CN115666667A - 两相吸收性复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了包含超吸收性材料和基本上分布在整个所述超吸收性材料中的原纤填料的吸收性复合材料。本发明还描述了制备包含超吸收性材料和基本上分布在整个所述超吸收性材料中的原纤填料的吸收性复合材料的方法。本文所述的组合物和方法可用于多种吸收产品中。

Description

两相吸收性复合材料
技术领域
本公开涉及包含超吸收性材料和基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料的吸收性复合材料。与常规吸收性复合材料相比，吸收性复合材料在负载下具有改善的吸收。本公开还涉及制备包含超吸收性材料和基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料的吸收性复合材料的方法。根据本公开的组合物和方法可用于多种吸收产品。
背景技术
超吸收性材料(SAM)是三维网络，其可吸收和保留超过其自身干重数百倍的水(或其他水性介质)和生理流体诸如尿和血液，这通常取决于水溶液的离子浓度。SAM应用于多种领域，包括医学、建筑、个人护理产品、生物材料、生物吸附剂和农业。SAM在二十世纪八十年代初在日本和美国工业上开发用于卫生应用。据发现，SAM具有替代绒毛的潜力，使其在卫生产品诸如婴儿尿布和女性卫生巾中的使用节省成本。
对于含有SAM的产品，以及尤其是个人卫生产品应用中的那些产品，重要的是改进SAM在负载下吸收性(AUL)和离心保留容量(CRC)方面的性能。AUL表示SAM吸收液体并且即使在压力下也保留所吸收的液体的能力。当穿着卫生产品时由于穿着者的运动，吸收的液体在压力下的保留通常发生在卫生产品中。
处于固态的SAM应具有高强度(即高弹性模量)，使得SAM的颗粒在加工、磨损和/或储存时不压碎和转化成细粉末。类似地，处于溶胀状态(即水凝胶)的SAM也应具有高弹性模量，使得溶胀的凝胶在吸收后不被压碎并释放所吸收的液体。非常需要增强处于凝胶态和原始固态的SAM以改善AUL和其他特性。
增强SAM的尝试性改进是本领域已知的。作为一个代表性实例，美国专利8,962,910公开了包含粘土颗粒的超吸收性聚合物及其制造方法。粘土颗粒由高岭土制成，其具有相对低程度的膨润土层状结构。在凝胶形成之后而不是在聚合之前将粘土添加到凝胶中。然而，当在凝胶形成之后添加粘土时，粘土只能添加到凝胶颗粒上，并且因此凝胶不表现出通过将粘土均匀地分散在整个凝胶本体相的基质中而获得的增强结果。相反，此类处理方法通常用于增加SAM颗粒之间的表面摩擦，并且因此增加凝胶床渗透性(GBP)。
作为另一个代表性实例，Wang等人报道了通过埃洛石纳米管的增强合成聚(AA-共-AM)超吸收性复合材料(Wang等人,Polym.Compos.,2014；36:229-236)。然而，此类超吸收剂的最佳特性要求丙烯酰胺(AM)与丙烯酸(AA)的摩尔比为0.6:1，这表明共聚物中AM组合物的必要性。此外，没有提供具有0％埃洛石纳米管的复合材料的数据，并且没有暗示由于添加埃洛石纳米管而增加了吸收特性。此外，共聚物和埃洛石粘土形成具有10μm孔径的多孔结构，这也显著有助于吸收。最后，未提供形成多孔结构的机理。
在聚合物工业中使用刚性填料来增强聚合物基体以增加最终产品的强度和模量是已知的。常见的增强填料包括玻璃纤维和二氧化硅粉末，其可增加用于飞机、火车和汽车的聚合物复合材料的强度，并且还可提供与传统金属零件相比更轻的重量。
已知与球形填料相比，原纤填料以较少的填料量提供增强效果。例如，Chen等人(Chen等人,Polymer,2010,51:1812-1819)添加大豆蛋白以增强聚己二酸亚丁酯-共-对苯二甲酸酯(PBAT)基质，因为大豆蛋白与聚合物基质PBAT相比具有更高的弹性模量并且可在共混和挤出期间被改性成细长形状。
本文描述了对具有低弹性模量的未增强的SAM的问题的新型解决方案。在合成过程中将原纤填料掺入到SAM中。原纤填料的形态应是管状的以赋予最大增强。由于原纤填料的弹性模量高于SAM材料的弹性模量，所以原纤填料的掺入增强了处于固态和凝胶态的SAM结构。增加的凝胶强度可进一步增加AUL。
根据本公开的组合物和方法可用于多种吸收产品。包含超吸收性成分的任何常规产品可受益于根据本公开的组合物和方法。此类产品包括但不限于个人卫生产品、婴儿和成人尿布产品、女性护垫、臂带、农业用产品和猫砂产品。
发明内容
在本公开的一个实施方案中，本文提供了一种吸收性复合材料。吸收性复合材料包含超吸收性材料和基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料。
在本公开的另一个实施方案中，本文提供了一种制备吸收性复合材料的方法。所述方法包括：(i)形成混合物，所述混合物包含超吸收性材料的可聚合单体、原纤填料、水、任选的中和剂、任选的引发剂和任选的交联剂；以及(ii)使所述混合物中的超吸收性材料的所述可聚合单体聚合以制备包含超吸收性材料和所述原纤填料的吸收性复合材料；其中所述原纤填料基本上分布在所述吸收性复合材料中的整个所述超吸收性材料中。
在本公开的又另一个实施方案中，本文提供了吸收性复合材料在消费品中的用途。所使用的吸收性复合材料包含超吸收性材料和基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料。
附图说明
图1A为未根据本公开的SAM对照样品的形态的SEM图像的示例性实施方案。
图1B为根据本公开的SAM/埃洛石复合材料的形态的SEM图像的示例性实施方案。
图1C为未根据本公开的SAM对照样品的形态的SEM图像的示例性实施方案。
图1D为根据本公开的SAM/埃洛石复合材料的形态的SEM图像的示例性实施方案。
具体实施方式
一般而言，本公开涉及包含超吸收性材料和基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料的新型两相吸收性复合材料的多个实施方案。在许多实施方案中，基本上分布在整个超吸收性材料中的原纤填料提高了例如产品诸吸收产品中超吸收性颗粒的总体性能。存在于吸收性复合材料中的超吸收性颗粒可根据本公开呈一种或多种不同形式。
如本文所用，原纤填料是具有管状结构的填料材料。原纤填料包括具有原纤维形态的任何管状结构。足够形态的此类管状结构包括但不限于纳米管、天然中空纤维、合成中空纤维以及它们的组合。原纤填料的形态可以是长径比大于1的任何细长形状。
原纤填料优于其他填料的一个优点是其大的长径比；此类填料形成渗透和/或网状结构的可能性比具有其他形状诸如颗粒的填料高得多。众所周知，当填料相在基质相中形成渗透/网状结构时，聚合物复合材料的特性显示出显著增加。此外，填料量的百分比是形成此类渗透结构的非常重要的因素。使用原纤填料，与其他形状，诸如颗粒相比，所需的填料量大大降低。
在一些实施方案中，原纤填料呈选自由以下项组成的组的形式：长径比大于1的管状结构、纳米管、天然中空纤维、合成中空纤维以及它们的组合。在一些实施方案中，原纤填料呈基本上由纳米管组成的形式。在一些实施方案中，原纤填料呈由纳米管组成的形式。在一些实施方案中，原纤填料呈基本上一维的形式。
