DE19619680A1 - Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärkebasis - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf StärkebasisInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung superabsorbierender
Polymerer durch Pfropfpolymerisation α, β-ethylenisch ungesättigter, funktionelle
Gruppen enthaltender Verbindungen auf Stärke.
Als superabsorbierende Polymere (SAP) mit einem Wasseraufnahmevermögen bis zu
mehr als das Hundertfache ihres Eigengewichtes werden vor allem Polyacrylsäure
(PAS) bzw. ihre Salze oder auch Polyacrylamide (PAA) sowie aus Acrylsäure, zu
meist in (teil-)neutralisierter Form, und Acrylamid erhaltene Copolymere verwendet.
Generell werden die hydrophilen Monomeren, insbesondere (Meth-)Acrylsäure bzw.
ihre Salze und/oder Acrylamid, gegebenenfalls unter Zusatz weiterer Comonomerer
oder auch bifunktioneller vernetzender α, β-ethylenisch ungesättigter (Vinyl-)Mono
merer, in wäßriger Phase, vor allem in inverser Suspension oder inverser Emulsion,
mittels energiereicher oder auch freier radikalischer Initiatoren polymerisiert
(EP 0072214, EP 0285404, EP 0295438, EP 0339461, EP 0532002, EP 0644211;
WO 89/12449, WO 89/12450, WO 95/11932; US 5373066, US 5397845,
US 5408006, US 5412037).
Der Nachteil der auf diese Weise erhaltenen SAP besteht insbesondere im insgesamt
hohen technisch-technologischen Aufwand ihrer Erzeugung und in ihrer Resistenz
gegenüber biologischem Abbau.
Als Alternative dazu haben sich die unter Einhaltung spezieller Polymerisationsbe
dingungen durch Aufpfropfen hydrophiler Monomerer bzw. deren Salze auf natürlich
abbaubare Polymersubstrate, insbesondere auf die durch Biosynthese entstehenden,
überwiegend aus Polysacchariden aufgebauten Naturstoffe, wie Stärke oder auch
Cellulose und ihre Derivate, erhaltenen funktionalisierten Polymerprodukte erwiesen.
Die Erzeugung von SAP unter Verwendung nativer Stärke erfolgt überwiegend in
wäßrigem und/oder alkoholischem Medium oder in wäßrigen Quellphasen mit wasser
löslichen Radikalbildnern, insbesondere mittels Ionen wie Ce(III)-Kationen, Peroxid
sulfaten oder Redoxsystemen (Fanta, G.F., et. al., J. Appl. Polym. Sci. 15 (1971),
2651; ebenda 49 (1993), 1679; Khalil, M.J., u. a., Angew. Makrom. Chem. 213 (1993),
43).
Bevorzugt werden Acrylamid und (Meth-)Acrylsäure, insbesondere in Form ihrer Alka
lisalze, oder auch kationische aminogruppensubstituierte Monomere in Gegenwart
von Stärke polymerisiert (US 4 155888, US 4076663; Wurzburg, O.B., Ed. CRC
Press Inc., Boca Raton, FL (1986) Chapter 10: "Grafted Starches", S. 162-168, von
Fanta, G.F., u. Doane, W.M.).
Säuregepfropfte Stärke kann auch erhalten werden über die Pfropfung von Methyl
acrylat, welches in einem zweiten Schritt mit Kaliumhydroxid verseift wird
(US 3 377 302).
Die Pfropfung der in wäßriger Phase bzw. Wasser-Alkohol- oder Wasser-Essigsäure-
Gemischen gelösten und/oder suspendierten hydrophilen Monomeren kann auch mit
einer durch ⁶⁰Co- oder Elektronenbestrahlung vorbehandelten Stärke erfolgen
(US 3 518 176; Reyes, Z., u. a., J. Polym. Sci. C 23 (1968), 401).
Weiterhin ist bekannt, die strahlungsinduzierte Pfropfung mit einer, in einem größeren
Monomerlösungsvolumen angequollenen Stärke bzw. in halbtrockenen Gemischen
aus Stärkegranulat, Acrylsäure und Acrylamid (Burr, R.C., Fanta, G.F., u. a., J. Appl.
Polym. Sci. 20 (1976), 3201) sowie für Monomermischungen aus Acrylamid und
Salzen spezieller kationischer Monomerer auf bestrahlte, nahezu trockene Stärke
(US 3 976 552) durchzuführen.
