CN115667333A - 超吸收性聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及超吸收性聚合物及其制备方法。更具体地，提供了能够在不降低吸收性能的情况下表现出改善的细菌生长抑制特性的超吸收性聚合物及其制备方法。

Description

超吸收性聚合物及其制备方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年3月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0036095号和于2022年3月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0032857号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及能够在不降低吸收性能的情况下表现出改善的细菌生长抑制特性的超吸收性聚合物及其制备方法。
背景技术
超吸收性聚合物(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种能够吸收其自身重量的500倍至1000倍水分的合成聚合物材料。各制造商将其命名为不同的名称，例如SAM(SuperAbsorbency Material，超吸收性材料)、AGM(Absorbent Gel Material，吸收性凝胶材料)等。这样的超吸收性聚合物开始实际应用于卫生产品中，并且其现在不仅广泛用于卫生产品例如儿童用一次性尿布等，而且还广泛用于园艺用保水性土壤产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂、泥敷剂用材料、或电绝缘领域中。
特别地，这样的超吸收性聚合物最广泛地应用于卫生产品或一次性吸收产品，例如儿童或成人用一次性尿布。因此，当细菌在这些卫生产品和一次性吸收产品中增殖时，会诱发各种疾病，并且甚至可能引起二次气味，这是一个问题。因此，已经尝试将各种细菌生长抑制组分或除臭组分或抗菌组分引入超吸收性聚合物中。
然而，在将细菌生长抑制抗菌剂引入超吸收性聚合物的尝试中，不容易选择和引入这样的抗菌剂，所述抗菌剂表现出优异的细菌生长抑制特性和除臭特性，同时对人体无害，满足经济效益，并且不会使超吸收性聚合物的基本物理特性劣化。
因此，持续需要开发可以在不降低超吸收性聚合物的基本物理特性的情况下表现出优异的细菌生长抑制特性的超吸收性聚合物相关技术。
发明内容
技术问题
因此，提供了能够在不降低吸收性能的情况下表现出改善的细菌生长抑制特性的超吸收性聚合物及其制备方法。
技术方案
根据本公开内容的一个实施方案，
提供了超吸收性聚合物，所述超吸收性聚合物包含：
基于丙烯酸的单体、由以下化学式1表示的可聚合抗菌单体和内交联剂的聚合物，所述基于丙烯酸的单体含有酸性基团，其中酸性基团中的至少一部分被中和，
其中基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在聚合物中：
[化学式1]
Figure BDA0003974865360000021
在化学式1中，
R1至R3各自独立地为氢或甲基，以及
A为经取代或未经取代的C6至C60芳族环。
根据本公开内容的另一个实施方案，
提供了超吸收性聚合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
通过将含有酸性基团的基于丙烯酸的单体、由化学式1表示的可聚合抗菌单体、碱性物质、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物；
通过对单体组合物进行热聚合或光聚合来形成水凝胶聚合物；以及
通过对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级来形成包含聚合物的超吸收性聚合物，
其中基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量使用。
此外，根据本公开内容的另一个实施方案，提供了包含所述超吸收性聚合物的卫生产品。
有益效果
本公开内容的超吸收性聚合物可以表现出能够抑制对人体有害并且可能引起二次气味的细菌的生长的抗菌活性。
具体地，由于超吸收性聚合物在形成聚合物时通过使用具有特定结构的可聚合抗菌单体而制备的，因此其表现出针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中的至少一者的抗菌活性。此外，与使用其他抗菌剂的聚合物不同，其可以保持优异的保水容量，并且使用的抗菌单体不会残留在聚合物中，因此不存在因抗菌剂的流出而引起的在人体内的稳定性问题。
因此，超吸收性聚合物可以非常优选地应用于需要针对细菌的抗菌活性的各种卫生产品例如儿童用尿布和成人用尿布。
附图说明
图1示出了可聚合抗菌单体1-1的1H NMR谱。
具体实施方式
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则单数形式也旨在包括复数形式。还应理解，术语“包括”、“具有”或“拥有”在本说明书中使用时指明存在所述特征、步骤、组分、或其组合，但是并不排除存在或添加一个或更多个其他特征、步骤、组分、或其组合。
此外，如本文所用，当提及层或元件形成在层或元件“上”时，层或元件可以直接形成在层或元件上，或者在层之间、在对象上或在基底上可以另外形成其他层或元件。
由于本发明可以进行各种修改并且具有各种形式，因此通过实例的方式示出其具体实施方案并将对其具体实施方案进行详细描述。然而，这并不旨在将本发明限制于所公开的特定形式，并且应理解，本发明包括在本发明的构思和技术范围内的所有修改方案、等同方案和替代方案。
此外，术语仅用于指具体实施方案，并且不旨在限制本公开内容。除非上下文不同地表述，否则本公开内容的单数表述可以包括复数表述。
同时，本文中使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯二者。
在本公开内容中，烷基可以为直链或支链，并且其碳数没有特别限制，但优选为1至20。根据一个实施方案，烷基的碳原子数为1至10。根据另一个实施方案，烷基的碳数为1至6。烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。此外，在本公开内容中，烷基的以上描述可以应用于亚烷基，不同之处在于亚烷基为二价基团。