原纤填料不呈选自由以下项组成的组的形式：纳米板、球形颗粒、基本上球形颗粒以及它们的组合。非原纤维形态在吸收性复合材料中不提供所需特性。例如，基于Chen等人的研究(Chen等人,ACS Appl.Mater.Interfaces,2010,2,3324-3332)，包含具有不同长径比的大豆蛋白填料相的聚己二酸亚丁酯-共-对苯二甲酸酯(PBAT)共混物显示出用于加强PBAT基质的完全不同的增强效果。与具有低长径比的那些相比，具有高长径比填料的共混物的增强效果高得多，这导致最终聚合物复合材料的较高机械特性。
在一些实施方案中，原纤填料具有在约1nm至约100nm的范围内的直径。在一些实施方案中，原纤填料具有在约10nm至约100nm的范围内的直径。在一些实施方案中，原纤填料具有在约25nm至约75nm的范围内的直径。
在一些实施方案中，原纤填料具有在约0.01μm至约10μm的范围内的长度。在一些实施方案中，原纤填料具有在约0.1μm至约10μm的范围内的长度。在一些实施方案中，原纤填料具有在约0.5μm至约5μm的范围内的长度。在一些实施方案中，原纤填料具有在约1μm至约3μm的范围内的长度。
在一些实施方案中，原纤填料具有在约1:1至约100:1的范围内的长径比。在一些实施方案中，原纤填料具有在约1:1至约30:1的范围内的长径比。在一些实施方案中，原纤填料具有在约5:1至约20:1的范围内的长径比。
原纤填料可包括已知赋予吸收性复合材料所需特性诸如改进的弹性模量的常规填料材料。在一些实施方案中，原纤填料包含选自由以下项组成的组的材料：无机材料、粘土、铝硅酸盐、埃洛石、玻璃纤维、碳纳米管、植物纤维、细长第二相以及它们的组合。在一些实施方案中，原纤填料包含埃洛石。
弹性模量测量材料在向其施加应力时对弹性变形的阻力。原纤填料通常具有比超吸收性材料更高的弹性模量。在许多实施方案中，原纤填料的弹性模量大于超吸收性材料的弹性模量。将原纤填料分布在整个超吸收性材料中增加了弹性模量并且产生了弹性模量高于超吸收性材料的复合材料。
在一些实施方案中，原纤填料以小于约15重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约14重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约13重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约12重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约11重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约10重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约9重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约8重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约7重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约6重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约5重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约4重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约3重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约2重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以小于约1重量％的量存在。
在一些实施方案中，原纤填料以大于约0重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约1重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约2重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约3重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约4重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约5重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约6重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约7重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约8重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约9重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约10重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约11重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约12重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约13重量％的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以大于约14重量％的量存在。
在一些实施方案中，原纤填料以在0％至15％之间的范围内的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以在0％至10％之间的范围内的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以在5％至15％之间的范围内的量存在。在一些实施方案中，原纤填料以在5％至10％之间的范围内的量存在。
原纤填料基本上分布在整个超吸收性材料中，以提供所需的支撑和吸收特性。不包括原纤填料的吸收性复合材料，和包括原纤填料但不包括基本上分布在整个超吸收性材料中的所述原纤填料的吸收性复合材料不提供所需的支撑和吸收特性。
在许多实施方案中，原纤填料基本上分布在整个超吸收性材料中。在许多实施方案中，超吸收性材料包含聚合物基质。在一些实施方案中，原纤填料基本上分布在整个超吸收性材料基质中。在一些实施方案中，原纤填料基本上分布在超吸收性材料的表面层上。基本上分布在超吸收性材料的表面层上的原纤填料不同于涂覆在超吸收性材料的表面上的原纤填料。
在一些实施方案中，基本上分布意指原纤填料以大于约70％均匀性的量分布。在一些实施方案中，基本上分布意指原纤填料以大于约80％均匀性的量分布。在一些实施方案中，基本上分布意指原纤填料以大于约90％均匀性的量分布。在一些实施方案中，基本上分布意指原纤填料以大于约95％均匀性的量分布。在一些实施方案中，基本上分布意指原纤填料以大于约99％均匀性的量分布。在一些实施方案中，原纤填料均匀地分布在整个超吸收性材料中。
