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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymeren,
die Natriumacrylateinheiten enthalten, in wässrigem Medium.
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Die
Herstellung von Natriumacrylat ist bekannt. So mischt man beispielsweise
gemäß der Lehre
der GB-C-1,073,856 eine Lösung
von Natronlauge in Methanol mit einer Lösung von Acrylsäure in Methanol
bei Temperaturen in dem Bereich von 5 bis 50°C. Vorzugsweise fügt man die
Lösung
der Natronlauge in Methanol zur Acrylsäurelösung. Das dabei entstehende
Natriumacrylat fällt
aus der Lösung
aus und kann zentrifugiert bzw. abfiltriert werden. Das feste Natriumacrylat
kann getrocknet werden, wobei man vorzugsweise eine Temperatur von
unterhalb 40°C
einstellt.
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Aus
der EP-B-0 372 706 ist die Herstellung von Salzen der Acrylsäure durch
Neutralisation von Acrylsäure
mit einer basischen Verbindung in wässrigem Medium bekannt, wobei
man Acrylsäure
und basische Verbindung zu Wasser zusetzt und den Neutralisationsgrad
der Acrylsäure
zunächst
auf 75 bis 100 Mol-% einstellt, dann den Neutralisationsgrad durch
weitere Zugabe der basischen Verbindung auf 100,1 bis 110 Mol-%
erhöht,
das Reaktionsgemisch 1 Minute bis 120 Minuten bei diesem Neutralisationsgrad
belässt
und anschließend
soviel Acrylsäure
zugibt, dass der Neutralisationsgrad der Acrylsäure 20 bis 100 Mol-% beträgt. Die
so erhältlichen
wässrigen Lösungen von
teilweise oder vollständig
neutralisierter Acrylsäure
werden in Gegenwart von Vernetzern zur Herstellung von vernetzten
Polyacrylaten eingesetzt, die einen geringeren Restmonomerengehalt als
diejenigen Polymeren haben, die durch Polymerisation von Acrylaten
erhältlich
sind, die nicht mit einem Überschuss
an Neutralisationsmittel behandelt wurden.
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In
DE 10234772 wird ein Verfahren
zur Herstellung von Superabsorbern beschrieben. Hierbei wird aus
festem Na-Acrylat eine nicht übersättigte Lösung hergestellt.
Offenbart sind auch Aufschwämmungen
von Natriumacrylat in Wasser.
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Um
eine vorzeitige Polymerisation zu vermeiden bzw. zurückzudrängen, enthält die handelsübliche Acrylsäure in aller
Regel mindestens einen Stabilisator. Polymerisiert man eine stabilisatorhaltige
Acrylsäure,
so erhält
man beispielsweise bei der Herstellung von superabsorbierenden Polymeren nach
dem aus der obengenannten Literaturstelle bekannten Verfahren gefärbte Produkte.
Um farblose Superabsorber herzustellen, ist es erforderlich, eine stabilisatorhaltige
Acrylsäure
zunächst
zu destillieren oder den Stabilisator durch Absorption z.B. an Aktivkohle,
aus der Acrylsäure
zu entfernen und die Acrylsäure
möglichst
umgehend zu polymerisieren. Die bisher angewandten Verfahren zur
Herstellung von vernetzten superabsorbierenden Polyacrylaten zeichnen sich
besonders dadurch aus, dass ungesättigte Lösungen von Natriumacrylat eingesetzt
werden wodurch die Raum-Zeit-Ausbeute nicht maximiert wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polymerisationsverfahren
zur Verfügung
zu stellen, welches die Raum-Zeit-Ausbeute durch Einsatz einer hochkonzentrierten
Monomerenlösung
verbessert und auf diesem Weg qualitativ hochwertige Polymere kostengünstig zur
Verfügung zu
stellen.
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Überraschend
wurde nun gefunden, dass Polymere, die durch Polymerisation übersättigter
Natriumacrylatlösungen
erhalten werden, eine sehr gute Produktqualität mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute
vereinen können.
