DE602004008961T2

DE602004008961T2 - Superabsorptionsfähiges polymer

Info

Publication number: DE602004008961T2
Application number: DE602004008961T
Authority: DE
Inventors: Seungkoo Chapel Hill KANG; Scott J. Greensboro SMITH
Original assignee: Stockhausen Inc
Current assignee: Evonik Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: CN100441236C; ATE372792T1; CN1901944A; TW200528148A; EP1684812B1; WO2005044323A1; DE602004008961D1; EP1684812A1; BRPI0415968A; US20050090586A1; US7291674B2; TWI277428B; JP2007525569A; JP4496225B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft superabsorbierende Polymere, die Wasser, wässrige Flüssigkeiten und Blut aufnehmen, wobei die superabsorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung verbesserte Eigenschaften, insbesondere hohes Flüssigkeits-Retentions- und Permeabilitätsvermögen aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Herstellung dieser superabsorbierenden Polymere und ihren Gebrauch als Absorbentien in Hygieneartikeln.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Unter superabsorbierend versteht man wasserquellbare, wasserunlösliche, organische oder anorganische Materialien, die wenigstens zumindest das Zehnfache ihres Gewichts und bis zum 30-fachen ihres Gewichts einer wässrigen Lösung mit 0,9 Gew.-% Natriumchlorid in Wasser absorbieren können. Ein superabsorbierendes Polymer ist ein vernetztes, neutralisiertes Polymer, das große Mengen wässriger Lösungen und Körperflüssigkeiten, z. B. Urin oder Blut, unter Quellen und Bildung von Hydrogelen absorbieren kann, und diese bei einem bestimmten Druck zurückhalten kann, in Übereinstimmung mit der allgemeinen Definition von superabsorbierend.
Die superabsorbierenden Polymere, die gegenwärtig, kommerziell verfügbar sind, beinhalten vernetzte Polyacrylsäuren oder vernetzte Stärke-Acrylsäure-Propf-Polymere, bei denen einige der Carboxylgruppen mit Natriumhydroxidlösung oder Kaliumhydroxidlösung neutralisiert sind. In Folge der absorbierenden Eigenschaften werden diese Polymere hauptsächlich zum Einsatz in Hygieneartikeln, wie z. B. Babywindeln, Inkontinenzprodukten oder Damenbinden verwendet. Aus Gründen der Passform, des Komforts und der Ästhetik, und aus ökologischer Betrachtung, gibt es einen wachsenden Trend, Sanitärartikel kleiner und dünner herzustellen. Dies wird erreicht durch Reduzieren des Anteils hochvoluminösen Füllzellstoffs in diesen Artikeln. Um eine gleichbleibende, absolute Retentionskapazität der Hygieneartikel bei Körperflüssigkeiten zu gewährleisten, wird ein höherer Anteil an superabsorbierendem Polymer in den Sanitärartikeln eingesetzt. Infolgedessen müssen superabsorbierende Polymere verbesserte Permeabilitätscharakteristika bei gleichbleibenden anderen Merkmalen wie akzeptabler Absorption und Retention aufweisen.
Um ein superabsorbierendes Polymer mit hoher Gelstärke zu erhalten, kann der Vernetzungsgrad des Polymers erhöht werden, welches notwendigerweise mit einer Verringerung des Quellvermögens und der Retentionskapazität einhergeht. Um verbesserte Permeabilitäten zu erreichen, werden extrem dünne Artikel neuer Generation mit geringem Faseranteil benötigt. Die gegenwärtige Wissenschaft lehrt, den Anteil an kovalenter Vernetzung zu so hohen Graden anzuheben, dass die Absorptions- und Retentionswerte eines superabsorbierenden Polymers zu ungewünscht niedrigen Graden reduziert werden.