超吸收性材料可包括已知赋予吸收性复合材料所需特性的常规超吸收性材料。在一些实施方案中，超吸收性材料包含聚合物，该聚合物包含选自由以下项组成的组的可聚合单体：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、具有拴系硫酸酯基团的甲基丙烯酸酯单体、乙烯基-连接子-酸单元的盐、乙烯基硫酸酯单体、丙烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基磷酸以及它们的组合。在一些实施方案中，超吸收性材料包含选自由以下项组成的组的聚合物：聚丙烯酸(PAA)、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)(聚AMPS)、部分水解的马来酸酐、海藻酸钠、壳聚糖盐、改性淀粉、改性天然聚合物、改性纤维素、预聚物以及它们的组合。
在常规的商业超吸收性材料中，中和度为约70％。通常，超吸收性材料具有的中和度越高，超吸收性材料表现出的吸收性越高。这表明优选具有尽可能高的中和度以实现最高的吸收效率。另一方面，具有100％中和度的完全中和的超吸收性材料在被尿液饱和时产生碱性pH，这将对皮肤与完全中和的超吸收性材料接触的穿着者造成皮肤刺激。人类皮肤优选微酸性至接近中性的pH值。因此，约70％的中和度可实现安全且皮肤友好的pH值。
超吸收性材料具有相当大的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约50％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约60％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约70％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约80％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约90％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约95％的中和度。在一些实施方案中，超吸收性材料具有大于约99％的中和度。
超吸收性材料具有相当高的模量。如果模量太低，则原纤填料不赋予所需特性。
吸收性复合材料还可包含交联剂。合适的交联剂包括常规交联剂。在一些实施方案中，交联剂包含至少两个双键。
在一些实施方案中，交联剂选自由以下项组成的组：四烯丙氧基乙烷、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双甲基丙烯酰胺、三烯丙基胺、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙烯多胺、乙二胺、乙二醇、甘油、季戊四醇的四烯丙氧基乙烷和三烯丙基醚、铝酸盐、二氧化硅、铝硅酸盐以及它们的组合。
在许多实施方案中，超吸收性材料的模量可根据交联密度来定义，因为超吸收性材料的模量与交联密度成正比。在一些实施方案中，吸收性复合材料的交联密度在约1mol％至约8mol％的范围内。在一些实施方案中，吸收性复合材料的交联密度在约2mol％至约6mol％的范围内。在一些实施方案中，吸收性复合材料的交联密度在约3mol％至约5mol％的范围内。
在许多实施方案中，吸收性复合材料的弹性模量大于超吸收性材料的弹性模量。在许多实施方案中，吸收性复合材料的弹性模量小于原纤填料的弹性模量。在一些实施方案中，吸收性复合材料的弹性模量大于超吸收性材料的弹性模量并小于原纤填料的弹性模量。
可根据任何合适的方法制备根据本公开的吸收性复合材料。在一个具体实施方案中，方法可包括形成混合物，该混合物包含超吸收性材料的可聚合单体、原纤填料、水、任选的中和剂、任选的引发剂和任选的交联剂；以及使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合以制备包含超吸收性材料和原纤填料的吸收性复合材料。在该方法中，原纤填料基本上分布在吸收性复合材料中的整个超吸收性材料中。
在一些实施方案中，所形成的混合物是基本上均匀的。在一些实施方案中，所形成的混合物是均匀的。
在一些实施方案中，形成混合物的方法步骤包括选自由以下项组成的组的方法：将混合物搅拌、将混合物冷却、将混合物加热、使混合物脱气、用N2使混合物脱气以及它们的组合。在一些实施方案中，将混合物冷却至约-20℃至约20℃范围内的温度。在一些实施方案中，将混合物冷却至约0℃。
在一些实施方案中，混合物还可包含中和剂。在一些实施方案中，中和剂是选自由以下项组成的组的强碱：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾以及它们的组合。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤根据选自以下项的方法：自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、受控自由基聚合方法、原子转移自由基聚合(ATRP)、硝基氧介导的自由基聚合(NMP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)以及它们的组合。在一些实施方案中，可聚合单体根据自由基聚合进行聚合。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将引发剂添加到混合物中。在一些实施方案中，引发剂是自由基引发剂。
在一些实施方案中，引发剂是偶氮化合物(R-N＝N-R')；此类偶氮化合物是在加热和/或通过辐照时两个以碳为中心的自由基(R·和R'·)和氮气的前体。例如，偶氮双异丁腈(AIBN)和1,1′-偶氮双(环己烷腈)(ABCN)分别产生异丁腈和环己烷腈自由基。
在一些实施方案中，引发剂是有机过氧化物。有机过氧化物各自具有过氧化物键(-O-O-)，其容易裂解以产生两个以氧为中心的自由基。氧基自由基是不稳定的，并且认为被转化成相对稳定的以碳为中心的自由基。例如，二叔丁基过氧化物(tBuOOtBu)产生两个叔丁氧基自由基(tBuO·)，并且该自由基在损失丙酮的情况下变成甲基自由基(CH3·)。过氧化苯甲酰((PhCOO)2)产生苯甲酰氧基自由基(PhCOO·)，其中的每一个损失二氧化碳以转化成苯基自由基(Ph·)。过氧化甲乙酮也是常见的，并且过氧化丙酮也可用作自由基引发剂。
在一些实施方案中，引发剂是氧化剂。在一些实施方案中，引发剂是无机过氧化物或过硫酸盐。实例包括过硫酸钾、过硫酸铵、过二硫酸盐和过氧化氢。
在一些实施方案中，引发剂选自由以下项组成的组：偶氮化合物、有机过氧化物、无机过氧化物、无机过硫酸盐以及它们的组合。在一些实施方案中，引发剂选自由以下项组成的组：AIBN、ABCN、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化丙酮、过硫酸钾、过硫酸铵、过二硫酸盐、过氧化氢以及它们的组合。
