GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Gele, die hydratisiert,
reversibel dehydratisierbar und hydratisiert oder
wasserabsorptiv sind. Sie basieren auf PVA (Polyvinylalkohol).
Derartige Produkte sind zum Beispiel als Materialien für
medizinische Behandlung und Gesundheitspflege, in
Ingenieurbauwerken und Bauwerken und als Kühlmedien oder
kälteisolierende Mittel brauchbar.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist wohl bekannt, daß ein hydratisiertes Gel gebildet wird,
wenn eine wäßrige PVA-Lösung wiederholten Auftau- und
Einfrierzyklen oder im eingefrorenen Zustand einer partiellen
Dehydratisierung unter vermindertem Druck unterzogen wird;
siehe zum Beispiel JP-A-57130542, JP-A-5956446 und US-A-
4472542. Ein hydratisiertes PVA-Gel ist ein kautschukartiges
Material mit ausgezeichneter Elastizität, Zugfestigkeit,
Wasserbeständigkeit, Ölbeständigkeit und anderen
wünschenswerten Eigenschaften; es hat jedoch mehrere Nachteile. Zum
Beispiel geht beim Stehen das im Gel enthaltene Wasser (und
somit die wünschenswerten Eigenschaften) schrittweise
verloren, die Dehydratisierung ist irreversibel, d. h. das Gel
kann, wenn es einmal dehydratisiert ist, kein Wasser
absorbieren, um in den hydratisierten Zustand zurückzukehren,
und das Gel wird beim Erwärmen auf etwa 80ºC oder höher in
eine bloße wäßrige PVA-Lösung umgewandelt, die nach dem
Abkühlen nicht zu einem hydratisierten Gel zurückkehren kann.
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FR-A-2115595 offenbart die Herstellung von
Ionenaustauschmaterialien und (in Beispiel 9) die Derivatisierung von
acetalisiertem PVA, so daß dieser Wasser absorbiert, gefolgt von der
Imprägnierung mit Vinylsulfonsäure und Bestrahlung.
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FR-A-2598712 offenbart die Herstellung von Harzen mit erhöhter
Wasserabsorption durch Polymerisation von (Meth)acrylsäure in
Anwesenheit von Carboxylgruppen enthaltendem PVA.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
hydratisiertes Gel erhältlich durch die Stufen des
wiederholten Einfrierens und der partiellen Dehydratisierung einer
wäßrigen Lösung von PVA Und der Imprägnierung des
hydratisierten Gels mit einem ethylenisch ungesättigten wasserlöslichen
ionischen Monomer.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein reversibel
dehydratisierbares hydratisiertes Gel erhältlich durch
dieselben Stufen und die zusätzliche Stufe der Polymerisation
des Monomeren.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
wasser-absorptives Harz erhältlich durch Dehydratisierung des
hydratisierten Gels.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen ist die Fig. 1 eine
schematische Veranschaulichung der Netzwerkstruktur eines
herkömmlichen hydratisierten Gels auf PVA-Basis, während die Fig.
2 und 3 jeweils schematische Veranschaulichungen der
Netzwerkstruktur des neuen reversibel hydratisierten Gels auf PVA-
Basis sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Fig. 1 der begleitenden Zeichnung erläutert schematisch
eine angenommene Netzwerkstruktur eines herkömmlichen
hydratisierten PVA-Gels, in welchem die Moleküle von PVA 1 eine
mikrokristalline dreidimensionale Netzwerkstruktur bilden und
die Moleküle von Wasser 2 innerhalb der Netzwerkstruktur 1
eingeschlossen sind. Wenn das Wasser 2, das innerhalb der
Netzwerkstruktur enthalten ist, durch Verdampfung verloren
geht, kann die weitere Kristallisierung der
PVA-Mikrokristallite, die Netzwerkstruktur bilden, fortschreiten, so daß die
Netzwerkstruktur schließlich verschwinden kann. Ein derartiges
trockenes PVA-Gel, das aus Kristallit-bildenden Molekülen
zusammengesetzt ist, kann Wasser nicht mehr absorbieren,
selbst wenn es in Wasser gegeben wird, um nicht zu dem
anfänglichen hydratisierten PVA-Gel zurückzukehren. Wenn das
hydratisierte PVA-Gel bei etwa 80ºC oder höher erwärmt wird,
wird die Mikrokristallit-Struktur der PVA-Moleküle 1 zerstört
und die PVA-Moleküle werden in dem in der Netzwerkstruktur
enthaltenen Wasser gelöst, um lediglich eine wäßrige Lösung
des PVA zu ergeben. Diese Nachteile der Irreversibiliät und
Instabilität der hydratisierten Gel-Struktur würden im Prinzip
entweder durch Verstärkung der einmal gebildeten
Netzwerkstruktur der PVA-Moleküle oder durch Verhinderung des weiteren
Fortschreitens der Kristallisation der Mikrokristallite aus
PVA-Molekülen, selbst wenn das Wasser aus der hydratisierten
Gelstruktur verloren geht, überwunden werden.