Aminopolysaccharidpolymere beinhalten Chitosan, deacetyliertes Chitin, ist ein kationaktives, Poly-Primäramin mit verschiedenen Anwendungen in den Gebieten z.B. Dispergiermittel, Klebstoffe, Pestizide, Abwasserbehandlung, Lebensmittelverarbeitung und Wundheilung. Nachteiligerweise besitzen die bekannten modifizierten Chitosanmaterialien generell nicht absorptive Eigenschaften vergleichbar denen der synthetischen, hochabsorptiven Materialien. Dies stand dem breitgefächerten Einsatz solcher Chitosanmaterialien in absorbtionsfähigen persönlichen Hygieneprodukten entgegen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine absorbtionsfähige Polymerzusammensetzung bereitzustellen, die hervorragende Eigenschaften, wie z. B. Aufrechterhaltung einer hohen Flüssigkeitspermeabilität, Hydrophilie und Flüssigkeitsretention, selbst wenn der Gewichtsanteil des superabsorbierenden Polymers in Bezug auf die Struktur des Absorbens erhöht wird, bereit zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein superabsorbierendes Polymer, beinhaltend eine Zusammensetzung, beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung, beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere, von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels; und von 0 bis 25 Gew.% eines Vorneutralisierungsmittels, wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysachharidpolymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das polymere Harz durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des superabsorbierenden Polymers, beinhaltend eine Zusammensetzung, beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung, beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere; und von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels; und von 0 bis 25 Gew.% eines Vorneutralisierungsmittels, wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Gew.% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, die polymere Harzzusammensetzung durch das Aminopolysaccharidpolymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer ein Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin absorbierende Strukturen beinhaltend superabsorbierendes Polymer, beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung, beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% eines polymerisierbaren, ungesättigte Säuregruppen enthaltenden Monomers, von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels, und von 0 bis 5,5 Gew.% eines Vorneutralisationsmittels, wobei die polymere Harzzusammensetzung in einem Bereich von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharidpolymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das vernetzte Polymerharz durch das Aminopolysaccharidpolymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine Darstellung der Messausrüstung zur Bestimmung der Gelbettpermeabilität (GBP) eines superabsorbierenden Polymers.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Kolbenkopfes durch die Verbindungslinie 12-12 von 1.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein geeignetes superabsorbierendes Polymer kann aus natürlichen, biodegradablen, synthetischen und modifizierten natürlichen Polymeren und Materialien ausgewählt sein. Unter dem Begriff vernetzt, wie er in Bezug auf das superabsor bierende Polymer verwendet wird, werden beliebige Maßnahmen verstanden, um effizient natürliche, wasserlösliche Materialien in im wesentlichen wasserunlösliche, aber quellbare zu überführen. Solch eine Vernetzung kann zum Beispiel physikalische Verschlaufung, kristalline Bereiche, kovalente Bindungen, ionische Komplexe und Assoziate, hydrophile Assoziate, wie z. B. Wasserstoffbindungen, hydrophobe Assoziate oder Van-der-Waals-Kräfte beinhalten. Superabsorbierende Polymere beinhalten interne Vernetzung und Oberflächenvernetzung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein superabsorbierendes Polymer beinhaltend eine Zusammensetzung, beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen enthaltender Monomere, von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels, und von 0 bis 25 Gew.% eines Vorneutralisierungsmittels, wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das polymere Harz durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisierungsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist. Besonders bevorzugt wirkt das Aminopolysaccharid-Polymer als Neutralisierungsmittel für das Polymerharz, wobei es mit der Polymerharzzusammensetzung reagiert und es bis zu etwa 20 Mol-% oder mehr, und vorzugsweise 30 Mol-% oder mehr, neutralisiert, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das Polymerharz von dem Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr aufweist als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des superabsorbierenden Polymers beinhaltend eine Zusammensetzung beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere, von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels; und von 0 bis 25 Gew.% eines Vorneutralisierungsmittels; wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharidpolymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, die polymere Harzzusammensetzung durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad aufweist, an der etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung beträgt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft absorbierende Verbunde, beinhaltend superabsorbierendes Polymer, beinhaltend eine Zusammensetzung beinhaltend eine polymere Harzzusammensetzung beinhaltend von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere, von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.% eines internen Vernetzungsmittels, und von 0 bis 25 Gew.% eines Vorneutralisationsmittels; wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, die polymere Harzzusammensetzung durch das Amonipolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der Polymerharzzusammensetzung beträgt.