在一些实施方案中，该方法还包括在聚合期间将引发剂添加到混合物中。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在惰性气氛中使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在静态惰性气氛中使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在动态惰性气氛中使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在惰性气体流下使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在选自N2、CO2、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)以及它们的组合的惰性气氛中使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括在N2的惰性气氛中使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约30℃至约100℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约40℃至约90℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约50℃至约80℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约60℃至约70℃范围内的温度。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约30℃至约90℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约30℃至约80℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约40℃至约70℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约50℃至约70℃范围内的温度。
在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约50℃至约70℃范围内的温度。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约60℃。在一些实施方案中，使混合物中的超吸收性材料的可聚合单体聚合的方法步骤包括将混合物加热至约70℃。
在一些实施方案中，该方法还包括将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在烘箱中将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约50℃至约100℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约60℃至约100℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约70℃至约100℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约80℃至约100℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约60℃至约90℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。在一些实施方案中，该方法还包括在约70℃至约90℃范围内的温度下将吸收性复合材料干燥。
在一些实施方案中，该方法还包括在约85℃的温度下将吸收性复合材料干燥。
在一些实施方案中，该方法还包括将干燥的吸收性复合材料研磨。在一些实施方案中，该方法还包括用选自机械搅拌器、机械研磨机以及它们的组合的研磨装置将干燥的反应产物研磨。
在一些实施方案中，超吸收性材料的可聚合单体在形成混合物之前部分聚合。在一个具体实施方案中，根据本公开的吸收性复合材料可根据包括以下步骤的方法制备：(i)形成包含超吸收性材料的可聚合单体、水、引发剂、任选的中和剂和任选的交联剂的第一混合物；(ii)使第一混合物中的超吸收性材料的可聚合单体部分聚合以形成第二混合物；(iii)将原纤填料、另外的引发剂和任选的交联剂添加到第二混合物中以形成第三混合物；(iv)将第三混合物混合；以及(v)使超吸收性材料的可聚合单体完全聚合以制备包含超吸收性材料和原纤填料的吸收性复合材料。原纤填料基本上分布在吸收性复合材料中的整个超吸收性材料中。
在一些实施方案中，聚合物在静态负载下吸收流体的能力可测量为负载下吸收度(AUL)。可使用典型的AUL测试格式。
在一些实施方案中，预溶胀聚合物在力下保留水的能力可测量为离心保留容量(CRC)。可使用典型的CRC测试格式。
在一些实施方案中，在以固定的转速将干燥的SAM初始添加到固定体积的盐水中与其旋转涡流完全消失的时间之间的时间可测量为涡旋时间。可使用典型的涡旋时间测试格式。
根据本公开的吸收性复合材料可用于消费品中。在一些实施方案中，消费品包含根据本公开的吸收性复合材料。
在一些实施方案中，使用根据本公开的吸收性复合材料的方法包括在消费品中使用吸收性复合材料。
在一些实施方案中，消费品选自由以下项组成的组：个人卫生产品、擦拭物、餐巾、围兜、一次性床垫、伤口敷料、食品包装、婴儿和成人尿布产品、儿童训练裤、女性护垫、臂带、含有超吸收性成分的农业和宠物产品、一次性吸收产品以及它们的组合。
实施例
在没有进一步详细阐述的情况下，据信使用前述描述的本领域技术人员可以最大程度地利用本发明。因此，以下实施例仅解释为说明性的，并且不以任何方式限制本公开。
材料.
除非另有说明，否则在实施例中使用以下材料：丙烯酸(AA)，无水，含有200ppmMEHQ作为抑制剂，99％；过硫酸钾(KPS)，99.99％；N,N-亚甲基(双)丙烯酰胺(MBAA)，≥99.5％；氢氧化钠，无水，自由流动的粒料，≥97％；埃洛石纳米粘土，具有管状形态的填料材料的类型；纳米原纤维化纤维素EFTec纳米原纤维化Lyocell纤维类型L-010-4，纤维直径在50至500nm之间的范围内的纳米纤维填料；以及纳米粘土1.34TCN，表面改性的纳米粘土粉末填料。
混合物形成.
根据相同的通用程序制备比较例和本发明实施例。将10g丙烯酸单体添加到具有磁力搅拌棒的120mL广口圆形广口瓶中。将40mL去离子水(DI H2O)添加到广口瓶中，然后用冰水浴冷却至约0℃。将4g的>97％ NaOH粒料添加到冷溶液中，然后通过使用磁力搅拌棒搅拌混合物直至NaOH粒料完全溶解。
对于比较例，将28mg的99.99％ KPS和28mg>99％ MBAA添加到冷中和AA溶液的DI-水溶液中。
对于本发明实施例，将埃洛石粘土粉末添加到混合物中。然后将28mg的99.99％KPS和28mg>99％ MBAA添加到混合物中，并且由于通过粘土消耗自由基，在胶凝过程之前添加另外的130mg的99.99％ KPS。当通过向溶液中两次添加65mg来添加130mg的总量时，合成得到改善。
凝胶聚合.