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Auf der Basis der oben beschriebenen Überlegung haben die
Erfinder weitere ausführliche Untersuchungen mit dem Ziel
durchgeführt, ein verbessertes hydratisiertes Gel auf PVA-
Basis zu erhalten, was zu der Vervollständigung der
vorliegenden Erfindung führte, deren Umfang in der in situ-
Polymerisation eines ethylenisch ungesättigten,
wasserlöslichen, ionischen Monomeren in Form einer Imprägnierung eines
hydratisierten PVA-Gels besteht.
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Obwohl der Mechanismus, durch den die Vorteile der
vorliegenden Erfindung erhalten werden, nicht völlig klar ist, kann er
wie folgt sein. Wenn das ethylenisch ungesättigte,
wasserlösliche, ionische Monomer, das ein hydratisiertes PVA-Gel
imprägniert, in situ polymerisiert wird, kann das Monomer
durch Pfropfen auf die PVA-Moleküle polymerisiert werden oder
unabhängig von den PVA-Molekülen polymerisiert werden. Die
zwei Arten von Polymerisation können selbstverständlich
gleichzeitig fortschreiten. Wenn man von einer
Pfropf-Polymerisation des Monomeren auf die PVA-Moleküle ausgeht, kann die
resultierende Struktur des hydratisierten Gels schematisch
durch die Fig. 2 veranschaulicht werden. Aufgrund der
elektrischen Ladungen auf den ionischen Gruppen der so
pfropfenden Polymersegmente 3 stehen die Kristallit-Segmente
1 der PVA-Moleküle unter einer starken Abstoßung
untereinander, so daß die Kristallisation der PVA-Mikrokristallite
effektiv verhindert wird, wenn die Wassermoleküle 2 durch
Verdampfung verlorengehen. Wenn man andererseits von einer
unabhängigen Polymerisation des Monomeren ausgeht, kann die
resultierende Struktur des hydratisierten Gels schematisch
durch Fig. 3 veranschaulicht werden. Obwohl die durch die
Polymerisation des Monomeren erzeugten Polymermoleküle 4 nicht
chemisch an die PVA-Moleküle 1 gebunden sind, sind sie nicht
frei von den PVA-Molekülen 1, sondern mit den PVA-Molekülen
verdrillt und verfilzt, so daß die elektrische Abstoßungskraft
zwischen den Mikrokristallit-Segmenten der PVA-Moleküle auf
dieselbe Weise wie in der oben erwähnten Pfropf-Polymerisation
des Monomeren erhalten wird. Zusätzlich kann ein Effekt der
Verstärkung der aus den kristallinen und nicht-kristallinen
PVA-Segmenten 1 gebildeten Netzwerkstruktur durch die
Verdrillung der polymeren Elektrolytmoleküle 4, die durch die in
situ-Polymerisation des Monomeren erzeugt werden, erhalten
werden. Wenn die in situ-Polymerisation des Monomeren in
Anwesenheit eines Vernetzungsmittels durchgeführt wird, werden
die polymeren Elektrolyt-Moleküle ebenfalls unter Bildung
einer weiteren Netzwerkstruktur vernetzt, so daß die
Gesamtstruktur des hydratisierten Gels noch stärker verstärkt werden
kann.
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Bei der Herstellung eines hydratisierten Gels auf PVA-Basis
der Erfindung wird zuerst ein hydratisiertes PVA-Gel
hergestellt, das dann mit dem speziellen Monomeren imprägniert
wird. Der hier eingesetzte PVA ist hinsichtlich des
durchschnittlichen Polymerisationsgrads und des Verseifungsgrads
nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt er ist
wasserlöslich.
In dieser Beziehung sollte der Verseifungsgrad des
PVA mindestens 50% oder, bevorzugt, mindestens 70% betragen.