In diesem Zusammenhang wird ein Material als wasserlöslich bezeichnet, wenn es sich in einem Überschuss Wasser löst und eine Lösung bildet, dabei seine ursprünglich partikuläre Form verliert und molekular dispergiert in der gesamten wässrigen Lösung vorliegt. Im Allgemeinen sind die wasserlöslichen Chitosansalze frei von einem substantiellen Vernetzungsgrad, da Vernetzung Chitosan tendenziell wasserunlöslich werden lässt.
In diesem Zusammenhang wird der Begriff „wasserquellbar, wasserunlöslich" auf einen Material bezogen, das, wenn es einem Überschuss einer 0,9 gewichtsprozentigen Lösung von Natriumchlorid in Wasser ausgesetzt wird, bis zu seinem Gleichgewichtsvolumen quillt, aber keine Lösung bildet. Ein wasserquellbares, wasser-unlösliches Material als solches behält im Allgemeinen seine ursprüngliche Identität bzw. physikalische Struktur, jedoch in einem stark expandierten Zustand, während der Absorption der wässrigen Lösung und muss daher genügend physikalische Integrität aufweisen, um Fluss und Verschmelzen mit benachbarten Partikeln zu widerstehen. Ein wasserquellbares, wasserunlösliches Chitosansalz, das sich in der vorliegenden Erfindung eignet, ist ein solches, welches genügend vernetzt ist, um im wesentlichen wasserunlöslich zu sein, aber immer noch fähig ist, mindestens etwa das vierzehnfache seines eigenen Gewichts einer 0,9 gewichtsprozentigen Lösung von Natriumchlorid in Wasser zu absorbieren, wenn es unter einem Druck von etwa 0,3 Pfund/Quadratinch steht.
Beispielsweise beinhaltet ein Aminopolysaccharid-Polymer Chitosan. Die Eigenschaften von Chitosan beruhen auf seinen Polyelektrolyt- und polymeren Kohlenwasserstoffeigenschaften. Daher ist es im Allgemeinen unlöslich in Wasser, in alkalischen Lösungen bei einem pH größer als etwa 6,5, oder in organischen Lösemitteln. Im Allgemeinen entspricht die Menge an Säure, die zum Lösen von Chitosan notwendig ist, in stöchiometrischer Entsprechung der Zahl der Aminogruppen. Da der pKa der in Chitosan vorliegenden Aminogruppen zwischen 6,0 und 7,0 liegt, können diese in stark verdünnten Säuren oder sogar bei beinahe neutralen Bedingungen protoniert werden, so dass dieses Biopolymer eine kationische Eigenschaft erhält. Diese kationische Eigenschaft ist Basis vieler Vorteile von Chitosan. In der Tat kann Chitosanmaterial als lineares Polyelektrolyt mit einer hohen Ladungsdichte angesehen werden, das mit negativ geladenen Oberflächen wie anionischen, absorbierenden Gelmaterialien vorliegendes Polymer Wechselwirken kann.