将每种相应混合物用高纯度氮气严格脱气5分钟以除去反应混合物中的残存空气并替换玻璃容器中混合物上方的空气。在脱气步骤之后，将玻璃反应容器密封并转移到配备有用于聚合过程的磁力搅拌器的预热水浴中。在3分钟之后，将所需量的填料添加到溶液中，然后将溶液脱气30秒并同时充分搅拌。将聚合温度控制在约60℃-70℃的范围。监测胶凝时间(例如，直到磁力搅拌棒停止搅拌的时间)，并且在胶凝之后，将凝胶在加热浴中再保持4小时以确保聚合完成。在聚合之后，从玻璃反应烧瓶中取出大的凝胶块，并使用刀或剪刀切成小块以容易干燥。
干燥和研磨.
所有凝胶在对流烘箱中在85℃下干燥至少48小时。使用100mg规模的机械搅拌器将大凝胶块破碎成小块。使用美国标准筛组收集尺寸范围为300μm-600μm和90μm-300μm的颗粒或尺寸范围为355μm-600μm和90μm-355μm的颗粒。在测试之前，将筛分的颗粒在85℃下再次干燥过夜。
测试.
根据先前报道的标准程序测试负载下吸收性(AUL)、离心保留容量(CRC)和涡旋时间。
负载下吸收性(AUL)测试.
AUL测试是当超吸收性材料处于限制负载下时超吸收性材料吸收液体的能力的量度。该测试描述于US 2003/0139715中。
简言之，使用需求吸收性测试仪(DAT)80，其类似于可从M/K Systems,Danners,Mass.获得的GATS(重量分析吸收性测试系统)，以及由Lichstein在1974年3月的INDATechnological Symposium Proceedings的第129至142页中描述的系统。
使用具有限制在2.5厘米直径内的端口的多孔板，其在使用中被负载下吸收性设备覆盖。多孔板具有3.2厘米的直径，7个端口(孔)各自具有0.30厘米的直径。多孔板在中心具有一个孔，并且孔间隔开，使得从一个孔的中心到与其相邻的另一个孔的中心的距离为1.0厘米。使用电平衡来测量测试流体(含有0.9重量％氯化钠的水溶液)进入超吸收性材料的流量。
用于容纳超吸收性材料的AUL设备可由内径1英寸(2.54厘米)的热塑性管材成，该热塑性管材被稍微机械加工以确保同心度。将#100目不锈钢筛布粘附到管材的底部。另选地，可在火焰中加热钢筛布直到红热，然后将管材保持在布上直到冷却。应注意保持平坦、光滑的底部，并且不扭曲管材内部。4.4克活塞可由1英寸(2.54厘米)固体材料(例如，Plexiglas)制成，并且经机械加工成紧密配合而不粘结在管材中。使用317克砝码在超吸收性材料上提供62,000达因/平方厘米(约0.9磅/平方英寸(psi))的约束负载。出于本公开的目的，在AUL测试期间施加的压力为0.9psi。
期望地，使用约0.160克超吸收剂。样品取自超吸收性材料，其通过美国标准#30目筛预筛分并保留在美国标准#50目筛上。因此，超吸收性材料具有约300至600微米的粒度。颗粒可手动预筛分或用例如可从W.S.Tyler,Inc.,Mentor,Ohio获得的Ro-Tap机械摇筛机型号B自动预筛分。
将所需量的超吸收性材料(0.160克)称重到称量纸上，并置于管材底部的筛布上。摇动管材，使筛布上的超吸收性材料变平。注意确保没有超吸收性材料粘在管材壁上。将活塞和砝码小心地放置在待测试的超吸收性材料上。通过将3厘米直径的玻璃滤纸(Whatman滤纸等级GF/A，可从Whatman International Ltd.,Maidstone,England获得)放置在板上(纸的尺寸大于管材的内径并小于管材的外径)以确保良好的接触，同时消除在需求吸收性测试仪的端口上的蒸发，然后允许发生饱和来开始测试。通过将该设备放置在玻璃滤纸上并允许发生饱和来启动该装置。直接手动、用条形图记录器或直接进入数据采集或个人计算机系统将吸取的流体量作为时间的函数来监测。
60分钟后测量的流体吸取量为AUL值，并以开始测试程序之前测定的每克超吸收性材料吸收的测试液体的克数报告。可进行检查以确保测试的准确性。可在测试之前和之后对设备进行称重，重量差等于流体吸取量。
离心保留容量测试
如本文所用，离心保留容量(CRC)是超吸收性材料或纤维在受控条件下经受离心后的吸收容量的量度。该测试描述于US 2003/0139715中。