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Beispiele für das ethylenisch ungesättigte, wasserlösliche
ionische Monomer für die in situ-Polymerisation sind Salze
einer ungesättigten Carbonsäure, z. B. Natrium(meth)acrylat,
Ammonium(meth)acrylat, Trimethylamin(meth)acrylat,
Triethanolamin(meth)acrylat, eine ungesättigte Sulfonsäure und ein Salz
davon, z. B. Vinylsulfonsäure, Natriumvinylsulfonat, Natrium-
2-(meth)acrylamido-2-methylpropansulfonat,
Natrium-2-(meth)acryloylpropansulfonat, anionische Monomere vom Phosphonat-
Typ, z. B. saures Mono(2-hydroxyethylacrylat)phosphat, saures
Mono(2-hydroxypropylmethacrylat)phosphat, kationische
Monomere, wie z. B.
N,N,N-Trimethyl-N-(meth)acryloyloxyethylainmoniumchlorid,
N,N,N-Triethyl-N-(meth)acryloyloxyethylammoniumchlorid, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin,
N-Methylvinylpyridiniumchlorid, von denen Natriumacrylat, Natriummethacrylat,
Vinylsulfonsäure und
N,N,N-Trimethyl-N-acryloyloxyethylammoniumchlorid besonders vorzuziehen sind.
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Die in situ-Polymerisation dieser das hydratisierte PVA-Gel
imprägnierenden Monomeren kann durch irgendein bekanntes
Verfahren durchgeführt werden. Das heißt, die Polymerisation
kann durch Bestrahlung mit aktinischen Strahlen, wie zum
Beispiel Strahlung von hoher Energie, Elektronenstrahlen oder
UV-Licht, oder durch Erwärmen in Anwesenheit eines freien
Radikal-Polymerisationsinitiators fortschreiten. Geeignete
freie Radikal-Polymerisationsinitiatoren, die wasserlöslich
sein sollten, schließen Salze von vierwertigem Cer,
Wasserstoffperoxid, 4,4'-Azobis(4-cyanovaleriansäure) und 2,2'-
Azobis(2-amidinopropan) hydrochlorid ebenso wie die sogenannten
Initiatorsysteme vom Redox-Typ, wie zum Beispiel die
Kombination von Ammonium- oder Kaliumpersulfat und
Natriumhydrogensulfit oder Eisen(II)-L-ascorbat, ein. Die Polymerisation
des Monomeren kann in Anwesenheit eines wasserlöslichen
Vernetzungsmittels als Comonomer, wie zum Beispiel N,N-
Methylenbisacrylamid, N,N-Methylenbismethacrylamid,
Ethylenglykoldimethacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat,
Diethylenglykoldiacrylat und Propylenglycoldimethacrylat, durchgeführt
werden.
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Die Menge des ethylenisch ungesättigten wasserlöslichen
ionischen Monomeren, das das hydratisierte PVA-Gel imprägniert
und darin in situ polymerisiert wird, sollte im Bereich von
5 bis 1000 Gewichtsteilen oder, vorzugsweise, von 5 bis 100
Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des PVA in getrockneter
Form sein. Die Mengen an dem oben erwähnten Vernetzungsmittel
und dem freien Radikal-Polymerisationsinitiator, wenn sie
eingesetzt werden, sollten in den Bereichen von 0,001 bis 10
Gewichtsteilen bzw. von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100
Gewichtsteile des ethylenisch ungesättigten wasserlöslichen
ionischen Monomeren liegen.
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen reversibel
dehydratisierbaren hydratisierten Gels auf PVA-Basis wird zunächst
durch partielle Dehydratisierung einer wäßrigen Lösung von PVA
im eingefrorenen Zustand unter reduziertem Druck ein
hydratisiertes PVA-Gel hergestellt und dann in eine wäßrige Lösung
eingetaucht, die das ethylenisch ungesättigte, wasserlösliche
ionische Monomer zusammen mit, je nach Bedarf, einem
Vernetzungsmittel und/oder einem freien
Radikal-Polymerisationsinitiator enthält. Selbstverständlich kann das hydratisierte
PVA-Gel gegebenenfalls nacheinander in wäßrige Lösungen
eingetaucht werden, die jeweils einzeln das Monomer, das
Vernetzungsmittel und den Initiator enthalten. Nach dem
Herausziehen aus der Monomerlösung wird das mit dem Monomer
imprägnierte PVA-Gel Bedingungen unterzogen, die in situ-
Polymerisation des Monomeren verursachen. Zum Beispiel wird
das mit Monomer imprägnierte hydratisierte PVA-Gel mit
aktinischen Strahlen, wie zum Beispiel Strahlung von hoher
Energie, Elektronenstrahlen oder UV-Licht, bestrahlt, wenn
darin kein freier Radikal-Polymerisationsinitiator enthalten
ist. Wenn das mit Monomer imprägnierte hydratisierte PVA-Gel
einen freien Radikal-Polymerisationsinitiator enthält, ist es
bequem, das hydratisierte Gel zu erwärmen, um die
Polymerisation des Monomeren zu veranlassen.