本公开内容中的术语“聚合物”呈其中基于丙烯酸的单体聚合的状态，并且可以包括所有的含水量范围或所有的粒径范围。在聚合物中，在聚合之后且在干燥之前具有约40重量％或更大的含水量的聚合物可以被称为水凝胶聚合物，并且其中水凝胶聚合物被粉碎并干燥的颗粒可以被称为交联聚合物。
此外，术语“超吸收性聚合物颗粒”是指包含其中具有至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体通过内交联剂聚合并交联的交联聚合物的颗粒状材料。
此外，根据上下文，术语“超吸收性聚合物”用于涵盖以下全部：其中具有至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体聚合的聚合物或呈由其中该聚合物被粉碎的超吸收性聚合物颗粒组成的粉末形式的基础树脂，以及被进一步处理(例如，表面交联、细粉再组装、干燥、粉碎、分级等)而呈适合于商业化的状态的该聚合物或该基础树脂。
为了在常规超吸收性聚合物中确保抗菌特性和除臭特性，以添加剂的形式引入具有抗菌功能的金属化合物或者包含阳离子或醇官能团的有机化合物。然而，在这种情况下，超吸收性聚合物的安全性劣化或者基本物理特性例如吸收特性降低，并且在抗菌活性的耐久性和抗菌物质的泄漏方面存在问题。
作为一个实例，已尝试将包含抗菌金属离子例如银、铜、铜或锌的抗菌剂组分引入超吸收性聚合物中。这些包含抗菌金属离子的组分破坏微生物例如细菌等的细胞壁，并且杀死具有可能在超吸收性聚合物中引起气味的酶的细菌，从而赋予除臭特性。然而，包含金属离子的组分被分类为能够杀死甚至对人体有益的微生物的杀生物剂(BIOCIDE)材料。出于该原因，当将超吸收性聚合物应用于卫生产品例如儿童或成人用尿布等时，尽可能排除引入包含金属离子的抗菌剂组分。
此外，当将细菌生长抑制抗菌剂引入超吸收性聚合物中时，主要应用将少量抗菌剂与超吸收性聚合物共混的方法。然而，当应用该共混方法时，实际上难以随时间均匀地保持细菌生长抑制特性。此外，在将超吸收性聚合物与抗菌剂共混的过程期间，这样的共混方法可能引起抗菌剂组分的不均匀涂覆和解吸，并且还存在诸如需要安装用于共混的新设备的缺点。
此外，存在各种类型的细菌，其中已鉴定的物种超过5,000种。具体地，细菌具有各种细胞形状例如球状、棒状、螺旋状等，并且各种细菌的需氧程度也不同，使得细菌被分类为好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌。因此，一种类型的抗菌剂不容易具有能够破坏各种细菌的细胞膜/细胞壁或使蛋白质变性的物理/化学机制。
然而，确定通过使具有特定结构的包含羧基的单体与基于丙烯酸的单体一起聚合而制备的超吸收性聚合物可以在表现出高于一定水平的吸收性能的同时表现出针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中的至少一者的抗菌活性，从而完成了本发明。
更具体地，当由化学式1表示的可聚合抗菌单体与细菌接触时，通过取代在环A中的羧基(COOH)的解离形成酸性条件。在酸性条件下，细菌会受细胞膜结构和功能影响，并因此可以减少细菌的生长。因此，包含通过由化学式1表示的可聚合抗菌单体形成的聚合物的超吸收性聚合物可以表现出针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中的至少一者的抗菌活性。
此外，由于超吸收性聚合物包含与基于丙烯酸的单体一起呈交联聚合物形式的抗菌单体，因此抗菌单体不会以化合物的形式保留在超吸收性聚合物中。因此，即使随着时间的流逝，也不存在抗菌剂流出的问题，并因此超吸收性聚合物表现出优异的稳定性。
在下文中，将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的超吸收性聚合物及其制备方法。
超吸收性聚合物
具体地，根据本公开内容的一个实施方案的超吸收性聚合物包含基于丙烯酸的单体、可聚合抗菌单体和内交联剂的聚合物，所述基于丙烯酸的单体含有酸性基团，其中酸性基团中的至少一部分被中和，
其中可聚合抗菌单体由以下化学式1表示，以下化学式1中的羧基(COOH)中的至少一些被中和，并且基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在聚合物中：
[化学式1]
Figure BDA0003974865360000071
在化学式1中，
R1至R3各自独立地为氢或甲基，以及
A为经取代或未经取代的C6至C60芳族环。
在本文中，聚合物通过在内交联剂的存在下对基于丙烯酸的单体和可聚合抗菌单体进行交联聚合来获得，并且可以具有其中通过对以上单体进行聚合而形成的主链通过内交联剂交联的三维网络结构。因此，可聚合抗菌单体在超吸收性聚合物中不会作为单独的化合物存在，而是作为构成主链的重复单元存在，使得其不会随时间而泄漏。因此，可以持续保持超吸收性聚合物的抗菌活性。
此外，在本公开内容中，可聚合抗菌单体可以被理解为包括以下全部：由化学式1表示的羧酸化合物和其中由化学式1表示的羧酸化合物被碱性物质中和的由化学式1'表示的含羧酸根阴离子的化合物。换言之，可聚合单体具有其中化学式1中的羧基(COOH)中的至少一些被中和的结构。
[化学式1']
Figure BDA0003974865360000081
在化学式1'中，
各取代基的描述如化学式1中所限定。
因此，包含在超吸收性聚合物中的聚合物包含：基于丙烯酸的单体的酸性基团、其中基于丙烯酸的单体的酸性基团被碱性物质中和的取代基、由化学式1表示的可聚合抗菌单体的羧基、和其中可聚合抗菌单体的羧基被中和的取代基。具体地，聚合物包含以下全部：丙烯酸单体的羧基(COOH)、其中羧基被中和的羧酸根基团(COO-)、可聚合抗菌单体的羧基(COOH)和其中羧基被中和的羧酸根基团(COO-)。在这种情况下，阴离子羧酸根基团(COO-)可以与用于中和的碱性物质的阳离子离子键合。