简言之，待测试的超吸收性样品取自超吸收性材料，该超吸收性材料通过美国标准#30目预筛分并保留在美国标准#50目上以获得300至600微米之间的粒度。测试纤维样品是在没有分级的情况下“按原样”进行的。CRC可通过将0.200克待测试的样品材料(水分含量小于5重量％)放入将容纳样品的透水袋中，同时使测试溶液(0.9重量％氯化钠溶液)被样品自由吸收来测量。可热密封的茶袋材料(等级542，可购自Kimberly-ClarkCorporation,Neenah,Wis.)在大多数应用中表现良好。通过将12.7厘米×7.62厘米的袋材料样品对折并热封开放边缘中的两个以形成6.35×7.62厘米的矩形小袋，来形成袋。热封应在材料边缘内约0.635厘米。在将样品放置于小袋中之后，也将小袋的剩余开放边缘热封。还对空袋进行测试，样本袋作为对照。针对每种超吸收性材料测试三个样品袋。将密封的袋放置于两个具有0.635厘米开口的带Teflon涂层的玻璃纤维筛(Taconic Plastics,Inc.,Petersburg,N.Y.)之间，并在约23℃下浸入0.9重量％氯化钠溶液的盘中，确保将筛压住，直到这些袋被完全润湿。润湿之后，样品在溶液中保持约30分钟，此时将其从溶液中移出并暂时铺放在非吸收性平坦表面上。然后将润湿的袋放置到能够使样品经受相当于300倍重力加速度的力的合适离心机的篮中。合适的离心机是Heraeus InstrumentsLabofuge 400，其具有集水篮、数字每分钟转数(rpm)计，以及适于容纳样品并对其进行排水的机加工排水篮。样品必须被放置于离心机内的相对位置，以便在旋转时平衡篮。将袋以1600转/分钟，但在1500-1900转/分钟范围内的目标离心3分钟(目标力为重力加速度的300倍)。移出袋并称重，首先称量空袋(对照)的重量，然后称量容纳超吸收性材料或纤维的袋的重量。考虑到单独由袋材料保留的流体，由超吸收性材料或纤维吸收和保留的流体量是超吸收性材料或纤维的离心保留容量，表示为每克材料的流体克数。该计算通过以下等式进行：
CRC＝(Ws-We-Wd)/Wd
在该等式中，“CRC”是样品的离心保留容量(克/克)，“Ws”是茶袋和样品的离心后质量(克)，“We”是空茶袋的平均离心后质量(克)，并且“Wd”是样品的干质量(克)。将三次重复中的每一次的CRC测量值取平均值以提供材料的CRC值。
涡旋时间测试
涡旋时间测试测量预定质量的超吸收性材料使通过在磁力搅拌板上以600转/分钟搅拌50毫升0.9重量％氯化钠溶液所形成的涡旋闭合所需要的时间量(以秒为单位)。使涡旋闭合所花费的时间是超吸收性材料的自由溶胀吸收速率的指示。由于超吸收性材料之间的离心保留容量的差异(其可取决于粒度)可影响涡旋时间，因此与标准常规超吸收性相比，通过调节添加到50毫升氯化钠溶液中的超吸收性材料的量，可补偿涡旋时间测试以更好地比较各种超吸收材料。
该测试描述于US 2003/0139715中。
简言之，通过将新样品的离心保留容量与常规超吸收性材料(诸如可从Stockhausen,Inc.,Greensboro,N.C.获得的
Figure BDA0003948552850000121
880，其具有33.6g/g的离心保留容量值)进行比较来确定涡流时间测试中使用的超吸收性材料的量。为了确定
Figure BDA0003948552850000123
880的涡旋时间，将2.0克
Figure BDA0003948552850000122
880添加到50毫升0.9重量％的氯化钠溶液中。在涡旋时间测试中使用的不同超吸收性材料的量可通过以下等式确定。
C＝(2.0克×A)/B
在该等式中，“A”是标准超吸收剂(
Figure BDA0003948552850000124
880)的离心保留容量，或33.6g/g，“B”是第二超吸收性材料的离心保留容量，并且“C”是在涡旋时间测试中使用的第二超吸收性材料的量。
涡旋时间测试优选在标准室内气氛条件下进行，其中温度为23℃±1℃并且相对湿度为50％±2％。通过将50毫升(±0.01毫升)的0.9重量％氯化钠溶液量取到100毫升烧杯中来进行涡旋时间测试。将没有环的7.9毫米×32毫米覆盖
Figure BDA0003948552850000125
的磁力搅拌棒(诸如可以商品名
Figure BDA0003948552850000127
品牌从Baxter Diagnostics商购获得的具有可移除的枢轴环的单包圆形搅拌棒)放置到烧杯中。将磁力搅拌板(诸如以商品名
Figure BDA0003948552850000126
型号#721从PMC Industries商购获得的那种)编程为600转/分钟。将烧杯放置在磁力搅拌板的中心，使得磁力搅拌棒被激活。涡旋的底部应当靠近搅拌棒的顶部。超吸收性材料通过美国标准#30目预筛分并保留在美国标准#50目上。因此，超吸收性材料具有在300至600微米之间的粒度。在称量纸上称出待测试的超吸收性材料的所需质量。当搅拌氯化钠溶液时，将待测试的超吸收性材料快速倒入盐水溶液中并启动秒表。将待测试的超吸收性材料添加到涡旋中心与烧杯侧面之间的盐水溶液中。当盐水溶液的表面变平时，停止秒表并记录时间。时间(以秒记录)被报告为涡旋时间。
结果.