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Ein alternativer Weg zur Herstellung eines mit Monomer
imprägnierten PVA-Gels ist es, die Einfrier- und Auftauzyklen
einer wäßrigen Lösung, die einen PVA und ein ethylenisch
ungesättigtes, wasserlösliches ionisches Monomer zusammen mit,
je nach Bedarf, einem Vernetzungsmittel und einem freien
Radikal-Polymerisationsinitiator enthält, zu wiederholen und
eine derartige wäßrige Lösung in einem eingefrorenen Zustand
partiell zu dehydratisieren.
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Das hydratisierte PVA-Gel sollte unabhängig vom
Herstellungsverfahren des Gels, einschließlich des Verfahrens des
Eintauchens eines hergestellten PVA-Gels in eine wäßrige Lösung
des Monomeren und des Verfahrens der Gel-Bildung aus einer
wäßrigen Lösung des PVA und des Monomeren vorzugsweise aus dem
PVA und Wasser in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 5 : 95
bis 30 : 70 zusammengesetzt sein. Die partielle Dehydratisierung
des hydratisierten PVA-Gels sollte bis zu einem solchen Ausmaß
durchgeführt werden, daß 5 bis 30% des in dem hydratisierten
Gel enthaltenen Wassers entfernt werden. Wenn die
Polymerisation des das hydratisierte PVA-Gel imprägnierenden Monomeren
durch Erwärmen durchgeführt wird, sollte die Temperatur
wünschenswerterweise 70ºC nicht überschreiten. Wenn ein
hydratisiertes PVA-Gel durch Wiederholen der Einfrier- und
Auftauzyklen einer wäßrigen PVA-Lösung hergestellt wird,
sollte die Zahl der wiederholten Zyklen vorzugsweise
mindestens 3 sein.
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Das so erhaltene reversibel dehydratisierbare hydratisierte
Gel auf PVA-Basis der vorliegenden Erfindung kann die
gelartige Form selbst dann beibehalten, wenn es bei 80ºC oder
höher erwärmt wird. Das charakteristischste Merkmal des
erfindungsgemäßen hydratisierten Gels besteht in der
Reversibilität des Dehydratisierungs- und
Hydratisierungsprozesses. Wenn das hydratisierte Gel vollständig dehydratisiert
wird, um sein gelartiges Aussehen zu verlieren, kann das
dehydratisierte trockene Gel nämlich Wasser absorbieren, wenn
es in Wasser gebracht wird, um seine ursprüngliche gelähnliche
Form wiederzuerlangen. Diese einzigartige Eigenschaft kann
für die Herstellung eines hoch wasser-absorptiven Harzes durch
erzwungene Dehydratisierung des hydratisierten Gels, um ein
pulverförmiges oder körniges Harz, das erforderlichenfalls in
irgendwelche gewünschte Formen gebracht werden kann, zu
liefern, eingesetzt werden. Aufgrund dieser einzigartigen
Eigenschaften ist das erfindungsgemäße hydratisierte Gel in
einer Vielfalt von Anwendungen als Kühlmedium oder als
kalthaltendes Mittel, stoßabsorbierendes oder dämpfendes
Material brauchbar.
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Weiter ist das hoch wasser-absorptive Harz, das durch
Dehydratisierung des hydratisierten Gels hergestellt wurde, als
Material für die medizinische Behandlung und
Gesundheitspflege, in Ingenieurbauwerken und Bauwerken, in der
Landwirtschaft und im Gartenbau brauchbar.
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Im folgenden werden Beispiele und Vergleichsbeispiele
angegeben, um das erfindungsgemäße reversibel dehydratisierbare
hydratisierte Gel auf PVA-Basis und das erfindungsgemäße hoch
wasser-absorptive Harz detaillierter zu veranschaulichen.
Beispiel 1
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Ein stark verseifter PVA mit einem Verseifungsgrad von 99,3%
und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 2500
(PVA C-25, ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co., Japan)
wurde in Wasser in einer Konzentration von 20 Gewichtsprozent
gelöst. Die wäßrige Lösung wurde eingefroren und unter einem
verminderten Druck von 0,08 mmHg gehalten, bis ein Viertel des
Wassers durch Verdampfung entfernt war, um ein hydratisiertes
PVA-Gel zu liefern, das aus 20 : 60 (Gewichtsverhältnis) PVA und
Wasser zusammengesetzt war.