在本文中，作为能够中和基于丙烯酸的单体和可聚合抗菌单体的碱性物质，可以使用诸如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵的碱性物质。此时，基于用于制备聚合物的基于丙烯酸的单体的总摩尔数，基于丙烯酸的单体的中和度即被中和的基于丙烯酸的单体的含量(mol％)可以为40mol％至95mol％、40mol％至80mol％、或45mol％至75mol％。此外，基于用于制备聚合物的可聚合抗菌单体的总摩尔数，可聚合抗菌单体的中和度即被中和的可聚合抗菌单体的含量(mol％)可以为40mol％至95mol％、40mol％至80mol％、或45mol％至75mol％。过高的中和度引起被中和的单体沉淀，并因此可能不容易发生聚合。相反，过低的中和度不仅使聚合物的吸收性劣化，而且还赋予聚合物难以处理的特性，例如弹性橡胶的特性。
因此，除了衍生自基于丙烯酸的单体的重复单元之外，超吸收性聚合物的聚合物还包含衍生自具有羧基(COOH)和其中羧基被中和的羧酸根基团(COO-)的可聚合抗菌单体的重复单元。因此，即使添加可聚合抗菌单体，超吸收性聚合物的吸收性能也不会降低，并且即使随着时间的流逝，抗菌活性也不会劣化，因为防止了抗菌单体的泄漏。
此外，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在聚合物中。当基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以小于0.2重量份的量包含在内时，难以表现出足够的抗菌活性。当基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以大于20重量份的量包含在内时，超吸收性聚合物的吸收性能可能劣化。具体地，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，在聚合物中包含大于20重量份的可聚合抗菌单体的超吸收性聚合物表现出小于31g/g的离心保留容量(centrifugeretention capacity，CRC)，从而具有差的液体保留容量。因此，其不适合用于卫生产品。
更具体地，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体可以以以下量包含在聚合物中：0.2重量份或更大、0.3重量份或更大、0.4重量份或更大、或者0.5重量份或更大，且20重量份或更小、18重量份或更小、15重量份或更小、13重量份或更小、10重量份或更小、8重量份或更小、5重量份或更小、4重量份或更小、3重量份或更小、或者2重量份或更小。在本文中，就保持超吸收性聚合物的吸收性能例如离心保留容量而言，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体优选以0.5重量份至2重量份的量包含在内。
此时，“基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在聚合物中”意指在制备聚合物时，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，以0.2重量份至20重量份的量添加可聚合抗菌单体。这可以通过在检查超吸收性聚合物的残留单体时是否检测到抗菌单体来确定。由于在制备之后在超吸收性聚合物中未检测到抗菌单体，因此可以看出所使用的全部量的抗菌单体被用于与基于丙烯酸的单体聚合。
此外，在化学式1中，A可以为未经取代或经选自C1至C4烷基、羟基和羧基中的至少一个取代基取代的C6至C60芳族环。
在一个实施方案中，A可以为未经取代或经选自C1至C4烷基、羟基和羧基中的至少一个取代基取代的C6至C10芳族环。
具体地，A可以为未经取代或经选自C1至C4烷基、羟基和羧基中的至少一个取代基(例如一个至五个取代基)取代的苯环。
例如，可聚合抗菌单体可以为选自以下中的任一者：
Figure BDA0003974865360000101
同时，基于丙烯酸的单体为由以下化学式2表示的化合物：
[化学式2]
R-COOM'
在化学式2中，
R为具有不饱和键的C2至C5烃基，以及
M'为氢原子、一价或二价金属、铵基、或有机胺盐。
优选地，单体可以为选自(甲基)丙烯酸及其一价(碱)金属盐、二价金属盐、铵盐和有机胺盐中的至少一者。
因此，当使用(甲基)丙烯酸和/或其盐作为基于丙烯酸的单体时，可以获得具有改善的吸收性能的超吸收性聚合物，这是优选的。
此外，本文中使用的术语“内交联剂”与稍后将描述的用于使超吸收性聚合物颗粒的表面交联的表面交联剂不同，并且内交联剂通过交联使基于丙烯酸的单体和可聚合抗菌单体的不饱和键聚合。以上步骤中的交联在表面上和在内部上均进行，但是当进行稍后将描述的超吸收性聚合物颗粒的表面交联过程时，最终制备的超吸收性聚合物的颗粒的表面具有通过表面交联剂交联的结构，并且颗粒的内部具有通过内交联剂交联的结构。
作为内交联剂，可以使用任何化合物，只要其允许在基于丙烯酸的单体的聚合期间引入交联键即可。作为非限制性实例，内交联剂可以为多官能交联剂。具体地，其可以为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三芳基胺、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇、甘油、或碳酸亚乙酯，并且这些可以单独使用或者以两者或更多者的组合使用。然而，本公开内容不限于此。
优选地，内交联剂可以为基于聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯的化合物，例如聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、或聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯。
基于丙烯酸的单体在内交联剂的存在下的交联聚合可以在有或没有增稠剂、增塑剂、保存稳定剂、抗氧化剂等的情况下在聚合引发剂的存在下通过热聚合、光聚合或混合聚合来进行，但具体细节将在稍后描述。
此外，超吸收性聚合物可以呈粒径为850μm或更小例如约150μm至850μm的颗粒形式。此时，可以根据EDANA(European Disposables and Nonwovens Association，欧洲一次性用品和非织造布协会)WSP 220.3测量粒径。当超吸收性聚合物包含大量粒径小于150μm的细粉时，超吸收性聚合物的各种物理特性可能劣化，这不是优选的。