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Polymere
die nach der erfindungsgemäßen Methode
hergestellt werden können
sind insbesondere Flockungsmittel und Superabsorber. Superabsorber
sind bevorzugt. Unter Superabsorber werden Polymere verstanden die
bei einem Druck von 5 g/cm2 mindestens 10
g Wasser pro g Polymer absorbieren können.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
Verfahren zur Herstellung von Polymeren, die Natriumacrylateinheiten
enthalten, durch radikalische Polymerisation von Natriumacrylat
und gegebenenfalls anderen Monomeren in wässrigem Medium, wenn man eine übersättigte wässrige Lösung von Natriumacrylat
einsetzt, die durch Lösen
von festem Natriumacrylat in einem wässrigen Medium und anschließendem Abkühlen erhältlich ist
oder die durch Neutralisation einer ausreichend hoch konzentrierten Acrylsäurelösung vor
der Polymerisation erhältlich ist.
Diese übersättigte Lösung kann
falls gewünscht auch
stabilisiert werden, z. B. durch Zusatz entsprechender Polymere.
Aus der übersättigten
Lösung kann
Natriumacrylat teilweise auch wieder ausgefällt werden.
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Unter
einer übersättigten
Lösung
wird der metastabile Zustand verstanden, in dem sich mehr Salz der
Acrylsäure
in Lösung
befindet, als in einer vollständig
gesättigten
Lösung
des Salzes im thermodynamisch stabilen Gleichgewicht.
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Natriumacrylat
in fester Form ist zwar in der Literatur beschrieben, wurde jedoch
bisher nicht zur Herstellung von Polymeren verwendet. Um Natriumacrylateinheiten
enthaltende Polymere herzustellen, ging man bisher immer von wässrigen
Natriumacrylatlösungen
aus, die – meistens
unmittelbar vor der Polymerisation – durch Neutralisieren von
reiner Acrylsäure
oder von stabilisatorhaltiger Acrylsäure mit wässriger Natronlauge hergestellt
wurde. Da reine Acrylsäure
nicht beständig
ist, war es erforderlich, sie direkt nach der Destillation bzw.
nach einer fraktionierten Kristallisation mit wässriger Natronlauge zu neutralisieren.
Das feste Natriumacrylat ist ausreichend beständig, so dass es ohne Stabilisierung
gegen Polymerisation längere
Zeit gelagert und transpor tiert werden kann. Für Lagerung und Transport von
Natriumacrylat sollten die Temperaturen 40°C nicht übersteigen. Sie liegen meistens
in dem Bereich von beispielsweise 5 bis 35°C, insbesondere 10 bis 20°C.
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Das
feste Natriumacrylat hat beispielsweise einen mittleren Teilchendurchmesser
von 45 μm
bis 2000 μm,
vorzugsweise 45 μm
bis 500 μm.
Vorzugsweise geht man zur Herstellung der wässrigen Monomerlösungen von
wasserfreiem Natriumacrylat aus. Das feste, pulverförmige Natriumacrylat,
das hygroskopisch ist, kann jedoch auch beispielsweise 0,1 bis 10
Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 2 Gew.-% Wasser enthalten. Beim Erhitzen
von festem Natriumacrylat tritt bis zu einer Temperatur von 250°C praktisch
keine Veränderung
des festen Salzes ein, es zersetzt sich vielmehr erst oberhalb dieser
Temperatur beim Schmelzen.
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Das
feste Natriumacrylat ist sehr leicht in Wasser löslich. Man kann daraus wässrige Monomerlösungen oder
wässrige
Dispersionen bereiten, die beispielsweise 5 bis 75, vorzugsweise
20 bis 45 Gew.-% Natriumacrylat enthalten. Oberhalb einer Konzentration
von mehr als 45 Gew.-% Natriumacrylat liegen Dispersionen von Natriumacrylat
vor. Diese Lösungen
bzw. Dispersionen können
direkt polymerisiert werden. Bei der Polymerisation der wässrigen
Natriumacrylatdispersionen reagiert zunächst das in Wasser gelöste Natriumacrylat,
das dispergierte Natriumacrylat löst sich im Verlauf der Polymerisation.