Für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung eignen sich Chitosanmaterialien über einen großen Molekulargewichtsbereich, typischerweise weisen die Chitosanmaterialien, die hier eingesetzt werden, ein Molekulargewichts in einem Bereich von 1000 bis 10000000 Gramm pro Gramm Mol und besonders bevorzugt von 2000 bis 1000000 auf. Unter Molekulargewicht wird das gewichtsgemittelte Molekulargewicht verstanden. Der Fachmann kennt Methoden, um das gewichtsgemittelte Molekulargewicht von Chitosanmaterialien zu ermitteln. Übliche Methoden beinhalten beispielsweise Lichtstreuung, Messung der intrinsischen Viskosität und Gelpermeationschromatographie. Im Allgemeinen ist es am einfachsten, das Molekulargewicht von Chitosanmaterial mittels Viskosität einer 1 gewichtsprozentigen wässrigen Lösung bei 25°C mit einem Brookfield-Viskometer zu bestimmen. Es ist üblich, die Viskosität von Chitosanmaterial indirekt durch Messen der Viskosität des korrespondierenden Chitosansalzes, z.B. mit Hilfe einer 1 gewichtsprozentigen wässrigen Essigsäurelösung, zu messen. Chitosanmaterialien, die sich zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung eignen, weisen vorzugsweise eine Viskosität einer 1 gewichtsprozentigen wässrigen Lösung bei 25°C von etwa 1 mPa s (1 centipoise) bis etwa 80.000 mPa s (80.000 centipoise), besonders bevorzugt von etwa 30 mPa s (30 centipoise) bis etwa 10.000 mPa s (10.000 centipoise), ganz besonders bevorzugt von 50 mPa s (50 centipoise) bis etwa 1.000 mPa s (1.000 centipoise) und äußerst besonders bevorzugt von 100 mPa s (100 centipoise) bis etwa 500 mPa s (500 centipoise).
Die Chitosanmaterialien der vorliegenden Erfindung sind erhältlich von VANSON, Redmond, Washington als technisches Chitosan-Polyamin mit einem hohen Deacetylierungsgrad bis 95% und extra hohem Molekulargewicht und einer Partikelgröße von etwa 200 bis etwa 500 μm.
Das superabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch anfängliches Herstellen eines polymeren Harzes durch die Polymerisation von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.-% polymerisierbarer, ungesättigter säuregruppen-enthaltender Monomere. Geeignete Monomere beinhalten solche, die Carboxylgruppen aufweisen, wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure oder 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, oder Mischungen dieser Monomere sind hier bevorzugt. Bevorzugt sind mindestens etwa 50 Gew.-%, besonders bevorzugt zumindest etwa 75 Gew.-% der Säuregruppen Carboxylgruppen.
Vorzugsweise kann man die polymere Harzzusammensetzung vorneutralisieren mit einem gesonderten Vorneutralisierungsmittel im Polymerisationsschritt und bevor die polymere Harzzusammensetzung und das Aminopolysaccharid-Polymer gemischt werden. Insbesondere werden die Säuregruppen zu einem Anteil von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert, das heißt, die Säuregruppen liegen vorzugsweise als Natrium, Kalium oder Ammoniumsalze vor. Der Vorneutralisationsgrad ist vorzugsweise zumindest etwa 30 Mol-%. Es ist bevorzugt, Polymere herzustellen, die durch Polymerisation von Acrylsäure oder Methacrylsäure erhältlich sind, wobei die Carboxylgruppen zu bis zu 50 Mol-% vorneutralisiert sind, in Gegenwart eines internen Vernetzungsmittels. Die Säuregruppen werden weiter neutralisiert, oder nachneutralisiert, nachdem die polymere Harzzusammensetzung mit dem Aminopolysaccharid-Polymer gemischt wird, um ein superabsorbierendes Polymer zu bilden und das superabsorbierende Polymer einer wässrigen Lösung ausgesetzt wird. Insbesondere werden die Säuregruppen durch das Aminopolysac charid-Polymer zu einem Grad von zumindest etwa 20 Mol-%, vorzugsweise 30 Mol-% bis 80 Mol-%, weiter neutralisiert, das heißt, die Säuregruppen liegen in Salzform vor dann der Neutralisierungsgrad der polymeren Harzzusammensetzung.
Weitere Monomere, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen polymeren Harzzusammensetzungen einsetzbar sind, sind 0 bis 40 Gew.-% ethylenisch ungesättigter Monomere, die mit Acrylamid, Methacrylamid, Hydroxyethylacrylat, Dimethylaminoalkyl(meth)acrylat, ethoxylierte (Meth)acrylate, Dimethylaminopropylacrylamid oder Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid copolymerisiert werden können. Mehr als 40 Gew.-% dieser Monomere kann die Quellbarkeit der Polymere beeinträchtigen.