Aufgrund des hohen technisch-technologischen Aufwandes, einschließlich des zu
berücksichtigenden hohen Sicherheitsstandards, ist die technische Nutzung der
strahlungsinduzierten Stärkepfropfung unwirtschaftlich.
Die bevorzugte Verwendung der mittels Pfropfpolymerisation hydrophiler Monomerer
erhaltenen funktionalisierten, gegebenenfalls nachvernetzten Stärken, die als ein
Blend aus dem Naturstoff und dem "aufgepfropften" synthetischen Polymerisat zu
betrachten sind, beruht auf ihrer Eigenschaft, innerhalb von kurzen Zeiten ein Viel
faches gegenüber ihrer Eigenmasse an Wasser absorbieren zu können
(US 4 076 663, US 4 421 129, EP 0 658 419).
Um funktionalisierte Stärke mit dem für SAP charakteristischen hohen Wasserauf
nahmevermögen zu erhalten, ist es notwendig, größere Anteile an hydrophilem(n)
Monomer(en) zu pfropfen. Für die im allgemeinen unter Verwendung wasserlöslicher
radikalischer Initiatoren in wäßriger und/oder alkoholischer Phase durchgeführte
Stärkepfropfung ist die Pfropfeffektivität, die sich vor allem in geringen Pfropfaus
beuten und niedrigen Pfropfgraden äußert und damit wiederum zu einer Einschrän
kung der an für sich erwarteten Wasserabsorptionsfähigkeit führt, unbefriedigend.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der hohe Aufwand für die aus der wäßrigen
Phase zurückzugewinnenden, nicht umgesetzten Monomeren zusätzliche Kosten
verursacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch Pfropfpolymeri
sation hydrophiler Monomerer mit hoher Pfropfausbeute auf natürlich abbaubare
Polymere aus der Reihe der vollständig oder überwiegend aus Polysacchariden
bestehenden Naturstoffe SAP mit einem gegenüber den bekannten Pfropfverfahren
verbesserten Wasseraufnahmevermögen bei gleichzeitiger Sicherung eines insge
samt geringeren technisch-technologischen Aufwandes herzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß native Stärke mit einem
Amylopektingehalt von 15 bis 100 Masse-% in pulveriger und/oder körniger bis
granularer oder auch anderer teilchenflächiger Form als Pfropfpolymerrückgrat vor
gelegt und im Verlaufe der unter Rühren erfolgenden Aufheizphase bis auf eine Poly
merisationsendtemperatur zwischen 65 und 100°C nach Überschreiten des für die
jeweilige Stärke charakteristischen Quelltemperaturbereiches zwischen 50 und 80°C
das Monomer oder Monomergemisch mit einem auf 100 Masseteile Stärke bezogenen
Anteil zwischen 30 und 300 Masseteilen in einer Zusammensetzung aus 50 bis 100
Masse-% mindestens eines carboxylgruppen- und/oder säureanhydridgruppenhalti
gen Monomers mit einem Neutralisationsgrad von 0 bis 100% (Carboxylmonomer)
und 0 bis 50 Masse-% mindestens eines carboxylgruppen- und/oder säureanhydrid
gruppenfreien Monomers hinzugefügt und in Gegenwart einer organophilen radikal
bildenden peroxidischen und/oder Diazoverbindung unter Aufrechterhaltung einer
trocken-fließfähigen Konsistenz der Polymerisationsmischung gepfropft und an
schließend vollständig neutralisiert wird.
Als erfindungsgemäß geeignete Pfropfpolymerrückgrate haben sich Stärken in ihren
verschiedensten pflanzlichen Vorkommen sowie Aufbereitungs- und Verarbeitungs
formen erwiesen.
Stärke besteht im allgemeinen aus zwei Anteilen, der aus linearen Kettenmolekülen
aufgebauten Amylose mit relativen Molmassen bis zu einer Million und den in Form
eines physikalischen Netzwerkes vorliegenden Amylopektin-Molekülen mit einer Mol
masse zwischen einer Million und etwa 400 Millionen.
Für den erfindungsgemäßen Einsatz können Stärken mit unterschiedlicher Zusam
mensetzung, insbesondere hinsichtlich dem Amylopektin/Amylose-Verhältnis sowie
der Zahl an eingeführten Substituenten pro Glucoserest (Substitutionsgrad), verwen
det werden.