Man kann jedoch auch gegebenenfalls Acrylsäure zu diesen Lösungen geben,
so dass man eine partiell neutralisierte Acrylsäure mit einem Neutralisationsgrad
von beispielsweise 10 bis 95 Mol-%, vorzugsweise 40 bis 90 Mol-%
und insbesondere 60 bis 80 Mol-% erhält.
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Bevorzugt
wird im erfindungsgemäßen Verfahren
Acrylsäure
mit Natronlauge, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat
zu einer übersättigten
wässrigen
Lösung
von Natriumacrylat und Acrylsäure
neutralisiert, wobei das Natriumacrylat teilweise ausgefällt wird.
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Die
so erhaltenen übersättigten
wässrigen Monomerlösungen bzw.
Ausfällungen
von Natrium-acrylat können
gegebenenfalls weitere wasserlösliche
Comonomere enthalten, z.B. Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Alkalimetall-
und Ammoniumsalze sowie Amide der genannten Säuren, Hydroxyalkylester von
Acrylsäure
oder Methacrylsäure,
N-Vinylformamid und Diallyldimethylammoniumchlorid. Die erfindungsgemäß einzusetzenden
wässrigen Monomerlösungen von
Natriumacrylat können
auch mit wasserunlöslichen
Monomeren wie Styrol und/oder (Meth)acrylsäureestern von einwertigen Alkoholen,
z.B. n-, tert.- oder
Iso-butylacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und/oder Vinylestern
wie Vinylacetat oder Vinylpropionat, copolymerisiert werden. Hierbei
erhält
man wässrige
Dispersionen oder – je
nach Menge der bei der Copolymerisation eingesetzten wasserlöslichen
Monomeren – wässrige Polymerlösungen von
hydrophob modifizierten Polymeren.
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In
der bevorzugten Verfahrensvariante setzt man der Acrylatlösung vor
der Polymerisation noch saure Comonomere wie z.B. Acrylsäure zu.
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Das
feste Natriumacrylat kann erfindungsgemäß auch ganz oder teilweise
durch ein anderes festes wasserlösliches
Salz ersetzt werden, z.B. durch Ammonium- oder Kaliumacrylat oder
durch Erdalkalimetallacrylate wie insbesondere Magnesium-, Strontium
oder Bariumacrylat. Auch Mischungen der in Betracht kommenden festen
Alkalimetall- und
Erdalkalimetallacrylate können
polymerisiert werden. Die übersättigten
Lösungen
dieser Salze enthalten entsprechend ihrer Löslichkeit zum Teil auch höhere Konzentrationen
an Acrylat. Die hier beschriebene Erfindung wird am Beispiel Natriumacrylat
im Detail erläutert,
kann aber vom Fachmann entsprechend auf andere Salze des Acrylats übertragen
werden. Die Erfindung kann entsprechend auch bei Salzen des Methacrylats
eingesetzt werden.
