DE3831272A1

DE3831272A1 - Verfahren und apparatur zur messung der absorptionsgeschwindigkeit von quellfaehigen materialien

Info

Publication number: DE3831272A1
Application number: DE19883831272
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Scholz; Willibald Scheuchenstuhl
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Chemie Linz Deutschland GmbH
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien mittels Leitfähigkeitsmessung, sowie eine Appara tur zur Durchführung des Verfahrens.

Für quellfähige, flüssigkeitsabsorbierende Materialien, wie sie beispielsweise für saugfähige Windeln und Hygieneartikel, als Trocknungs- und Wasserrückhalte mittel sowie in der Landwirtschaft als Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden, ist neben der Absorptionskapazität vor allem die Absorptionsgeschwin digkeit ein wesentlicher Faktor, um sie den jeweiligen Anforderungen ent sprechend optimal einsetzen zu können. Derartige Materialien, beispielsweise Pulver oder Granulate auf Basis von Acrylharzen, sind z. B. in der US 46 77 174 oder DE-OS . . . beschrieben.

Die Absorptionsgeschwindigkeit wird beispielsweise durch Zusatz einer Flüssigkeit zum Absorptionsmaterial und Messung der Zeit bis zur vollständigen Absorption der Flüssigkeit, die visuell bis zum Verschwinden der Flüssigkeit verfolgt wird, gemessen. Diese visuelle Beobachtungsmethode stellt einen großen Unsicher heitsfaktor in der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit dieser Meßmethode dar, da der Zeitpunkt des Verschwindens der letzten Flüssigkeitsreste durch visuelles Beobachten nicht exakt definiert werden kann. Dadurch kommt es sowohl zu Meßfehlern als auch zu großen Streuungen der Meßwerte. Als Schiedsverfahren ist diese Methode völlig ungeeignet, da unterschiedliche Meßwerte vor allem dann erhalten werden, wenn die Messungen von verschiedenen Personen, even tuell auch von weniger routinierten Hilfskräften vorgenommen werden.

Das Ziel der Erfindung lag nun darin, eine genaue, eindeutige, reproduzierbare und einfache Meßmethode zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien zu finden.

Die Lösung dieser Aufgabe wurde darin gefunden, daß der Verlauf und Endpunkt der Absorption mittels Leitfähigkeitsmessung verfolgt und bestimmt werden konnte.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Messung der Ab sorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien, das dadurch gekennzeich net ist, daß das quellfähige Material mit der zu absorbierenden Flüssigkeit zusammengebracht und der Fortschritt der Absorption mittels Leitfähigkeits messung bestimmt wird.

Zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit wird das quellfähige Material in einen Behälter eingebracht, in dem sich die Elektroden eines Leitfähigkeitsmeß gerätes befinden. Anschließend wird die Absorptionsflüssigkeit, beispielsweise eine Elektrolytlösung, wie z. B. NaCl-Lösung, zugesetzt. Dabei wird bevorzugt weniger Absorptionsflüssigkeit zugesetzt, als der maximalen Absorp tionskapazität des quellfähigen Materials entsprechen würde. Bei Zusatz der Flüssigkeit zeigt das Leitfähigkeitsmeßgerät zunächst die Leitfähigkeit der Flüssigkeit an, während des Absorptionsvorganges steigt sie dann bis zur voll ständigen Absorption an, wobei nun jeweils die Leitfähigkeit des gequollenen Materials und der eventuell verbliebenen nicht absorbierten Flüssigkeit am Meßgerät angezeigt wird. Die Zeit vom Zusatz der Flüssigkeit bis zum Maximal wert der Leitfähigkeit wird gemessen und dient als Kriterium für die Absorp tionsgeschwindigkeit. Besonders einfach gelingt die Messung durch Kopplung des Leitfähigkeitsmeßgerätes mit einem Schreiber, auf dem die Leitfähigkeitskurven in Abhängigkeit von der Zeit ausgedruckt werden. Die erhaltenen Kurven besitzen zum Teil Maxima, bei denen der Maximalwert der Leitfähigkeit nach vollständiger Absorption wieder etwas abfällt, zum Teil bleibt der Maximalwert der Leitfähigkeit auch über längere Zeit konstant. Die gemäß Erfindung erhal tenen Meßwerte für die Absorptionsgeschwindigkeit zeigen gute Übereinstim mung mit jenen Werten, die von einem routinierten Laboranten visuell ermittelt werden.

Neben der Möglichkeit, erfindungsgemäß in einem einfachen Verfahren genaue und reproduzierbare Meßdaten zu erhalten, liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß das Meßverfahren automatisiert werden kann und auch für Mehrfachmeßplätze anwendbar ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Apparatur zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien. Diese besteht aus einem Behälter zur Aufnahme des quellfähigen Materials und der zu absor bierenden Flüssigkeit, in dem die Elektroden eines Leitfähigkeitsmeßgerätes angeordnet sind. Das Meßgerät ist bevorzugt an einen Schreiber angeschlossen.

Beispiel

Ein Glasrahmen mit einer Dicke von 5 mm und einer quadratischen Öffnung von 10 × 10 cm wurde auf eine einseitig klebende Kaschierfolie aufgesetzt. In den durch die innere quadratische Öffnung des Rahmens gebildeten Behälter wurden 1 g eines Superabsorbers auf Acrylharzbasis, der gemäß DE-OS . . . durch Polymerisation von Acrylsäure erhalten wurde, gleichmäßig gestreut. Nun wur den im Abstand von 8 cm 2 parallele, 5 cm lange Silberdrähte, die als Elektroden eines mit einem Schreiber gekoppelten Leitfähigkeitsmeßgerätes dienten, auf einer Glashalterung in den Behälter gesetzt. Anschließend wurde der Superabsor ber mit 25 ml einer 0,9%igen NaCl-Lösung gleichmäßig aus einer Pipette benetzt. Während der Zugabe der NaCl-Lösung stieg die Leitfähigkeit rasch an. Auf der am Schreiber erhaltenen Kurve wurde nach 60 sec ein Maximum bei 5,25 mS festgestellt, das anschließend wieder etwas abfiel.

Die Kontrollmessung mittels visueller Beobachtung erbrachte ebenfalls einen Wert von 60 sec für die Absorptionsgeschwindigkeit, d. h. es dauerte 60 sec bis zur vollständigen Absorption der NaCl-Lösung durch den Superabsorber.

Claims

1. Verfahren zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß das quellfähige Material mit der zu absorbierenden Flüssigkeit zusammengebracht und der Fortschritt der Absorption mittels Leitfähigkeitsmessung bestimmt wird.

2. Apparatur zur Messung der Absorptionsgeschwindigkeit von quellfähigen Materialien bestehend aus einem Behälter zur Aufnahme des quellfähigen Materials und der zu absorbierenden Flüssigkeit, sowie aus 2 in dem Behälter angeordneten Elektroden eines Leitfähigkeitsmeßgerätes.