So ist die aus Mais, Weizen, Reis, Maniok, Kartoffeln, Bananen und dgl. gewonnene
Stärke, gegebenenfalls in alkylierter und/oder veresterter Form entsprechend Sub
stitutionsgraden zwischen 0,05 und maximal 0,3, einsetzbar.
Besonders für die generell am häufigsten genutzte Maisstärke kann das Amylopektin/
Amylose-Verhältnis recht unterschiedlich sein, so beträgt der Amylopektingehalt für
Normal-Mais 73-80 Masse-%, für Wachs-Mais 99 Masse-% und Hochamylose-
Mais 15-50 Masse-%.
Im Unterschied dazu differiert dieses Verhältnis der beiden Anteile in den anderen
pflanzlichen Rohstoffen gegenüber Normal-Mais.
Des weiteren kann bei der Stärkegewinnung nach erfolgter Aufarbeitung der pflanzli
chen Rohstoffe dieses Verhältnis einmal in Richtung einer Amyloseanteilverringerung
und zum anderen mittels spezieller Maßnahmen auch zu einer Anreicherung des
Amyloseanteils geführt werden.
Alle diese nativen Stärken sind im erfindungsgemäßen Sinne verwendbar.
Außer durch das Amylose-Amylopektin-Verhältnis, den mittleren Korndurchmesser
und eventuell den Kristallinitätsgrad werden die nativen Stärken durch ihre
Gelierungs- oder Quelltemperatur, der Temperatur, bei der die Stärkekörner bei
Erwärmung in Wasser quellen und die Dispersion in ein Gel übergeht, d. h., der Tem
peratur, bei der die Stärkegranulen ihre Doppelbrechung verlieren (Kofler-Gelierungs
temperatur; Schoch, T.J., u. Maywald, E.C., Anal. Chem. 28 (1956), 382), unter
schieden.
Die Quelltemperaturen (TQ) liegen für alle Stärketypen mit einem üblichen Amylose
gehalt zwischen etwa 15 und etwa 35 Masse-% im Bereich von 50 bis 80°C, wobei
für TQ entweder ein enger, 1 bis 3 Grad nicht überschreitender oder ein größerer,
etwa 5 bis 12 Grad betragender Temperaturbereich charakteristisch sein kann.
Als wesentliche Orientierung beim Einsatz der verschiedenen Stärken als Rückgrat
polymer für das erfindungsgemäße Verfahren dient die obere Quelltemperaturgrenze
des jeweiligen Stärkesubstrates, bei der durch Aufquellen des Amylopektins sich
Stärkekleister bildet, während die Amylose kolloidal in Lösung geht (mittels Alkohol
aus dem Filtrat ausfällbar). Diese Temperatur wird auch als Verkleisterungstempera
tur bezeichnet.
Bevorzugt als Pfropfpolymerrückgrat werden Maisstärken mit einem Amylopektin
gehalt zwischen 50 und 100 Masse.% und einem Quelltemperaturbereich zwischen
60 und 80°C, insbesondere zwischen 63 und 78°C, sowie einem Kristallinitätsgrad
zwischen 0,20 und 0,40.
Unter Normalbedingungen weist die Stärke einen höheren Feuchtigkeitsgehalt auf,
zumeist zwischen etwa 8 und 11 Masse-%, für Maisstärke bis zu einem
Sättigungswert (NPT) von etwa 13 Masse-%.
Vor ihrem Einsatz als Festphasen-Pfropfpolymerrückgrat kann die Stärke auf einen
Wassergehalt 1 Masse-% getrocknet oder auch ungetrocknet, besonders bei
Verwendung von (teil-)neutralisierten Carboxylmonomeren, eingesetzt werden.
Als erfindungsgemäße Carboxylmonomere werden α, β-ethylenisch ungesättigte
Monocarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und deren entsprechenden
höhermolekulareren Homologen, einschließlich ihre durch teilweise oder vollständige
Neutralisation erhaltenen Erd(alkali)- und besonders Alkalicarboxylate, sowie α,β-
ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren bzw. ihre Anhydride, wie Fumarsäure,
Maleinsäure bzw. Maleinsäureanhydrid und deren höhermolekulareren Homologen,
einschließlich der entsprechenden durch teilweise oder vollständige Neutralisation
erhaltenen Carboxylate, verwendet.