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Die
erfindungsgemäß einzusetzenden übersättigten
wässrigen
Monomerlösungen
oder Dispersionen von Natriumacrylat und gegebenenfalls Acrylsäure werden
vorzugsweise zur Herstellung von wasserunlöslichen, vernetzten, gelförmigen Polymerisaten
verwendet. Solche Polymeren werden erhalten, indem man die erfindungsgemäß einzusetzenden übersättigten
wässrigen
Lösungen
von Natriumacrylat in Gegenwart von 0,001 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise
0,01 bis 2 Gew.-% eines mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen
aufweisenden Monomeren polymerisiert. Geeignete Vernetzer sind beispielsweise
N,N'-Methylenbisacrylamid, Diacrylate
oder Dimethacrylate von Polyalkylenglykolen mit Molmassen von 100
bis 1500, Trimethy-Iolpropantrimethacrylat,
mindestens zweifach mit Acrylsäure
oder mit Methacrylsäure
veresterte Umsetzungsprodukte von Trimethylolpropan mit 1 bis 8 Mol
Ethylenoxid pro OH-Gruppe, insbesondere die vollständig mit
Acrylsäure
oder Methacrylsäure
veresterten Umsetzungsprodukte von Trimethylolpropan mit 2 bis 6
Mol Ethylenoxid pro OH-Gruppe,
Triallylamin oder Tetraallylammoniumchlorid. Verfahren zur Herstellung
der gelförmigen,
vernetzen Polymeren sind beispielsweise aus der zum Stand der Technik
genannten EP-B-0 372 706, Seiten 6 und 7 sowie der WO-A-99/42494,
Seiten 4 bis 8 sowie der WO 01/38402 bekannt. Man erhält teilchenförmige Hydrogele,
die einen mittleren Teilchendurchmesser von beispielsweise 45 bis
1000 μm,
vorzugsweise 150 bis 850 μm,
besonders bevorzugt <700 μm haben.
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Um
teilchenförmige
Hydrogele mit einer hohen Gelfestigkeit herzustellen, unterwirft
man die teilchenförmigen
Hydrogele einer Oberflächennachvernetzung.
Beispiele für
geeignete Oberflächennachvernetzungsmittel
sind mehrwertige Alkohole, vgl.
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US-A-4
666 983, sowie 2-Oxazolidinone, vgl. WO-A-99/42494. Die Nachvernetzung
von teilchenförmigen
Hydrogelen ist in den genannten Literaturstellen ausführlich beschrieben. Üblicherweise
besprüht
man die teilchenförmigen
Hydrogele mit einer Lösung
mindestens eines Vernetzers in einem inerten Lösemittel wie Wasser oder Gemischen
von Wasser mit einem einwertigen oder mehrwertigen Alkohol. Zur
Oberflächennachvernetzung
erhitzt man die mit einer Lösung
des Vernetzers behandelten Hydrogelteilchen auf eine Temperatur
in dem Bereich von 50 bis 250°C,
vorzugsweise 115 bis 190°C.
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Erfindungsgemäß wird festes
Natriumacrylat oder durch übersättigende
Neutralisation teilweise gefälltes
Natriumacrylat zur Herstellung der übersättigten wässrigen Monomerlösungen verwendet.
Dies führt
zu hochkonzentrierten Reaktionsgemischen, die gegenüber den
bekannten Verfahren eine gesteigerte Raum-Zeit-Ausbeute durch den
stark erhöhten Feststoffgehalt
ermöglichen.
Die erfindungsgemäßen Reaktionsgemische
stellen übersättigte,
gegebenenfalls stabilisierte, Lösungen
oder Ausfällungen, Aufschlämmungen
oder Dispersionen von Natriumacrylat, entstanden aus übersättigten
Lösungen
von Natriumacrylat, in wässriger
Acrylsäure
dar.
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Die
erfindungsgemäßen übersättigten
Lösungen
von Natriumacrylat sind in jedem bekannten Polymerisationsverfahren
verwendbar. Beispielsweise können
sie bevorzugt in Kneterverfahren oder Bandverfahren eingesetzt werden.
Weiterhin können sie
in dünnen
Schichten auf Walzen oder Bändern polymerisiert
werden, oder aber sie werden versprüht und als Tröpfchen in
der Gasphase polymerisiert.
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Die
Salze der Acrylsäure
sind in festem Zustand als auch in wässriger Lösung stabil, so dass bei der
Lagerung der festen Salze bzw. von wässrigen Lösungen der Salze keine Diacrylsäure gebildet
wird. Polymere, die aus diesem Monomeren hergestellt werden, können ohne
Erhöhung
des Restgehaltes an Acrylsäure
im Polymeren auf höhere
Temperaturen erhitzt werden, z.B. auf 190 bis 210°C. Wird dagegen bei
der Polymerisation Acrylsäure
eingesetzt, die Diacrylsäure
enthält,
so beobachtet man beim Erhitzen von Polymeren, die aus diesen Monomeren
hergestellt wurden, eine Rückspaltung
der einpolymerisierten Diacrylsäure
unter Freisetzung von Acrylsäure. Daher
haben solche Polymere nach einer thermischen Beanspruchung einen
höheren
Restmonomergehalt als vorher. Natriumacrylat braucht außerdem nicht
durch Zusatz von Inhibitoren gegen vorzeitige Polymerisation stabilisiert
zu werden.
