DE3816252A1 - Verfahren zur herabsetzung des acrylsaeure-restgehaltes in acrylsaeure-polymergelen - Google Patents

Description

Die meisten, wenn nicht sogar alle heute im Handel befindlichen wasserabsorbierenden Polymeren werden durch Homo- oder Mischpolymerisation von teilweise neutrali­ sierter Acrylsäure oder durch Propfpolymerisation von Acrylsäure auf Stärke hergestellt. Da die meisten dieser Superabsorbentien in Produktapplikationen für den per­ sönlichen Bedarf, wie Babywindeln, Produkten gegen Harn­ lassen bei Erwachsenen und Hygieneartikeln für Frauen eingesetzt werden, ist die Sicherheit der Absorbenspoly­ meren von großem Interesse. Ein Gebiet von zunehmender Bedeutung ist der Gehalt an Restmonomerem in dem Super­ absorbens. Obgleich bisher von den Endverbrauchern von Superabsorbentien noch kein Standard für Restmonomere gesetzt worden ist, ergibt sich dennoch eine eindeutige Tendenz zu niedrigeren Restgehalten.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herabsetzung des Acrylsäure-Restgehaltes in wasserunlöslichen, wasserab­ sorbierenden Polyacrylsäure-Gelpolymeren vor, das darin besteht, daß diese Polymeren mit mindestens 0,5 mol einer Aminosäure Cystein oder Lysin, die auch in Form ihres HCl-Salzes verwendet werden können, pro mol restliche Acrylsäure in diesen Polymeren für mindestens 15 min bei einer Temperatur von mindestens 80°C behandelt werden.

Die Erfindung bezieht sich speziell auf ein Verfahren zur Herabsetzung des Acrylsäure-Restgehaltes in Superabsor­ bentien durch Umsetzung mit einer natürlich vorkommenden Aminosäure. Besonders geeignet ist Cystein. Lysin oder Lysin-hydrochlorid zeigen auch ein gewisses Potential zur Herabsetzung des Restmonomeren.

Wasserabsorbierendes Gelpolymer auf Basis von Polyacryl­ säure

Polymere dieses Typs sind allgemein bekannt. Eine Beschreibung solcher Polymeren findet sich in der US-PS 46 54 039. Auch die in der US-PS 46 54 039 genannten Entgegenhaltungen seien in diesem Zusammenhang erwähnt.

Das erfindungsgemäß geeignete Acrylsäure-Polymere ist in den meisten Fällen ein leicht vernetztes Homopolymer der Acrylsäure. Im weiteren Sinne kann das Polymere bis herab zu nur 50 Mol-% Acrylsäure und als Rest andere Monomere enthalten, die hiermit mischpolymerisiert sind, wie dies in der US-PS 46 54 039 beschrieben wird. Die Menge des Vernetzungsmittels kann von 0,001 bis zu etwa 5 Mol-% variieren.

Die Polymeren liegen nach Beendigung der Polymerisations- und Vernetzungsreaktionen gewöhnlich in Form von Konzentraten oder wäßrigen Gelen vor. Diese Gele werden mit Cystein oder Lysin behandelt, um den Acrylsäuregehalt herabzusetzen.

Die oben beschriebenen Gele enthalten wesentliche Mengen an Wasser. Diese Gele können behandelt werden, indem man sie zunächst einem Mahl- oder anderen Teilchenzer­ kleinerungsschritt unterwirft, um die wirksame Oberfläche zu erhöhen und sie empfänglicher zu machen für die Umsetzung mit den Aminosäuren. Im Falle von getrockneten Polymeren werden diese durch Mischen mit den Säuren behandelt, die normalerweise in Form ihrer verdünnten wäßrigen Lösungen verwendet werden, z. B. mit etwa 0,1 bis zu ihrer Sättigungslöslichkeit.

Die Lösungen der Säuren können eingesprüht oder in anderer Weise mit den Gelen gemischt werden. Ein guter Kontakt sollte hergestellt werden.

Die Umsetzung zum Entfernen oder Umsetzen der Acrylsäure kann allgemein in einer Zeit von nur 15 Minuten bis zu einer Zeit von mehreren Stunden stattfinden, je nach der Teilchengröße der Acrylsäure-Gelpolymeren, der Reaktions­ temperatur, der Menge an verwendeter Aminosäure in Rela­ tion zu dem Acrylsäurepolymeren und dergleichen.

Es wird bevorzugt, die Reaktionstemperatur bei mindestens 80°C und vorzugsweise bei 100-150°C zu halten, wobei die maximale Reaktionstemperatur bei etwa 200-225°C liegt.

Wie angegeben, sollten mindestens 0,5 mol der Aminosäure pro mol der in dem Polymeren enthaltenen Acrylsäure verwendet werden. Bis zu 3 mol Aminosäure können pro mol Acrylsäure verwendet werden.

Einer der überraschenden Befunde der Erfindung besteht darin, daß nicht alle Aminosäuren geeignet sind. Insbe­ sondere zeigt Tyrosin wenig oder gar keinen Effekt.

Testmethode

Ein getrocknetes wasserunlösliches wasserabsorbierendes Polyacrylsäure-Gelpolymer des in der US-PS 46 54 039 beschriebenen Typs wurde mit wäßrigen Lösungen der Ami­ nosäuren behandelt, um ein Gel mit einem Endfeststoffge­ halt von annähernd 50% zu erhalten. Das erhaltene Gel wurde getrocknet, gemahlen und der Bestimmung des Rest­ monomeren unterzogen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Tabelle II belegt, daß Tyrosin sowie andere Reagentien, mit Ausnahme von Hydroxylamin-hydrochlorid längst nicht so wirksam sind wie Cystein oder Lysin. Die Toxizität von Hydroxylamin-hydrochlorid verbietet dessen Verwendung in Absorbenspolymeren für Produkte zum persönlichen Bedarf.

Tabelle II

Wirkung der Nachbehandlung auf den Acrylsäure-Rest

Claims (3)

1. Verfahren zur Herabsetzung des Acrylsäure- Restgehaltes in wasserunlöslichen, wasserabsorbierenden Polyacrylsäure-Gelpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß diese Polymeren mit mindestens 0,5 mol einer der Amino­ säuren Cysein oder Lysin pro mol restliche Acrylsäure in diesen Polymeren für mindestens 15 min bei einer Tempe­ ratur von mindestens 80°C behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminosäure Cystein ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminosäure Lysin ist.