Die Carboxylmonomeren werden auch in Form ihrer Mischungen untereinander oder
unter Verwendung von carboxyl- bzw. säureanhydridgruppenfreien Monomeren
(Zusatzcomonomere), insbesondere ausgewählt unter den Vinylestern der C₂- bis
C₆-Carbonsäuren, vorzugsweise Vinylacetat, den C₁- bis C₈-Alkyl(meth)acrylaten,
vorzugsweise Ethyl- und n-Butylacrylat sowie Methylmethacrylat, und Acrylamid,
eingesetzt.
Weiterhin können bekannte Vernetzungsagenzien, insbesondere vernetzende
Monomere, wie z. B. Divinylbenzol, Diallylphthalat usw., gegebenenfalls auch pfropf
vernetzende Monomere (graft-linking monomers), d. h. solche mit mindestens zwei
Doppelbindungen, von denen wenigstens eine mit gleicher Geschwindigkeit wie die
übrigen Monomeren polymerisiert, wie z. B. Allyl(meth)acrylat, Diallylmaleat und
andere Allylester ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, dem Pfropfpolymerisations
ansatz von vornherein oder erst im Verlaufe der Pfropfung bzw. nach erfolgter
Pfropfung hinzugegeben werden.
Als besonders bevorzugtes Carboxylmonomer wird Acrylsäure, die in (teil-)neutrali
sierter Form entweder direkt gepfropft oder erst nach erfolgter Pfropfpolymerisation
durch Neutralisation mit Alkalilauge in das entsprechende aufpolymerisierte Acrylat
umgesetzt werden kann, mit einem auf 100 Masseteile vorgelegte Stärke bezogenen
Anteil von 40 bis 250 Masseteilen eingesetzt.
Als erfindungsgemäß besonders wirksames Zusatzcomonomer hat sich Vinylacetat
innerhalb einer auf die Gesamtmonomermasse bezogenen Konzentration zwischen
0,5 und 30% erwiesen.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen (Co-)Pfropfpolymerisation auf native
Stärke ist die Auswahl der verwendbaren radikalischen Initiatoren von Bedeutung.
Bevorzugt sind unter den organophilen peroxidischen und auch diazogruppenhaltigen
Verbindungen solche, die ihre höchste Radikaleffizienz bei Temperaturen zwischen
60 und 100°C besitzen, wie besonders Diacylperoxide und auch andere peroxidische
Initiatoren mit Zehnstundenhalbwertstemperaturen im Bereich von 40 bis 90°C.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie darauf einzu
schränken.
Die Pfropfpolymerisationsreaktionen werden in einem mit einer Temperaturmeßein
richtung sowie einem Rührer ausgerüsteten, zylindrischen Reaktor, der zwecks
Chargierung der Monomeren, Initiatoren und gegebenenfalls wäßriger Natronlauge
mit speziellen Büretten ausgestattet ist, durchgeführt.
Die Temperierung für die drucklosen und bis maximal 95°C ablaufenden Reaktionen
erfolgt mittels Wasser über einen Umwälzthermostaten.
Im einzelnen laufen folgende technologischen Schritte ab:
- - Vorlage der Stärke, gegebenenfalls zusammen mit mindestens einem Teil des ein zusetzenden Initiators, im Reaktor,
- - Einstellung der vorgegebenen Rührerdrehzahl,
- - Temperierung, Inbetriebnahme der Sicherheitseinrichtungen, Stickstoffspülung und Dichtheitsprüfung,
- - Aufheizen auf die vorgegebene Temperatur entsprechend der für die jeweilige einge setzte Stärke bekannten (vorher experimentell ermittelten) oberen Geltemperatur, der Verkleisterungstemperatur,
- - Dosierung der Monomeren (gegebenenfalls zusammen mit Natronlauge entspre chend des einzustellenden Neutralisationsgrades des Carboxylmonomers),
- - Aufheizen auf die Polymerisations(end-)temperatur (maximal 90°C ± 5°C) und gegebenenfalls Initiator-(Nach-)Dosierung,
- - Polymerisation entsprechend vorgegebener Temperatur und Zeit (unter Berücksich tigung der jeweiligen Pfropfrezeptur) und anschließende Neutralisation,
- - Abschluß (Stickstoffspülung, Abkühlen), Ausbau und Entleerung (Gewinnung des Stärke-Pfropfproduktes).