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So
erhält
man beispielsweise nach der Oberflächenvernetzung teilchenförmige Hydrogele
mit einer Farbzahl nach DIN 5033 L ≥ 90 sowie Farbzahl b < 10, vorzugsweise
ist L ≥ 93
und b < 8.
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Die
Werte für
die SFC (Saline Flow Conductivity) der an der Oberfläche nachvernetzten
Teilchen betragen beispielsweise >25,
bevorzugt >60 und
insbesondere >100.
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Der
Gehalt an restlicher Acrylsäure
in den teilchenförmigen
Hydrogelen, die einer Oberflächennachvernetzung
unterworfen wurden, liegt beispielsweise <500 ppm, vorzugsweise <300 ppm.
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Diese
Teilchen haben eine CRC (Centrifuge Retention Capacity) von 20 bis
40 g/g und weisen einen Gehalt an 16h-Extrahierbaren Bestandteilen
von unter 20 Gew.%, bevorzugt unter 15 Gew.%, besonders bevorzugt
unter 10 Gew.% und am meisten bevorzugt unter 7,5 Gew.% nach Oberflächennachvernetzung
auf.
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Meßmethoden
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Die
Bestimmung der 16 h-Extrahierbaren wurde gemäß ISO/DIS 17190-10 durchgeführt. SFC (Saline
Flow Conductivity) wurde nach der in der US-A-5,599,335 angegebenen
Testmethode bestimmt.
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CRC
(Centrifuge Retention Capacity) und AUL (Absorption under Load)
wurden nach der auf den Seiten 8 und 9 der WO-A-99/42494 gegebenen Vorschrift
ermittelt.
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Die
Farbzahlen wurden nach DIN 5033 ermittelt (siehe auch Richard S.
Hunter, The Measurement of Appearance, Wiley NY 1975). Verwendet wurde
ein Hunterlab LS 5100 Colorimeter.
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Beispiel 1:
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In
einem gut gerührten
Laborreaktor mit Kühlmantel
werden 254 g deionisiertes Wasser und 339,2 g 50 Gew.%-ige Natriumhydroxidlösung vorgelegt.
Dann werden langsam und unter guter Kühlung 406,8 g Acrylsäure zugetropft,
wobei die Temperatur der Reaktionslösung nicht über 40 C ansteigen darf. Es
kommt zu einer teilweisen Ausfällung
von feinteiligem Natriumacrylat welches zur Oberfläche aufschwimmt.
Nach Beendigung der Laugezugabe wird auf 20 C gekühlt und
es werden noch 0,407 g 15-fach ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat
(SR 9035, Fa. Sartomer) zugegeben.
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100
g dieser Reaktionslösung
gibt man in eine kleine Wanne aus rostfreiem Stahl, so dass die Schichtdicke
ca. 1 cm beträgt.
Man fügt
noch 0,10 g Kaliumpersulfat-gelöst
in sehr wenig Wasser- hinzu, rührt
kurz um und stellt die Wanne auf eine Heizplatte, deren Oberflächentemperatur
ca. 120 C beträgt.
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Nach
kurzer Zeit beginnt die Reaktion lebhaft und unter Wasserverdampfung,
wobei das ausgefallene feste Natriumacrylat langsam und vollständig in Lösung geht
und mit einpolymerisiert wird. Nach Beendigung der Reaktion wird
die harte Masse in grobe, ca. 1 cm große Stücke gebrochen oder mit einer Schere
zerschnitten und bei 140 C im Umluftschrank ca. 3 h getrocknet.