同时，超吸收性聚合物还可以包含在聚合物上的通过使用表面交联剂使聚合物进一步交联而形成的表面交联层。这是为了增加超吸收性聚合物颗粒的表面交联密度。如上所述，当超吸收性聚合物颗粒还包含表面交联层时，其具有在外部上具有比在内部上更高的交联密度的结构。
作为表面交联剂，可以没有任何特别限制地使用在制备超吸收性聚合物时常规使用的任何表面交联剂。表面交联剂的实例可以包括：选自乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,5-己二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇和甘油中的至少一种多元醇；选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸甘油酯中的至少一种基于碳酸酯的化合物；环氧化合物，例如乙二醇二缩水甘油醚；
Figure BDA0003974865360000121
唑啉化合物，例如
Figure BDA0003974865360000122
唑烷酮；多胺化合物；
Figure BDA0003974865360000123
唑啉化合物；单
Figure BDA0003974865360000124
唑烷酮、二
Figure BDA0003974865360000125
唑烷酮或多
Figure BDA0003974865360000126
唑烷酮化合物；环脲化合物；等等。
具体地，可以使用上述表面交联剂中的一者或更多者、两者或更多者、或者三者或更多者作为表面交联剂，例如，可以使用碳酸亚乙酯-碳酸亚丙酯(ECPC)、丙二醇和/或碳酸甘油酯。
同时，如上所述，超吸收性聚合物可以表现出针对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的至少一者的抗菌活性。更具体地，超吸收性聚合物可以表现出针对被分类为革兰氏阳性菌的一种或更多种类型的细菌的抗菌活性。或者，超吸收性聚合物可以表现出针对被分类为革兰氏阴性菌的一种或更多种类型的细菌的抗菌活性。或者，超吸收性聚合物可以表现出针对被分类为革兰氏阴性菌的一种或更多种类型的细菌和被分类为革兰氏阳性菌的一种或更多种类型的细菌的抗菌活性。
在本文中，“表现出针对特定细菌的抗菌活性”的含义是与通过将接种有受试细菌的合成尿液吸收到不包含抗菌物质的超吸收性树脂中而获得的参照细菌的数量相比，通过将接种有受试细菌的合成尿液吸收到要确定抗菌活性的超吸收性树脂中，然后孵育而获得的细菌的数量显著减少。具体地，其意指根据稍后将描述的抗菌活性试验，通过以下等式1计算的抑菌减少率(％)为50％或更大。
[等式1]
Figure BDA0003974865360000131
在以上等式中，
C样品为含抑菌物质的超吸收性聚合物的培养基中微生物的浓度(Co)，以及
C参照为不含抑菌物质的比较例1的超吸收性聚合物的培养基中微生物的浓度(Co)。
更优选地，“表现出针对特定细菌的抗菌活性”意指通过等式1计算的抑菌减少率(％)为60％或更大、70％或更大、80％或更大、90％或更大、95％或更大、或者99％或更大。
革兰氏阳性菌是当通过革兰氏染色法染色时被染成紫色的细菌的通用术语。革兰氏阳性菌的细胞壁由数层肽聚糖构成。因此，即使当革兰氏阳性菌用碱性染料例如结晶紫染色并用乙醇处理时，其也显示紫色而不变色。被分类为这样的革兰氏阳性菌的细菌包括粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)等。
此外，革兰氏阴性菌是当通过革兰氏染色法染色时被染成红色的细菌的通用术语。与革兰氏阳性菌相比，革兰氏阴性菌具有由脂多糖、脂蛋白和其他复杂的聚合物物质构成的外膜而不是具有相对少量肽聚糖的细胞壁。因此，当革兰氏阴性菌用碱性染料例如结晶紫染色并用乙醇处理时，发生变色，并且当用红色染料例如番红复染时，显示红色。被分类为这样的革兰氏阴性菌的细菌包括奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、伤寒沙门菌(Salmonella typhi)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在接触之后可能引起多种疾病，并且也可能在免疫力低下的重症患者中引起继发性感染。因此，优选使用一种抗菌剂来表现出针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌二者的抗菌活性。
优选地，超吸收性聚合物可以表现出针对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌二者的抗菌活性。在本文中，超吸收性聚合物表现出抗菌活性的革兰氏阴性菌可以为奇异变形杆菌或大肠杆菌，以及革兰氏阳性菌可以为粪肠球菌，但本公开内容不限于此。
具体地，超吸收性聚合物的根据EDANAWSP 241.3测量的对于盐水(0.9重量％氯化钠水溶液)30分钟的离心保留容量(CRC)可以为31g/g至40g/g。当离心保留容量(CRC)小于31g/g时，液体保留容量劣化，使得超吸收性聚合物不适合用于卫生产品。更具体地，超吸收性聚合物的离心保留容量(CRC)可以为31g/g或更大、32g/g或更大、33g/g或更大、34g/g或更大、或者35g/g或更大，且40g/g或更小、39g/g或更小、38g/g或更小、或者37g/g或更小。
因此，上述在聚合物中以预定量包含可聚合抗菌单体的超吸收性聚合物可以在具有31g/g至40g/g的离心保留容量(CRC)的同时表现出优异的抗菌活性。
超吸收性聚合物的制备方法
同时，超吸收性聚合物可以通过以下制备方法来制备，所述制备方法包括以下步骤：
通过将含有酸性基团的基于丙烯酸的单体、由以下化学式1表示的可聚合抗菌单体、碱性物质、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物(步骤1)；
通过对单体组合物进行热聚合或光聚合来形成水凝胶聚合物(步骤2)；以及
通过对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级来形成包含聚合物的超吸收性聚合物(步骤3)。