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Getrennt davon wurde durch Auflösen von 50 Gewichtsteilen
Natriumacrylat, 0,01 Gewichtsteilen N,N-Methylenbisacrylamid,
0,5 Gewichtsteilen Ammoniumpersulfat und 0,5 Gewichtsteilen
Natriumhydrogensulfit in 49 Gewichtsteilen Wasser eine wäßrige
Monomerlösung hergestellt. Das oben hergestellte hydratisierte
PVA-Gel wurde in Stücke mit kubischer Form mit einer
Seitenlänge von 1 cm geschnitten und in die auf 5ºC abgekühlte
Monomerlösung 1 Stunde lang eingetaucht, gefolgt von dem
Herausziehen aus der Lösung. Das so erhaltene mit Monomer
imprägnierte hydratisierte PVA-Gel enthielt 48 Gewichtsteile
Natriumacrylat und 347 Gewichtsteile Wasser pro 100
Gewichtsteile des PVA. Daraufhin wurde das Gel 4 Stunden lang in einer
sauerstofffreien Atmosphäre bei 40ºC stehen gelassen, um die
Polymerisation des Monomeren zu bewirken.
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Das hydratisierte Gel nach dem oben beschriebenen
Polymerisationsverfahren des Monomeren wurde bei 80ºC in einem
Trockenofen gehalten, so daß das Gel getrocknet wurde, ohne dazwischen
eine flüssige Form anzunehmen. Wenn das so getrocknete
Gelstück in Wasser gelegt wurde, absorbierte das Gel Wasser.
Das rehydratisierte Gel, das aus dem Wasser herausgenommen
wurde, sobald die Gewichtszunahme durch Wasserabsorption 1,1
g betrug, hatte die gelartige Form des hydratisierten PVA-
Gels vor der Imprägnierung mit der Monomerlösung mit guter
Elastizität wiedererlangt.
Vergleichsbeispiel 1
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Das in Beispiel vor der Imprägnierung mit der Monomerlösung
hergestellte hydratisierte PVA-Gel wurde bei 80ºC in einem
Trockenofen gehalten, so daß das Gel zu einer flüssigen Form
aufgelöst wurde, bevor es ausgetrocknet war. Das so
getrocknete PVA-Gel konnte, wenn es in Wasser gelegt wurde, kein
Wasser mehr absorbieren.
Beispiel 2
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Ein Niedrigmolekular-PVA mit einem Verseifungsgrad von 99% und
einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 500 (PVA
C-05, ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co.) wurde in einer
Konzentration von 30 Gewichtsprozent in Wasser gelöst und die
wäßrige Lösung wurde eingefroren und unter einem verminderten
Druck von 0,08 mmHg gehalten, bis die eingefrorene Lösung 30%
des anfänglichen Gewichts durch Verdampfung von Wasser
verloren hatte, um ein hydratisiertes PVA-Gel zu ergeben, das
aus 30 : 40 (Gewichtsverhältnis) PVA und Wasser zusammengesetzt
war.
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Getrennt davon wurde durch Auflösen von 25 Gewichtsteilen
Natriummethacrylat, 25 Gewichtsteilen Vinylsulfonsäure und 1, 0
Gewichtsteilen Ethylenglycoldimethacrylat in 49 Gewichtsteilen
Wasser eine wäßrige Monomerlösung hergestellt. Das oben
hergestellte hydratisierte PVA-Gel wurde in Stücke mit
kubischer Form mit einer Seitenlänge von 1 cm geschnitten und
1 Stunde lang in die wäßrige Monomerlösung getaucht, gefolgt
vom Herausziehen aus der Monomerlösung. Das so mit Monomer
imprägnierte hydratisierte PVA-Gel enthielt 22 Gewichtsteile
Natriummethacrylat, 23 Gewichtsteile Vinylsulfonsäure und 177
Gewichtsteile Wasser pro 100 Gewichtsteile des PVA. Das Gel
wurde dann 3 Stunden lang einer Bestrahlung mit UV-Licht
unterzogen, um die Polymerisation des Monomeren zu bewirken.