Vor und nach der Trocknung wird zurückgewogen, der Feststoffgehalt
der gebrochenen Masse beträgt
nach der Polymerisation ca. 68 Gew.%.
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Das
getrocknete Polymer wird gemahlen und bei 150 – 850 Mikrometer abgesiebt.
Es weist folgende Eigenschaften auf:
CRC = 38 g/g, AUL 0.3
psi = 10 g/g, Extrahierbare 3h = 16 Gew.%
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20
g des pulverisierten Polymers wird nun mit einer Lösung von
0,02 g Ethylengylcofdiglycidylether in 1,0 g Wasser unter Rühren besprüht und anschließend 1 h
bei 150 C auf einem Uhrglas im Umluftschrank getrocknet. Es wird
dann nochmals über ein
850 Mikrometer-Sieb gesiebt, um Klumpen zu entfernen.
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Das
getrocknete Polymer weist nun folgende Eigenschaften auf:
CRC
= 36 g/g, AUL 0.3 psi = 34 g/g, AUL 0.7 psi = 21 g/g,
Extrahierbare
3h = 8 Gew.%
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Beispiel 2:
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In
einem gut gerührten
Laborreaktor mit Kühlmantel
werden 254 g deionisiertes Wasser und 406,8 g Acrylsäure vorgelegt.
Dann werden langsam und unter guter Kühlung 339,2 g 50 Gew.%ige Natriumhydroxidlösung zugetropft,
wobei die Tem-peratur der Reaktionslösung nicht über 40 C ansteigen darf. Es
kommt zu einer teilweisen Ausfällung
von feinteiligem Natriumacrylat welches zur Oberfläche aufschwimmt.
Nach Beendigung der Laugezugabe wird auf 20 C gekühlt und
es werden noch 0,814 g 15-fach ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat
(SR 9035, Fa. Sartomer) zugegeben.
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100
g dieser Reaktionslösung
gibt man in eine kleine Wanne aus rostfreiem Stahl, so dass die Schichtdicke
ca. 1 cm beträgt.
Man fügt
nach 0,10 g Kaliumpersulfat-gelöst
in sehr wenig Wasser- hinzu, rührt
kurz um und stellt die Wanne auf eine Heizplatte, deren Oberflächentemperatur
ca. 120 C beträgt.
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Nach
kurzer Zeit beginnt die Reaktion lebhaft und unter Wasserverdampfung,
wobei das ausgefallene feste Natriumacrylat langsam und vollständig in Lösung geht
und mit einpolymerisiert wird. Nach Beendigung der Reaktion wird
die harte Masse in grobe, maximal 1 cm große Stücke gebrochen oder mit einer Schere
zerschnitten und bei 140 C im Umluftschrank ca. 3 h getrocknet.
Vor und nach der Trocknung wird zurückgewogen, der Feststoffgehalt
der gebrochenen Masse beträgt
nach der Polymerisation ca. 71 Gew.%.
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Das
getrocknete Polymer wird gemahlen und bei 150 – 850 Mikrometer abgesiebt.
Es weist folgende Eigenschaften auf:
CRC = 34 g/g, AUL 0.3
psi = 15 g/g, Extrahierbare 3h = 13 Gew.%
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20
g des pulverisierten Polymers wird nun mit einer Lösung von
0,02 g Ethylengylcoldiglycidylether und 0,01 g Sorbitanmonolaurat
(Span 20) in 1,0 g Wasser unter Rühren besprüht und anschließend 1 h
bei 150 C auf einem Uhrglas im Umluftschrank getrocknet. Es wird
dann nochmals über
ein 850 Mikrometer-Sieb gesiebt, um Klumpen zu entfernen.