比较例1.无原纤增强的丙烯酸聚合物。
合成得到具有良好回弹性的透明凝胶。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
实施例1.具有5.5重量％埃洛石纳米粘土粉末的丙烯酸聚合物。
在聚合之前将5.5重量％埃洛石粘土粉末添加到反应混合物中。由合成得到与比较例1相比具有白色和更好回弹性的不透明凝胶。该差异是由于粘土颗粒在凝胶基质内的精细分散。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
实施例2.具有10重量％埃洛石纳米粘土粉末的丙烯酸聚合物。
在聚合之前将10重量％埃洛石粘土粉末添加到反应混合物中。由合成得到与实施例1相比具有更多半透明性的凝胶。较高的半透明性是由于埃洛石粘土粉末的较高负载水平。凝胶显示出良好的回弹性。埃洛石粘土粉末在宏观尺度上分散良好；在凝胶上观察到均匀的白色。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
实施例3.具有15重量％埃洛石纳米粘土粉末的丙烯酸聚合物。
在聚合之前将15重量％埃洛石粘土粉末添加到反应混合物中。在合成过程中未观察到关于凝胶外观的明显差异。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
当埃洛石粘土的负载水平从10％增加到15％时，仅AUL提高；摄入率和CRC均降低。AUL的增加可能是由于埃洛石粘土填料的增强效果。摄入速率和CRC的降低可能是由于丙烯酸溶液中粘土的屏障作用，这防止了在胶凝过程期间引发剂与丙烯酸单体之间的反应。此外，丙烯酸溶液和埃洛石粘土在高负载水平下的混合物可能呈现高粘度，导致聚合进展有限。因此，对于具有高负载水平的埃洛石粘土填料的SAM，SAM/埃洛石复合材料内的残余单体可能更高，从而导致较差的吸收特性。
实施例4.具有5.5重量％纳米原纤维化纤维素的丙烯酸聚合物。
为了研究填料类型对SAM复合材料的吸收特性的影响，在聚合之前将5.5重量％纳米纤维素添加到反应混合物中。合成均匀的白色凝胶。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
与埃洛石粘土不同，在聚丙烯酸基质中添加纳米纤维素作为填料导致AUL略微降低或不变。CRC与比较例1类似。这些结果表明，不存在来自作为填料的纳米纤维素的增强。不受任何特定理论的束缚，这可能是由于纳米纤维素纤维的低弹性模量。
表1.制备的SAM的特性。比较例1和实施例1-实施例4由同一批次制备。
Figure BDA0003948552850000131
Figure BDA0003948552850000141
表1中的数据表明，在将管状纳米粘土掺入到SAM基质中之后，吸收速率和AUL得到改善。不受任何特定理论的束缚，这些改进可能是由于凝胶结构的改变，通过来自粘土边缘和表面上的-OH键的界面粘合，和/或粘土管或粘土片晶的有效增强影响，这增加了吸收过程期间的凝胶强度。
图1示出了常规SAM对照样品与SAM/埃洛石94.5/5.5粘土复合材料样品之间的相形态的比较。可以看出，埃洛石粘土相的聚集体分散在SAM基质内，这表明存在纳米管粘土作为增强填料。当粘土的分散体更均匀地剥离和分散时，预期吸收特性的进一步改进。
比较例2.无原纤支撑的丙烯酸聚合物。
合成得到具有良好回弹性的透明凝胶。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
实施例5.具有5.5重量％1.34TCN纳米粘土的丙烯酸聚合物。
为了研究填料类型对SAM复合材料的吸收特性的影响，在聚合之前将5.5重量％1.34TCN纳米粘土添加到反应混合物中。1.34TCN纳米粘土具有板状形态而不是原纤维结构。由合成得到与比较例2相比具有微黄色和更好回弹性的不透明凝胶。这可能是由于粘土颗粒在凝胶基质内的精细分散。在干燥和研磨之后，对尺寸在约300μm-600μm范围内的固体颗粒进行筛分并测试。
表2.制备的SAM的特性。比较例2和实施例5由同一批次制备。
Figure BDA0003948552850000142
实施例1的AUL高于实施例5的AUL，这表明纳米管状结构比板状结构更有效。这是因为板状结构是二维的，而纳米管结构是一维的，并且纳米管具有较大的长径比，这对于形成渗透结构具有较低的阈值。
如本文所示，当在合成期间以小于15％的量使用纳米管粘土时，吸收速率增加了5-8％，AUL提高了21-48％，并且CRC降低了1-14％。不受任何特定理论的束缚，AUL的增加被认为是由于埃洛石粘土填料的有效增强影响，其为处于溶胀状态的SAM凝胶提供更高的机械特性以在压力下保留液体。
该书面描述使用实例来说明包括最佳模式的本公开，并且还使本领域的任何技术人员能实施本公开，包括制造和使用任何组合物或系统以及执行任何包括在内的方法。本公开的可取得专利的范围由权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这种其他实例具有与权利要求的字面语言没有不同的元件，或者如果它们具有与权利要求的字面语言无实质差别的等同元件，则这种其他实例意图在权利要求的范围内。
如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“含有(contains)”、“含有(containing)”、“由…表征”或其任何其他变化形式旨在涵盖非排他性的包括，其受到任何明确指示的限制。例如，包含一系列要素的组合物、混合物、工艺或方法不必仅限于那些要素，而是可包括未明确列出的或此类组合物、混合物、工艺或方法固有的其他要素。
过渡短语“由…组成”不包括未指定的任何要素、步骤或成分。如果在权利要求书中，则此将使权利要求书接近包括除了通常与其相关的杂质之外的所列举的那些以外的材料。当短语“由…组成”出现在权利要求的主体的条款中时，而不是紧跟在序言之后时，其仅限制该条款中阐述的要素；其他要素不作为整体从权利要求中排除。
过渡短语“基本上由…组成”用于定义除了字面公开的那些之外还包括材料、步骤、特征、组分或要素的组合物或方法，前提条件是这些另外的材料、步骤、特征、组分或要素不实质上影响所要求保护的本发明的基本和新颖特征。术语“基本上由…组成”占据“包含”和“由…组成”之间的中间部分。
当用开放式术语诸如“包含”定义发明或其一部分时，应容易理解(除非另有说明)，说明书应解释为还使用术语“基本上由…组成”或“由…组成”描述这种本发明。
此外，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包含性的或而不是排他性的或。例如，条件A或B由以下中的任一个满足：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)并且B为真(或存在)，并且A和B均为真(或存在)。
