所述交联剂的摩尔质量，以g/mol为单位，

w_xl为干燥的吸水性聚合物颗粒中交联剂的重量比，

N_A为阿伏伽德罗常数，以mol^-1为单位，

其中在经由上式获得的所述吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个相邻交联剂之间的平均最近距离R_XL至少与所述无机固体颗粒的平均尺寸一样高或者高于所述无机固体颗粒的平均尺寸，并且

其中在所述吸水性聚合物颗粒的20g/g X-载荷下两个相邻交联剂之间的平均最近距离R_XL为3nm至100nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述吸水性聚合物颗粒的20g/gX-载荷下两个交联剂之间的平均最近距离R_XL为3nm至50nm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述吸水性聚合物颗粒中交联剂的浓度C_XL为0.01mol％至0.5mol％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述吸水性聚合物颗粒中交联剂的浓度C_XL为0.02mol％至0.25mol％。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述无机固体颗粒的平均尺寸范围为3nm至100nm。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述交联剂包含丙烯酸酯或丙烯酰胺基团。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述可聚合单体选自烯键式不饱和羧酸，所述烯键式不饱和羧酸为甲基丙烯酸或其盐、或丙烯酸或其盐，烯键式不饱和膦酸或其盐，烯键式不饱和磺酸或其盐，或它们的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述吸水性聚合物颗粒包含聚丙烯酸或其盐或者聚丙烯酸酯或其衍生物的交联聚合物。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述无机固体颗粒为粘土片晶。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述粘土片晶为表面改性的和/或边缘改性的。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述粘土片晶为合成锂皂石。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中与处于干燥的状态的所述吸水性聚合物颗粒的总重量相比，所述吸水性聚合物颗粒中的无机固体颗粒的浓度为0.1重量％至8重量％。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据EFFC测试方法，所述吸水性聚合物颗粒具有介于25g/g和28g/g之间的有效容量EFFC值。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据UPM测试方法，所述吸水性聚合物颗粒具有至少5UPM单位的UPM值，所述UPM意思为尿液渗透性测量。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述吸水性聚合物颗粒为表面交联的。

16.吸水性聚合物颗粒，其通过根据权利要求1至15中任一项所述的方法获得。

17.吸收制品，其包含根据权利要求16所述的吸水性聚合物颗粒。

18.根据权利要求17所述的吸收制品，其包括吸收芯(28)，其中所述吸收芯(28)包括一个或多个区域(29)，所述区域不含吸收材料。