Folgende Einsatzstoffe sind verwendet worden:
- 1. Pfropfpolymerrückgrat:
- - Maisstärke I mit
Amylosegehalt: 23 Masse-%
Dichte: 1,51 g/cm²
Schüttgewicht (lose): 0,53 kg/l
Verkleisterungstemperatur: 73°C - - Maisstärke II mit
Amylosegehalt: 34 Masse-%
Dichte: 1,52 g/cm³
Schüttgewicht (lose) 0,35 kg/l
Verkleisterungstemperatur: 77°C
- - Maisstärke I mit
Amylosegehalt: 23 Masse-%
- 2. Monomere:
- - Carboxylmonomere
Acrylsäure (AS) (gegebenenfalls durch NaOH-Zusatz in situ- Reaktion zu Na-Acrylat)
Maleinsäureanhydrid (MSA) - - Zusatzcomonomere
Vinylacetat (VAC)
n-Butylacrylat (BA)
Methylmethacrylat (MMA)
Acrylamid (AA) - - Vernetzungsmittel
Divinylbenzol (DVB) (Zusatzcomonomere und DVB in Tabelle 1/Spalte 4, unter "Comonomer")
- - Carboxylmonomere
- 3. Initiatoren:
- - Dibenzoylperoxid (DBPO) und Dicetylperoxidicarbonat (DCPC) in erfindungs gemäßen Rezepturen
- - Kaliumperoxidisulfat K₂S₂O₈ in Vergleichs-Rezepturen (Vgl.).
In Tabelle 1 sind unter Verwendung der genannten Einsatzstoffe verschiedene Pfropf
polymerisationsrezepturen mit den jeweils entsprechenden Umsatzgraden und den
zur Charakterisierung der Pfropfprodukte dienenden Säurezahlen und Quellungs
graden angegeben.
Die erfindungsgemäßen Pfropfreaktionen sind bei einer durchschnittlichen Polymeri
sationstemperatur von 90°C und die mit K₂S₂O₈ initierten Vergleichspfropfungen bei
50-60°C durchgeführt worden.
Die Säurezahlen sind entsprechend DIN 53402 (Ausgabe: September 1990) durch
Titration mit 0,1 mol/l NaOH und der Quellungsgrad (QG) als die pro Masseteil neu
tralisiertes Stärke-Pfropfprodukt aufgenommenen (sorbierten) Masseteile Wasser
generell ohne Belastung sowie für einige ausgewählte Pfropfprodukte mit Belastung
(Tabelle 2) bestimmt worden.
Den angegebenen Säurezahlen liegt die tatsächlich titrierbare freie Säure (AS, MSA)
zugrunde, die auch für die nachfolgende Neutralisation vor den entsprechenden
QG-Bestimmungen als Ausgangswert gedient hat.
Durch Bestimmung des Sauerstoffgehalts der Pfropfprodukte ist der gesamte aufge
pfropfte Säure- bzw. Acrylatanion-Anteil ermittelt worden. Aus dem Vergleich
zwischen beiden Säurebestimmungsmethoden geht hervor, daß durch die Säure
titration durchschnittlich nur etwa 30%, bei Verwendung von Zusatzcomonomeren
etwa (50 ± 10) %, der aufgepfropften Säure, d. h., der sich durch Vernetzungs- und
andere Sekundärreaktionen der Neutralisation nicht entziehende Säureanteil, erfaßt
werden.
Aus den Ergebnissen ist erkennbar, daß die Pfropfreaktionen bei entsprechender
Wahl der Polymerisationsbedingungen (Verwendung von DBPO oder DCPC als
Initiator; Monomer-Nachdosierung für Carboxylmonomerenteile größer 50 Masseteile
auf 100 Masseteile Stärke; geringe Zusatzcomonomer-Anteile) bis in Umsatzbereiche
über 90% gesteuert werden können.
Die Pfropfausbeuten sind hoch. Die mittels Methanol-Extraktion der löslichen, im
wesentlichen aus nicht gepfropften (Co-)Polymeranteilen sowie im geringen Maß aus
löslichem Pfropfprodukt bestehenden und von den unlöslichen vernetzten Pfropf
produkten abgetrennten Anteile sind bei der erfindungsgemäßen Technologie deut
lich niedriger (zwischen 2 und 12%) im Vergleich zur K₂S₂O₈-Initiierung ( 20%).