此时，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量使用，使得基于100重量份的基于丙烯酸的单体，可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在最终制备的超吸收性聚合物的聚合物中。
首先，为了制备一个实施方案的超吸收性聚合物，进行通过将含有酸性基团的基于丙烯酸的单体、由化学式1表示的可聚合抗菌单体、碱性物质、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物的步骤1。
对于关于基于丙烯酸的单体、可聚合抗菌单体、碱性物质和内交联剂的细节，参照上文。在步骤1中，基于丙烯酸的单体的酸性基团中的一些和可聚合抗菌单体的羧基中的一些通过与碱性物质混合被中和。因此，单体组合物可以包含具有至少部分被中和的酸性基团的基于丙烯酸的单体和具有至少部分被中和的化学式1中的羧基(COOH)的可聚合抗菌单体。
此时，如上所述，单体组合物中的基于丙烯酸的单体和可聚合抗菌单体的中和度可以各自独立地为40mol％至95mol％。为此，基于1mol基于丙烯酸的单体，碱性物质可以以约0.4mol至约0.95mol的量用于单体组合物中。此外，碱性物质可以以溶解在水中的水溶液的形式添加至单体组合物中。
此外，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，内交联剂可以以0.01重量份至1重量份的量包含在单体组合物中以使聚合的聚合物交联。当内交联剂以小于0.01重量份的量包含在内时，通过交联的改善不显著，而当内交联剂以大于1重量份的量包含在内时，超吸收性聚合物的吸收性可能降低。更具体地，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，内交联剂可以以0.05重量份或更大、或者0.1重量份或更大，且0.5重量份或更小、或者0.3重量份或更小的量包含在内。
此外，聚合引发剂可以根据聚合方法来适当地选择。在热聚合的情况下，使用热聚合引发剂，以及在光聚合的情况下，使用光聚合引发剂。此外，在混合聚合法(使用热和光二者的方法)的情况下，可以使用热聚合引发剂和光聚合引发剂全部。然而，即使通过光聚合法，通过UV照射等也产生一定量的热，并且随着聚合反应(放热反应)进行也产生一些热。因此，组合物可以另外包含热聚合引发剂。
可以没有限制地使用可以通过光(例如UV射线)形成自由基的任何化合物作为光聚合引发剂。
例如，光聚合引发剂可以为选自以下中的一种或更多种化合物：安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦、和α-氨基酮。此外，酰基膦的具体实例包括二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基亚膦酸乙酯等。更多不同的光聚合引发剂充分公开在由Reinhold Schwalm著写的“UV Coatings:Basics,Recent Developments and NewApplication(Elsevier,2007)”第115页中，并且本公开内容不限于此。
基于100重量份的基于丙烯酸的单体，光聚合引发剂可以以0.001重量份至1重量份的量使用。当光聚合引发剂的含量低于0.001重量份时，聚合速率可能变慢，而当含量大于1重量份时，超吸收性聚合物的分子量可能变低并且特性可能不均匀。更具体地，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，光聚合引发剂可以以0.005重量份或更大、0.01重量份或更大、或者0.1重量份或更大且0.5重量份或更小、或者0.3重量份或更小的量使用。
在还包含热聚合引发剂作为聚合引发剂的情况下，可以使用选自以下中的一种或更多种引发剂作为热聚合引发剂：基于过硫酸盐的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸。具体地，可以使用过硫酸钠(Na2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)等作为基于过硫酸盐的引发剂的实例；以及可以使用2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双-(N,N-二亚甲基)异丁脒二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、2,2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、4,4-偶氮双-(4-氰基戊酸)等作为基于偶氮的引发剂的实例。更多不同的热聚合引发剂充分公开在Odian著写的‘Principle ofPolymerization(Wiley,1981)’第203页中，并且本公开内容不限于此。
基于100重量份的基于丙烯酸的单体，热聚合引发剂可以以0.001重量份至1重量份的量包含在内。当热聚合引发剂以小于0.001重量份的量包含在内时，几乎不发生另外的热聚合，并且添加热聚合引发剂的效果可能较低。当热聚合引发剂以大于1重量份的量包含在内时，超吸收性聚合物的分子量可能变低并且特性可能不均匀。更具体地，基于100重量份的基于丙烯酸的单体，热聚合引发剂可以以0.005重量份或更大、0.01重量份或更大、或者0.1重量份或更大，且0.5重量份或更小、或者0.3重量份或更小的量包含在内。
此外，如有必要，单体组合物还可以包含诸如表面活性剂、增稠剂、增塑剂、保存稳定剂和抗氧化剂的添加剂。
此外，单体组合物可以以溶解在溶剂中的溶液的形式制备。
此时，可以没有限制地使用可以溶解以上组分的任何溶剂。例如，溶剂可以为选自以下中的至少一者的组合：水、乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二甘醇单甲醚、二甘醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、甲基溶纤剂乙酸酯、和N,N-二甲基乙酰胺。溶剂可以以除以上组分之外的剩余量包含在单体组合物中。
接着，进行通过对单体组合物进行热聚合或光聚合来形成水凝胶聚合物的步骤2。