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Das
getrocknete Polymer weist nun folgende Eigenschaften auf:
CRC
= 30 g/g, AUL 0.3 psi = 31 g/g, AUL 0.7 psi = 24 g/g,
Extrahierbare
3h = 6 Gew.%
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Beispiel 3:
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In
einem gut gerührten
Laborreaktor mit Kühlmantel
werden 316 g deionisiertes Wasser vorgelegt, darin werden dann 100
g festes Natriumacrylat gelöst
und 330 g Acrylsäure
hinzugefügt – die Temperatur
wird hierbei zwischen 20 und 40 C über den Mantel gehalten. Dann
werden langsam und unter guter Kühlung
254 g 50 Gew.%ige Natriumhydroxidlösung zugetropft, wobei die
Temperatur der Reaktionslösung
nicht über
40 C ansteigen darf. Es kommt zu einer teilweisen Ausfällung von
feinteiligem Natrium-acrylat welches zur Oberfläche aufschwimmt. Nach Beendigung
der Laugezugabe wird auf 20 C gekühlt und es werden noch 0,407
g 15-fach ethoxyliertes Trimethylol-propantriacrylat (SR 9035, Fa.
Sartomer) zugegeben.
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100
g dieser Reaktionslösung
gibt man in eine kleine Wanne aus rostfreiem Stahl, so dass die Schichtdicke
ca. 1 cm beträgt.
Man fügt
noch 0,10 g Kaliumpersulfat -gelöst
in sehr wenig Wasser- hinzu, rührt
kurz um und fügt
dann eine winzige Spur Ascorbinsäure
gelöst
in wenig Wasser hinzu. Die Menge der Ascorbinsäure muss sehr klein gehalten
werden, typisch unter 0,01 Gew.% bezogen auf Monomer, da es ansonsten
zu einem sehr heftigen Start der Reaktion kommt.
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Nach
sehr kurzer Zeit beginnt die Reaktion lebhaft und unter Wasserverdampfung,
wobei das ausgefallene feste Natriumacrylat langsam und vollständig in
Lösung
geht und mit einpolymerisiert wird. Nach Beendigung der Reaktion
wird die harte Masse in grobe, ca. 1 cm große Stücke gebrochen oder mit einer
Schere zerschnitten und bei 140 C im Umluftschrank ca. 3 h getrocknet.
Vor und nach der Trocknung wird zurückgewogen, der Feststoffgehalt
der gebrochenen Masse beträgt
nach der Polymerisation ca. 69 Gew.%.
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Das
getrocknete Polymer wird gemahlen und bei 150 – 850 Mikrometer abgesiebt.
Es weist folgende Eigenschaften auf:
CRC = 37 g/g, AUL 0.3
psi = 10 g/g, Extrahierbare 3h = 14 Gew.%
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20
g dieses pulverisierten Grundpolymers wird nun mit einer Lösung von
0,02 g Ethylen-gylcoldiglycidylether und 0,01 g Sorbitanmonococoat
in 1,0 g Wasser unter Rühren
besprüht
und anschließend
1 h bei 150 C auf einem Uhrglas im Umluftschrank getrocknet. Es
wird dann nochmals über
ein 850 Mikrometer-Sieb gesiebt, um Klumpen zu entfernen.
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Das
getrocknete Polymer weist nun folgende Eigenschaften auf:
CRC
= 35 g/g, AUL 0.3 psi = 33 g/g, AUL 0.7 psi = 20 g/g,
Extrahierbare
3h = 7 Gew.%
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Beispiel 4
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20
g des pulverisierten Grundpolymers aus Beispiel 3 wird mit einer
Lösung
von 0,03 g N-Hydroxyethyl-2-Oxazolidinon und 0,01 g Sorbitanmonococoat
in 1,0 g Wasser unter Rühren
besprüht
und anschließend
1 h bei 175 C auf einem Uhrglas im Umluftschrank getrocknet. Es
wird dann nochmals über ein
850 Mikrometer-Sieb gesiebt, um Klumpen zu entfernen.
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Das
getrocknete Polymer weist nun folgende Eigenschaften auf:
CRC
= 30 g/g, AUL 0.7 psi = 23 g/g, Extrahierbare 3h = 5 Gew.%.