Die in den Beispielen bei Raumtemperatur bestimmten QG-Werte der erfindungs
gemäßen Carboxylmonomer/(Zusatzcomonomer)/Stärke-Pfropfprodukte weisen aus,
daß besonders durch Einsatz höherer (nachdosierter) Carboxylmonomer-Anteile
sowie überraschenderweise mittels Verwendung schon kleiner Comonomerkonzen
trationen der absorbierte Wasseranteil deutlich gesteigert werden kann.
Demgegenüber werden mit K₂S₂0₈ als Initiator (s. Vergleichsbeispiele 2,12 und 13)
sehr viel niedrigere Q-Werte erhalten, sowie für die reinen (ungepfropften) Stärken
(Vgl. 1 und Vgl. 11) wird kaum eine Wasserabsorption festgestellt.
Die QG-Bestimmung erfolgt an getrockneten Proben der mittels NaOH vollständig
neutralisierten Stärke-Pfropfprodukte, die in einem Polyamidsäckchen eingewogen
und - ohne Belastung - nach Quellung in Wasser nach einer vorgegebenen Zeit
ausgewogen werden (nach 3 h und 24 h: s. Angaben in Tabelle 1).
Die Ermittlung der absorbierten Wassermenge unter Belastung (AUL), ein für die
praktische Verwendung wichtiger Kenntwert, ist für einige ausgewählte Proben der in
Tabelle 1 angeführten Beispiele nach zwei praxisrelevanten Methoden bestimmt
worden (s. Angaben in Tabelle 2):
- 1. Belastung der ohne Belastung bis zur Sättigung ( 24 h) gequollenen Probe mit einem 1 kg-Gewicht und Messung des Masseverlustes nach verschiedenen Bela stungszeiten (3 und 24 h).
- 2. Quellung der Probe von vornherein unter Belastung (ca. 20 g-Probe in einem Polyamidsäckchen mit 700 g-Gewicht belastet) und Ermittlung von QG (AUL) nach verschiedenen Zeiten (3 und 24 h).
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärke-Basis,
dadurch gekennzeichnet, daß native Stärke mit einem Amylopektingehalt von
15 bis 100 Masse-% in pulveriger und/oder körniger bis granularer oder auch
anderer teilchenflächiger Form als Pfropfpolymerrückgrat vorgelegt und im Verlaufe
der unter Rühren erfolgenden Aufheizphase bis auf eine Polymerisationsendtem
peratur zwischen 65 und 100°C nach Überschreiten des für die jeweilige Stärke
charakteristischen Quelltemperaturbereiches zwischen 50 und 80°C das Funk
tionsmonomer oder Funktionsmonomergemisch mit einem auf 100 Masseteile
Stärke bezogenen Anteil zwischen 30 und 300 Masseteilen in einer Zusammen
setzung aus 50 bis 100 Masse-% mindestens eines carboxylgruppen- und/oder
säureanhydridgruppenhaltigen Monomers mit einem Neutralisationsgrad von
0 bis 100% (Carboxylmonomer) und 0 bis 50 Masse-% mindestens eines carb
oxylgruppen- und/oder säureanhydridgruppenfreien Monomers hinzugefügt und
in Gegenwart einer organophilen radikalbildenden peroxidischen und/oder Diazo
verbindung unter Aufrechterhaltung einer trocken-fließfähigen Konsistenz der
Polymerisationsmischung gepfropft und anschließend vollständig neutralisiert wird.
2. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärke-Basis
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pfropfpolymerrückgrat unter
den Maisstärken mit einem Amylopektingehalt zwischen 50 und 100% und einem
Quelltemperaturbereich zwischen 60 und 80°C ausgewählt wird.
3. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärkebasis
nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Carboxylmonomer
Acrylsäure mit einem Neutralisationsgrad von 0 bis 100% entsprechend einem
Anteil von 40 bis 250 Masseteilen auf 100 Masseteile vorgelegte Stärke
polymerisiert wird.
4. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärke-Basis
nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzcomonomer
mindestens eine unter den C₁- bis C₈-Alkyl(meth-)acrylaten sowie Vinylestern der
C₂- bis C₆-Carbonsäuren und Acrylamid ausgewählte Verbindung verwendet wird.
5. Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärke-Basis
nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzcomonomer
Vinylacetat mit einem auf die Gesamtmonomermasse bezogenen Anteil zwischen
0,5 und 30% eingesetzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996119680 DE19619680A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärkebasis |
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DE1996119680 DE19619680A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärkebasis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19619680A1 true DE19619680A1 (de) | 1997-11-20 |
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DE1996119680 Withdrawn DE19619680A1 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Verfahren zur Herstellung von superabsorbierenden Polymeren auf Stärkebasis |
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DE (1) | DE19619680A1 (de) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001000258A1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Superabsorbent polymers having delayed water absorption characteristics |
WO2001000259A1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Manufacture of web superabsorbent polymer and fiber |
EP1621561A1 (de) * | 2004-07-28 | 2006-02-01 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbierende Polymere |
EP1624002A1 (de) * | 2004-08-07 | 2006-02-08 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbierende Polymerteilchen mit Funktionalisierungen und ein Verfahren zu deren Herstellung |
WO2006062253A1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-15 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for surface-treatment of water absorbent resin |
US7745507B2 (en) | 2006-04-10 | 2010-06-29 | The Procter & Gamble Company | Absorbent member comprising a modified water absorbent resin |
US7763202B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-07-27 | The Procter & Gamble Company | Method of surface treating particulate material using electromagnetic radiation |
WO2011141398A1 (de) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Wacker Chemie Ag | Low-profile-additive auf basis nachwachsender rohstoffe |
US8080705B2 (en) | 2004-07-28 | 2011-12-20 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymers comprising direct covalent bonds between polymer chain segments and method of making them |
US8568883B2 (en) | 2004-12-10 | 2013-10-29 | Then Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymer particles with improved surface cross-linking and improved hydrophilicity and method of making them using vacuum UV radiation |
CN109897137A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 武汉纺织大学 | 一种超吸水淀粉及其制备方法 |
EP4159333A1 (de) | 2021-10-04 | 2023-04-05 | The Procter & Gamble Company | Verfahren zum enzymatischen abbau eines saugfähigen kerns für einen hygieneartikel |
WO2023060007A1 (en) | 2021-10-04 | 2023-04-13 | The Procter & Gamble Company | A process of enzymatic degradation of an absorbent structure for a hygiene article |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984004098A1 (en) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Bengt Gustav Raonby | Highly absorbing graft copolymerisate of starch and acrylonitrile |
DE3801633A1 (de) * | 1988-01-21 | 1989-07-27 | Starchem Gmbh | Verfahren zur herstellung von wasserabsorbierenden und wasserquellbaren polysaccharid-pfropfpolymeren |
DE4034882A1 (de) * | 1990-11-02 | 1992-05-07 | Starchem Gmbh | Verfahren zur herstellung von feinteiligen, wasserquellbaren polysaccharid-pfropfpolymeren |
WO1992010433A1 (de) * | 1990-12-06 | 1992-06-25 | Basf Aktiengesellschaft | Verwendung von wasserlöslichen gepfropften naturstoffen als wasserbehandlungsmittel |
US5219971A (en) * | 1991-02-19 | 1993-06-15 | Starchem Gmbh | Process for the preparation of fine-particle, water-swellable polysaccharide graft copolymers |
DE4207465A1 (de) * | 1992-03-10 | 1993-09-16 | Mueller Michaela | Superabsorber (super-absorbent-polymer "sap") mit gegenueber dem stand der technik wesentlich verbesserter biologischer abbaubarkeit |
EP0614914A2 (de) * | 1988-05-13 | 1994-09-14 | FIDIA S.p.A. | Vernetzte Carboxypolysaccharide |
EP0668078A2 (de) * | 1994-02-15 | 1995-08-23 | Rhone-Poulenc Specialty Chemicals Co. | Verwendung von vernetzten Polysacchariden als absorbierende Materialien |
-
1996
- 1996-05-15 DE DE1996119680 patent/DE19619680A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984004098A1 (en) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Bengt Gustav Raonby | Highly absorbing graft copolymerisate of starch and acrylonitrile |