在本文中，热聚合法和光聚合法没有特别限制，只要它们是能够通过使单体组合物聚合来形成水凝胶聚合物的常用方法即可。
例如，光聚合可以通过在60℃至90℃、或70℃至80℃的温度下照射强度为3mW至30mW、或10mW至20mW的紫外线来进行。在以上条件下的光聚合的情况下，可以形成具有优异的聚合效率的聚合物。
此外，光聚合可以在配备有可移动传送带的反应器中或者在具有一定尺寸的不锈钢容器中进行。然而，上述聚合方法为一个实例，并且本公开内容不限于此。
此外，当如上所述在配备有可移动传送带的反应器中进行光聚合时，获得的水凝胶聚合物通常可以为具有带的宽度的片状水凝胶聚合物。在这种情况下，聚合物片的厚度可以根据待注入的单体组合物的浓度和注入速度而改变，并且优选进给单体组合物使得可以获得厚度为约0.5cm至约5cm的片状聚合物。当进给单体混合物使得片状聚合物的厚度变得太薄时，生产效率低，这是不期望的。当片状聚合物的厚度大于5cm时，由于过厚的厚度，聚合反应不能在整个厚度上均匀地进行。
基于水凝胶聚合物的总重量，步骤2中获得的水凝胶聚合物的含水量可以为约40重量％至约80重量％。同时，本公开内容中的“含水量”是水凝胶聚合物的总重量中的水分的含量，并且其意指从水凝胶聚合物的重量中减去经干燥的聚合物的重量的值。具体地，含水量被定义为由在通过红外加热升高聚合物的温度以进行干燥的过程中由于聚合物的水分蒸发所引起的重量损失计算的值。此时，用于测量含水量的干燥条件如下：将温度升高至约180℃并保持在180℃，并且总干燥时间为20分钟(包括加热步骤的5分钟)。
同时，在制备水凝胶聚合物之后，可以任选地进行在后续的干燥和粉碎过程之前将制备的水凝胶聚合物粉碎的粗粉碎过程。
粗粉碎过程是用于提高后续干燥过程中的干燥效率并控制待制备的超吸收性聚合物粉末的颗粒尺寸的过程，并且所使用的粉碎机没有特别限制。具体地，其可以包括选自以下中的至少一者：立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转式切碎机(rotary cuttermill)、切碎机(cutter mill)、盘式磨机、碎片破碎机、切碎机(chopper)、绞肉机、和盘式切割机，但其不限于此。
在粗粉碎过程中，可以将水凝胶聚合物粉碎成具有约1mm至10mm的直径。由于水凝胶聚合物的高含水量，在技术上难以将水凝胶聚合物粗粉碎成具有小于1mm的直径，并且可能存在经粉碎的颗粒彼此粘着的现象。同时，当将聚合物粗粉碎成具有大于10mm的直径时，在后续干燥步骤中的效率提高效果可能不显著。
随后，进行通过对水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级来形成包含聚合物的超吸收性聚合物的步骤3。
干燥方法没有特别限制，只要其通常用于水凝胶聚合物的干燥过程中即可。具体地，干燥步骤可以通过热空气供给、红外辐射、微波辐射、UV射线辐射等方法进行。
具体地，干燥可以在约150℃至约250℃下进行。当干燥温度低于约150℃时，干燥时间可能变得过长，并且最终制备的超吸收性聚合物的特性可能降低。而当干燥温度高于约250℃时，只有聚合物的表面过度干燥，在后续的粉碎过程中可能产生大量的细粉，并且最终制备的超吸收性聚合物的特性可能降低。因此，干燥可以优选在150℃或更高、或者160℃或更高，且200℃或更低、或者180℃或更低的温度下进行。
同时，考虑到过程效率，干燥时间可以为约20分钟至约90分钟，但其不限于此。
干燥步骤之后的聚合物的含水量可以为约5重量％至约10重量％。
同时，在干燥步骤之后进行粉碎过程。可以进行粉碎过程使得聚合物粉末即超吸收性聚合物颗粒的粒径为约150μm至约850μm。为了将聚合物粉碎成这样的直径，可以使用针磨机、锤磨机、螺旋式磨机、辊磨机、盘式磨机或点动式磨机作为粉碎机，但本公开内容不限于此。
此外，在粉碎步骤之后，为了控制待最终商业化的超吸收性聚合物粉末的特性，可以根据粒径使经粉碎的聚合物粉末经受分级过程。
作为以上过程的结果而获得的超吸收性聚合物可以呈包含其中基于丙烯酸的单体和可聚合抗菌单体使用内交联剂交联并聚合的聚合物的细粉末形式。具体地，超吸收性聚合物可以呈粒径为150μm至850μm的细粉末形式。
随后，所述方法还可以包括在表面交联剂的存在下对步骤3中制备的超吸收性聚合物进行热处理的表面交联步骤。通过以上步骤，可以制备还包含在聚合物上的通过使用表面交联剂使聚合物进一步交联而形成的表面交联层的超吸收性聚合物。对于关于表面交联剂的细节，参照上文。
表面交联是相对于颗粒内部的交联密度提高超吸收性聚合物的表面附近的交联密度的步骤。通常，将表面交联剂施加在聚合物的表面上。因此，在聚合物的表面上发生表面交联反应，这改善颗粒的表面上的可交联性而基本上不影响颗粒的内部。因此，经表面交联的超吸收性聚合物在表面处具有比内部更高的交联度。
此外，基于100重量份的超吸收性聚合物，表面交联剂可以以约0.001重量份至约5重量份的量使用。例如，基于100重量份的超吸收性聚合物，表面交联剂可以以以下量使用：0.005重量份或更大、0.01重量份或更大、或者0.05重量份或更大，且5重量份或更小、4重量份或更小、或者3重量份或更小。当在上述范围内使用表面交联剂时，可以制备具有优异的吸收相关物理特性的超吸收性聚合物。
此外，将表面交联剂与超吸收性聚合物混合的方法没有特别限制。例如，可以使用将表面交联剂和超吸收性聚合物添加在反应器中进行混合的方法；将表面交联剂喷洒到超吸收性聚合物上的方法；或者在将超吸收性聚合物和表面交联剂连续提供至连续运行的混合器的同时将它们混合的方法。
表面交联可以通过将超吸收性聚合物与上述表面交联剂一起在约80℃至约220℃的温度下加热约15分钟至约100分钟来进行。当交联温度低于80℃时，表面交联反应可能不能充分发生，而当其超过220℃时，表面交联反应可能过度进行。此外，当交联时间太短(短于15分钟)时，交联反应可能不能充分发生，而当交联时间超过100分钟时，颗粒表面上的交联密度可能由于过度的表面交联而变得过高，这可能引起物理特性的劣化。更具体地，表面交联可以通过在120℃或更高、或者140℃或更高，且200℃或更低、或者180℃或更低的温度下加热20分钟或更长、或者40分钟或更长，且70分钟或更短、或者60分钟或更短来进行。