Das so erhaltenen hydratisierte Gel war stabil und wurde nicht
in eine flüssige Form aufgelöst, wenn es bei 80ºC erwärmt
wurde. Das hydratisierte Gel konnte durch Gefriertrocknung
getrocknet werden und das getrocknete Gel konnte Wasser
absorbieren, wenn es in Wasser gelegt wurde. Das
rehydratisierte Stück des Gels, das aus dem Wasser genommen wurde, wenn
die Gewichtszunahme durch Wasserabsorption 0, 8 g betrug, hatte
die hochelastische gelartige Form vor der Trocknung
wiedererlangt.
Beispiel 3
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Das experimentelle Verfahren war im wesentlichen dasselbe wie
in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die wäßrige Monomerlösung
hergestellt wurde durch Auflösen von 50 Gewichtsteilen N,N,N-
Trimethyl-N-acryloyloxyethylammoniumchlorid, 0, 1
Gewichtsteilen N,N-Methylenbisacrylamid und 0,4 Gewichtsteilen 2,2-
Azobis(2-amidinopropan) hydrochlorid in 49 Gewichtsteilen
Wasser. Das mit Monomer imprägnierte hydratisierte PVA-Gel
enthielt 51 Gewichtsteile
N,N,N-Trimethyl-N-acryloyloxyethylammoniumchlorid und 350 Gewichtsteile Wasser pro 100
Gewichtsteile des PVA. Das mit Monomer imprägnierte hydratisierte Gel
wurde 4 Stunden bei 50ºC in einer sauerstofffreien Atmosphäre
gehalten, um die Polymerisation des Monomeren zu bewirken. Das
so hergestellte hydratisierte Gel auf PVA-Basis konnte bei
80ºC getrocknet werden, ohne daß es dazwischen eine flüssige
Form annahm. Das getrocknete Gel konnte Wasser absorbieren,
wenn es in Wasser gelegt wurde, und das rehydratisierte Gel,
das aus dem Wasser genommen wurde, wenn die Gewichtszunahme
durch Wasserabsorption 1,0 g pro Stück betrug, wies im
wesentlichen dieselben Eigenschaften wie vor der Trocknung
auf.
Beispiel 4
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Durch Auflösen von 20 Gewichtsteilen desselben PVA, wie er in
Beispiel 1 verwendet wurde, 10 Gewichtsteilen Natriumacrylat,
0,006 Gewichtsteilen N,N-Methylenbisacrylamid, 0,1
Gewichtsteil Ammoniumpersulfat und 0,1 Gewichtsteil
Natriumhydrogensulfit in 70 Gewichtsteilen Wasser wurde eine wäßrige Lösung
hergestellt. Die wäßrige Lösung wurde einem 8 mal wiederholten
Einfrier- und Auftauzyklus unterzogen, wodurch ein
hydratisiertes PVA-Gel erhalten wurde. Dieses hydratisierte Gel wurde
4 Stunden bei 40ºC in einer sauerstofffreien Atmosphäre
gehalten, um die Polymerisation des das hydratisierte Gel
imprägnierenden Monomeren zu bewirken. Das so erhaltene Gel
wurde in kubische Stücke mit einer Seitenlänge von jeweils 1
cm geschnitten und durch Erwärmen in einem Trockenofen bei
80ºC getrocknet, ohne daß es dazwischen eine flüssige Form
annahm. Das getrocknete Gel konnte Wasser absorbieren, wenn
es in Wasser gelegt wurde. Das rehydratisierte Gel, das aus
dem Wasser herausgenommen wurde, wenn die Gewichtszunahme
durch Wasserabsorption 0,8 g pro Stück betrug, hatte die
hochelastische gelartige Form vor der Trocknung wiedererlangt.
Beispiel 5
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Das experimentelle Verfahren war im wesentlichen dasselbe wie
in Beispiel 1, mit der Ausnahme, da& der hier eingesetzte PVA
ein partiell verseifter PVA mit einem Verseifungsgrad von 88%
und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 2400
war (PVA PA-24, ein Produkt der Shin-Etsu Chemical Co.). Das
hydratisierte Gel nach der Polymerisation des Monomeren konnte
zu einer trockenen Form gefriergetrocknet werden, die zu einem
weißen Pulver pulverisiert werden konnte. Eine 1 g-Portion
dieses Pulvers wurde in 1 Liter Wasser gegeben und 30 Minuten
stehen gelassen, gefolgt von der Entfernung des überschüssigen
Wasservolumens auf einem Sieb mit 80 Mesh(14,16 mm)-Öffnung.
Das so erhaltene stark hydratisierte Gel enthielt das 850-
fache seines Trockengewichts an Wasser.