此外，在本发明的要素或组分之前的不定冠词“一个(a)”和“一个(an)”旨在关于要素或组分的实例(即出现)的数目是非限制性的。因此，“一个(a)”或“一个(an)”应被理解为包括一个或至少一个，并且要素或组分的单数词语形式也包括复数，除非该数字明显意指单数。
如本文所用，术语“约”意指值的正负10％。

Claims (25)

1.一种吸收性复合材料，包含：
超吸收性材料；以及
原纤填料，所述原纤填料基本上分布在整个所述超吸收性材料中。
2.如权利要求1所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料以小于约15重量％的量存在。
3.如权利要求1或2所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料均匀地分布在整个所述超吸收性材料中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料呈选自由以下项组成的组的形式：管状结构、纳米管、天然中空纤维、合成中空纤维、长径比大于1的一维管状结构以及它们的组合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料不呈选自由以下项组成的组的形式：纳米板、球形颗粒、基本上球形颗粒以及它们的组合。
6.如权利要求1至5中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料包含选自由以下项组成的组的材料：无机材料、粘土、铝硅酸盐、埃洛石、玻璃纤维、碳纳米管、植物纤维、细长第二相以及它们的组合。
7.如权利要求1至6中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料的弹性模量大于所述超吸收性材料的弹性模量。
8.如权利要求1至7中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述超吸收性材料包含聚合物，所述聚合物包含选自由以下项组成的组的单体：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、具有拴系硫酸酯基团的甲基丙烯酸酯单体、乙烯基-连接子-酸单元的盐、乙烯基硫酸酯单体、丙烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基磷酸以及它们的组合。
9.如权利要求1至8中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述超吸收性材料包含选自由以下项组成的组的聚合物：聚丙烯酸(PAA)、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)(聚AMPS)、部分水解的马来酸酐、海藻酸钠、壳聚糖盐、改性淀粉、改性天然聚合物、改性纤维素、预聚物以及它们的组合。
10.如权利要求1至9中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述吸收性复合材料还包含交联剂。
11.如权利要求1至10中任一项所述的吸收性复合材料，其中所述原纤填料基本上分布在所述超吸收性材料的表面层上。
12.一种制备吸收性复合材料的方法，所述方法包括：
形成混合物，所述混合物包含：
超吸收性材料的可聚合单体；
原纤填料；
水；
任选的中和剂；
任选的引发剂，以及
任选的交联剂；以及
使所述混合物中的超吸收性材料的所述可聚合单体聚合以制备包含超吸收性材料和所述原纤填料的吸收性复合材料；
其中所述原纤填料基本上分布在所述吸收性复合材料中的整个所述超吸收性材料中。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述原纤填料以小于约15重量％的量存在于所述吸收性复合材料中。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中所述原纤填料均匀地分布在所述吸收性复合材料中的整个所述超吸收性材料中。
15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述原纤填料呈选自由以下项组成的组的形式：管状结构、纳米管、天然中空纤维、合成中空纤维、长径比大于1的一维管状结构以及它们的组合。
16.如权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述原纤填料不呈选自由以下项组成的组的形式：纳米板、球形颗粒、基本上球形颗粒以及它们的组合。
17.如权利要求12至16中任一项所述的方法，其中所述原纤填料包含选自由以下项组成的组的材料：无机材料、粘土、铝硅酸盐、埃洛石、玻璃纤维、碳纳米管、植物纤维、细长第二相以及它们的组合。
18.如权利要求12至17中任一项所述的方法，其中超吸收性材料的所述可聚合单体选自由以下项组成的组：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、具有拴系硫酸酯基团的甲基丙烯酸酯单体、乙烯基-连接子-酸单元的盐、乙烯基硫酸酯单体、丙烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基磷酸以及它们的组合。
19.如权利要求12至18中任一项所述的方法，其中所述超吸收性材料包含选自由以下项组成的组的聚合物：聚丙烯酸(PAA)、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)(聚AMPS)、部分水解的马来酸酐、海藻酸钠、壳聚糖盐、改性淀粉、改性天然聚合物、改性纤维素、预聚物以及它们的组合。
20.如权利要求12至19中任一项所述的方法，其中所述混合物是均质混合物。
21.如权利要求12至20中任一项所述的方法，其中形成混合物的所述方法步骤包括选自由以下项组成的组的方法：将所述混合物搅拌、将所述混合物冷却、将所述混合物加热、使所述混合物脱气、用N2使所述混合物脱气以及它们的组合。
22.如权利要求12至21中任一项所述的方法，其中使所述混合物中的超吸收性材料的所述可聚合单体聚合的所述方法步骤包括将引发剂添加到所述混合物中。
23.如权利要求12至22中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在聚合期间将引发剂添加到所述混合物中。
24.包含超吸收性材料和基本上分布在整个所述超吸收性材料中的原纤填料的吸收性复合材料在消费品中的用途。
25.如权利要求24所述的用途，其中所述消费品选自由以下项组成的组：个人卫生产品、擦拭物、餐巾、围兜、一次性床垫、伤口敷料、食品包装、婴儿和成人尿布产品、儿童训练裤、女性护垫、臂带、含有超吸收性成分的农业和宠物产品、一次性吸收产品以及它们的组合。
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