用于表面交联反应的加热方式没有特别限制。可以向其提供热介质或直接向其提供热源。此时，可用的热介质可以为加热的流体例如蒸汽、热空气、热油等，但本发明不限于此。此外，考虑到热介质的方式、加热速度和加热的目标温度，可以适当地选择向其提供的热介质的温度。同时，可以使用电加热器或气体加热器作为直接提供的热源，但本公开内容不限于此。
同时，还提供了包含上述超吸收性聚合物的卫生产品。
在下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。然而，这些实施例仅用于举例说明的目的，并且本发明不旨在受这些实施例限制。
制备例A：可聚合抗菌单体1-1(3-(丙烯酰氧基)苯甲酸)的制备
Figure BDA0003974865360000211
将溶解于100mL水中的26.67g 3-羟基苯甲酸和15.63g NaOH的溶液放入250ml圆底烧瓶中，并向其中添加溶解于50mL 1,4-二
Figure BDA0003974865360000222
烷中的19.39g丙烯酰氯的溶液。此时，添加使用滴液漏斗在0℃下逐滴缓慢进行。在其中溶解有丙烯酰氯的1,4-二
Figure BDA0003974865360000223
烷溶液的添加完成时，在室温下在搅拌下进行反应4小时。在反应之后，添加盐酸直到反应溶液的pH达到2至3以获得液体产物。将获得的液体产物溶解在二氯甲烷(MC)溶剂中，然后向其中添加水以进行萃取。此后，将其用水重结晶以获得呈固体形式的标题化合物可聚合抗菌单体1-1。同时，获得的可聚合抗菌单体1-1的1H NMR谱示于图1中。
MS[M+H]+＝193
Figure BDA0003974865360000221
实施例-超吸收性聚合物组合物的制备
实施例1
(步骤1)在配备有搅拌器、氮气入口和温度计的3L玻璃容器中，在连续添加氮气的同时添加100g丙烯酸、0.25g作为内交联剂的聚乙二醇二丙烯酸酯(Mn＝575)、0.00625g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、0.125g作为热引发剂的过硫酸钠(SPS)、100g 40％氢氧化钠溶液和0.5g制备例A中制备的可聚合抗菌单体1-1，从而制备单体组合物。此时，丙烯酸和可聚合抗菌单体1-1的中和度为70mol％。
(步骤2)然后，将该单体组合物添加至宽度为250mm、长度为250mm且高度为30mm的不锈钢容器中，在80℃的UV室中用紫外线照射60秒(照射量：10mV/cm2)，然后老化2分钟以制备片型水凝胶聚合物。
(步骤3)将制备的水凝胶聚合物切割成3cm*3cm的尺寸，然后放入绞肉机中进行粉碎以获得尺寸为1mm至10mm的水凝胶颗粒碎屑。将获得的碎屑散布在孔尺寸为600μm的不锈钢丝网上至约30mm的厚度，并在120℃的热风烘箱中干燥11小时。使用粉碎机将由此获得的经干燥的聚合物粉碎，并用ASTM标准网状物分级以获得粒径为150μm至850μm的基础树脂，将其用作超吸收性聚合物。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用1.0g制备例A中制备的可聚合抗菌单体1-1。
实施例3
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用1.5g制备例A中制备的可聚合抗菌单体1-1。
实施例4
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用2.0g制备例A中制备的可聚合抗菌单体1-1。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中不使用可聚合抗菌单体1-1。
比较例2
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用0.1g可聚合抗菌单体1-1。
比较例3
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用100g可聚合抗菌单体1-1。
比较例4
以与实施例1中相同的方式制备超吸收性聚合物，不同之处在于在实施例1中使用30g可聚合抗菌单体1-1。
实验例1
以以下方式评估实施例和比较例中制备的超吸收性聚合物的物理特性，并且结果示于下表4中。
除非另外指出，否则所有步骤均在恒温恒湿室(23±1℃，相对湿度50±10％)中进行，以及生理盐水或盐水意指0.9重量％氯化钠(NaCl)水溶液。
(1)针对大肠杆菌的抗菌活性的评估
在将2g实施例和比较例中的一者中制备的超吸收性聚合物放入250细胞培养瓶中之后，注入50ml接种有3000±300CFU/ml的受试微生物大肠杆菌(ATCC 25922)的合成尿液。然后，将超吸收性聚合物混合约1分钟以充分吸收合成尿液溶液，并且其中充分吸收有溶液的聚合物呈凝胶形式，将其在保持在35℃的培养箱(由JEIO TECH制造)中孵育12小时。向经孵育的样品中添加150mL 0.9重量％NaCl溶液，摇动约1分钟，并将经稀释的溶液铺在琼脂培养基板上。之后，进行连续稀释以实现菌落计数，并且在该过程中使用0.9重量％NaCl溶液。对于抑菌性能，在考虑稀释浓度计算微生物的初始浓度(Co，CFU/mL)之后，根据以下等式1计算大肠杆菌(ATCC 25922)的抑菌减少率(％)，并且结果示于下表4中。
[等式1]
Figure BDA0003974865360000241
在以上等式中，
C样品为含抑菌物质的超吸收性聚合物的培养基中微生物的浓度(Co)，以及
C参照为不含抑菌物质的比较例1的超吸收性聚合物的培养基中微生物的浓度(Co)。
此时，如下制备用于评估抗菌活性的合成尿液。
首先，通过将表1中所列的试剂以以下重量放入1000mL烧瓶中，加水至1000mL，然后混合来制备储备溶液。然后，通过将表2中所列的试剂以以下重量放入100mL烧瓶中，加水至20mL，然后混合来制备阳离子溶液。此后，通过将表3中所列的试剂以以下重量放入100mL烧瓶中，加水至100mL，然后混合来制备尿素/葡萄糖溶液。
随后，使用高压釜将制备的储备溶液和阳离子溶液在120℃下灭菌15分钟，并充分冷却至室温。然后，将制备的尿素/葡萄糖溶液用0.22μm注射器过滤器(亲水性的，由Sartorius stedim制造)处理以除去杂质。