DE3801633A1 (de) * | 1988-01-21 | 1989-07-27 | Starchem Gmbh | Verfahren zur herstellung von wasserabsorbierenden und wasserquellbaren polysaccharid-pfropfpolymeren |
EP0614914A2 (de) * | 1988-05-13 | 1994-09-14 | FIDIA S.p.A. | Vernetzte Carboxypolysaccharide |
DE4034882A1 (de) * | 1990-11-02 | 1992-05-07 | Starchem Gmbh | Verfahren zur herstellung von feinteiligen, wasserquellbaren polysaccharid-pfropfpolymeren |
WO1992010433A1 (de) * | 1990-12-06 | 1992-06-25 | Basf Aktiengesellschaft | Verwendung von wasserlöslichen gepfropften naturstoffen als wasserbehandlungsmittel |
US5219971A (en) * | 1991-02-19 | 1993-06-15 | Starchem Gmbh | Process for the preparation of fine-particle, water-swellable polysaccharide graft copolymers |
DE4207465A1 (de) * | 1992-03-10 | 1993-09-16 | Mueller Michaela | Superabsorber (super-absorbent-polymer "sap") mit gegenueber dem stand der technik wesentlich verbesserter biologischer abbaubarkeit |
EP0668078A2 (de) * | 1994-02-15 | 1995-08-23 | Rhone-Poulenc Specialty Chemicals Co. | Verwendung von vernetzten Polysacchariden als absorbierende Materialien |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001000259A1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Manufacture of web superabsorbent polymer and fiber |
US6514615B1 (en) | 1999-06-29 | 2003-02-04 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Superabsorbent polymers having delayed water absorption characteristics |
WO2001000258A1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Superabsorbent polymers having delayed water absorption characteristics |
US8080705B2 (en) | 2004-07-28 | 2011-12-20 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymers comprising direct covalent bonds between polymer chain segments and method of making them |
EP1621561A1 (de) * | 2004-07-28 | 2006-02-01 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbierende Polymere |
WO2006017716A3 (en) * | 2004-08-07 | 2006-05-26 | Procter & Gamble | Superabsorbent polymer particles comprising functionalizers and method of making them |
WO2006017716A2 (en) * | 2004-08-07 | 2006-02-16 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymer particles comprising functionalizers and method of making them |
US7655830B2 (en) | 2004-08-07 | 2010-02-02 | The Procter & Gamble Co. | Superabsorbent polymer particles comprising functionalizers and method of making them |
EP1624002A1 (de) * | 2004-08-07 | 2006-02-08 | The Procter & Gamble Company | Superabsorbierende Polymerteilchen mit Funktionalisierungen und ein Verfahren zu deren Herstellung |
WO2006062253A1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-15 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for surface-treatment of water absorbent resin |
US7879923B2 (en) | 2004-12-10 | 2011-02-01 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for surface-treatment of water absorbent resin |
US8568883B2 (en) | 2004-12-10 | 2013-10-29 | Then Procter & Gamble Company | Superabsorbent polymer particles with improved surface cross-linking and improved hydrophilicity and method of making them using vacuum UV radiation |
US7745507B2 (en) | 2006-04-10 | 2010-06-29 | The Procter & Gamble Company | Absorbent member comprising a modified water absorbent resin |
US7875362B2 (en) | 2006-04-10 | 2011-01-25 | The Procter & Gamble Company | Absorbent article comprising a modified water absorbent resin |
US7763202B2 (en) | 2007-02-22 | 2010-07-27 | The Procter & Gamble Company | Method of surface treating particulate material using electromagnetic radiation |
US7919038B2 (en) | 2007-02-22 | 2011-04-05 | The Procter & Gamble Company | Method of surface treating particulate material using electromagnetic radiation |
DE102010028952A1 (de) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Wacker Chemie Ag | Low-Profile-Additive auf Basis nachwachsender Rohstoffe |
WO2011141398A1 (de) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Wacker Chemie Ag | Low-profile-additive auf basis nachwachsender rohstoffe |
US9074080B2 (en) | 2010-05-12 | 2015-07-07 | Wacker Chemie Ag | Low-profile additives on the basis of renewable resources |
CN109897137A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 武汉纺织大学 | 一种超吸水淀粉及其制备方法 |
CN109897137B (zh) * | 2019-03-27 | 2021-10-26 | 武汉纺织大学 | 一种超吸水淀粉及其制备方法 |
EP4159333A1 (de) | 2021-10-04 | 2023-04-05 | The Procter & Gamble Company | Verfahren zum enzymatischen abbau eines saugfähigen kerns für einen hygieneartikel |
WO2023060007A1 (en) | 2021-10-04 | 2023-04-13 | The Procter & Gamble Company | A process of enzymatic degradation of an absorbent structure for a hygiene article |
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