此后，将940mL储备溶液、10mL阳离子溶液和50mL尿素/葡萄糖溶液充分混合以制备合成尿液。制备的合成尿液通常储存在冰箱中并且可以使用2周，并且2周之后的合成尿液不用于实验。
[表1]
Figure BDA0003974865360000251
[表2]
Figure BDA0003974865360000252
[表3]
Figure BDA0003974865360000253
Figure BDA0003974865360000261
(2)离心保留容量(CRC)
根据EDANA(欧洲一次性用品和非织造布协会，EDANA)WSP 241.3测量实施例和比较例中的一者中制备的超吸收性聚合物在无负荷条件下的根据吸收率的离心保留容量。
具体地，在将W0(g，约0.2g)超吸收性聚合物均匀地插入非织造织物包封物中并将其密封之后，将其在室温下浸入生理盐水(0.9重量％氯化钠水溶液)中。在30分钟之后，以250G将包封物离心3分钟以排水，并测量包封物的重量W2(g)。此外，在不使用聚合物的情况下进行相同的操作之后，测量包封物的重量W1(g)。然后，使用获得的重量值根据以下等式计算CRC(g/g)，并且结果示于下表1中。
[等式2]
CRC(g/g)＝{[W2(g)-W1(g)]/W0(g)}-1
在等式2中，
W0(g)为超吸收性聚合物的初始重量(g)，
W1(g)为在将未容纳超吸收性聚合物的包封物浸入生理盐水中30分钟并通过使用离心机以250G将其脱水3分钟之后测量的包封物的重量，以及
W2(g)为在室温下将超吸收性聚合物浸入生理盐水中30分钟并通过使用离心机以250G将其脱水3分钟之后测量的容纳超吸收性聚合物的包封物的重量。
[表4]
Figure BDA0003974865360000271
1)基于100重量份的丙烯酸以重量份计
参照表4，实施例的超吸收性聚合物具有与不包含可聚合抗菌单体的比较例1的超吸收性聚合物的离心保留容量(CRC)相当的离心保留容量(CRC)，并且表现出优异的针对大肠杆菌(其为革兰氏阴性菌中的一种)的抗菌活性。
同时，确定了其中可聚合抗菌单体基于100重量份的丙烯酸单体以小于0.2重量份的量包含在聚合物中的比较例2的超吸收性聚合物未表现出针对大肠杆菌的抗菌活性。也确定了与比较例1的超吸收性聚合物相比，其中可聚合抗菌单体基于100重量份的丙烯酸单体以大于20重量份的量包含在聚合物中的比较例3的超吸收性聚合物具有显著降低的离心保留容量(CRC)。
因此，确定了在聚合物中以预定量包含可聚合抗菌单体的实施例的超吸收性聚合物在根据EDANA WSP 241.3测量的对于盐水(0.9重量％氯化钠水溶液)30分钟的离心保留容量(CRC)为31g/g至40g/g的同时表现出优异的抗菌活性。

Claims (12)

1.一种超吸收性聚合物，包含基于丙烯酸的单体、由以下化学式1表示的可聚合抗菌单体和内交联剂的聚合物，所述基于丙烯酸的单体含有酸性基团，其中所述酸性基团中的至少一部分被中和，
其中基于100重量份的所述基于丙烯酸的单体，所述可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量包含在所述聚合物中：
[化学式1]
Figure FDA0003974865350000011
在所述化学式1中，
R1至R3各自独立地为氢或甲基，以及
A为经取代或未经取代的C6至C60芳族环。
2.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
其中基于100重量份的所述基于丙烯酸的单体，所述可聚合抗菌单体以0.5重量份至2重量份的量包含在所述聚合物中。
3.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
其中在所述化学式1中，
A为未经取代或经选自C1至C4烷基、羟基和羧基中的至少一个取代基取代的苯环。
4.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
其中所述可聚合抗菌单体为选自以下中的任一者：
Figure FDA0003974865350000021
5.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
还包含在所述聚合物上的通过使用表面交联剂使所述聚合物进一步交联而形成的表面交联层。
6.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
其中所述超吸收性聚合物表现出针对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的至少一者的抗菌活性。
7.根据权利要求6所述的超吸收性聚合物，
其中所述革兰氏阴性菌为奇异变形杆菌或大肠杆菌，以及
所述革兰氏阳性菌为粪肠球菌。
8.根据权利要求1所述的超吸收性聚合物，
其中所述超吸收性聚合物的根据EDANA WSP 241.3测量的对于盐水(0.9重量％氯化钠水溶液)30分钟的离心保留容量(CRC)为31g/g至40g/g。
9.一种超吸收性聚合物的制备方法，包括以下步骤：
通过将含有酸性基团的基于丙烯酸的单体、由以下化学式1表示的可聚合抗菌单体、碱性物质、内交联剂和聚合引发剂混合来制备单体组合物；
通过对所述单体组合物进行热聚合或光聚合来形成水凝胶聚合物；以及
通过对所述水凝胶聚合物进行干燥、粉碎和分级来形成包含聚合物的超吸收性聚合物，
其中基于100重量份的所述基于丙烯酸的单体，所述可聚合抗菌单体以0.2重量份至20重量份的量使用：
[化学式1]
Figure FDA0003974865350000031
在所述化学式1中，
R1至R3各自独立地为氢或甲基，以及
A为经取代或未经取代的C6至C60芳族环。
10.根据权利要求9所述的超吸收性聚合物的制备方法，
其中所述单体组合物中的所述基于丙烯酸的单体和所述可聚合抗菌单体的中和度各自独立地为40mol％至95mol％。
11.根据权利要求9所述的超吸收性聚合物的制备方法，
还包括在表面交联剂的存在下对所述超吸收性聚合物进行热处理的表面交联步骤。
12.一种卫生产品，包含根据权利要求1至8中任一项所述的超吸收性聚合物。
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