Das interne Vernetzungsmittel weist zumindest zwei ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen, oder eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine funktionelle Gruppe, die mit den Säuregruppen des polymerisierbaren, ungesättigte Säuregruppen-enthaltenden Monomers reagieren kann, oder mehrere funktionelle Gruppen, die mit Säuregruppen reagieren können, auf, kann als internes Vernetzungsmittel eingesetzt werden, welches während der Polymerisation der polymerisierbaren, ungesättigten Säuregruppen-enthaltende Monomere vorhanden sind.
Beispiele interner Vernetzungsmittel beinhalten aliphatische, ungesättigte Amide, wie z. B. Methylenbisacryl- oder -methacrylamid oder Ethylenbisacrylamid, und weiterhin aliphatische Ester von Polyolen oder alkoxylierten Polyolen mit ethylenisch ungesättigten Säuren, wie z. B. Di(meth)acrylate oder Tri(meth)acrylate von Butandiol oder Ethylenglykol, Polyglykole oder Trimethylolpropan, Di- und Triacrylatester von Trimethylolpropan, das vorzugsweise oxyalkyliert, vorzugsweise ethoxyliert mit 1 bis 30 Mol Alkylenoxid, Acrylat- und Methacrylatester von Gly cerin und Pentaerythritol und von Glycerin und Pentaerythritol, die vorzugsweise mit 1 bis 30 Mol Ethylenoxid oxyethyliert sind, und außerdem Allylverbindungen, z. B. Allyl(meth)acrylat, alkoxyliertes Allyl(meth)acrylat, welches mit vorzugsweise 1 bis 30 Mol Ethylenoxid umgesetzt wurde, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Maleinsäurediallylester, Poly-allylester, Tetraallyloxyethan, Triallylamin, Tetraallylethylendiamin, Diole, Polyole, Hydroxyallyl- oder Acrylatverbindungen und Allylester von phosphoriger Säure oder Phosphorsäure, und weiterhin Monomere, die zum Vernetzen geeignet sind, z. B. N-Methylolverbindungen ungesättigter Amide, z. B. Methacrylamid oder Acrylamid, und Ether, die davon abgeleitet sind. Ebenso können ionische Vernetzer, wie beispielsweise multivalente Metallsalze, eingesetzt werden. Ebenso können Mischungen der bezeichneten Vernetzungsmittel eingesetzt werden. Der Anteil an internem Vernetzungsmittel beträgt von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse an polymerisierbarem, ungesättigtem Säuregruppen-enthaltenden Monomeren.
Die superabsorbierenden Polymere der vorliegenden Erfindung können nach der Polymerisation oberflächenvernetzt sein. Unter Oberflächenvernetzung versteht man jedweden Prozess, der die Vernetzungsdichte der Polymermatrix in der Nachbarschaft in der superabsorbierenden Partikeloberfläche im Vergleich zur Vernetzungsdichte des Partikelinneren erhöht. Die superabsorbierenden Polymere werden. gewöhnlich oberflächenvernetzt durch Zugabe von oberflächenvernetztendem Mittel. Bevorzugte oberflächenvernetzende Mittel beinhalten Chemikalien mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, die bezüglich vorliegender Gruppen der Polymerketten reaktiv sind, üblicherweise Säuregruppen. Der Gehalt an Oberflächenvernetzungsmittel beträgt von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-%, bevorzugt von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-%, bezogen auf die Masse des trockenen Polymers. Ein Erwärmungsschritt nach der Zugabe des Oberflächenvernetzungsmittels ist bevorzugt.
Bevorzugt beinhaltet das superabsorbierende Polymer der vorliegenden Erfindung eine Beschichtung des superabsorbierenden Polymerpartikels mit einem Material, wie z. B. Ethylenglykoldiglycidylether (EGDGE) gefolgt von Erwärmung, um die Oberflächenvernetzungsdichte und die Gelstärkeeigenschaften zu verbessern. Genauer gesagt wird ein Oberflächenvernetzungsmittel auf dem Partikel durch Mischen des Polymers mit einer wässrigen Alkohollösung von EGDGE Oberflächenvernetzungsmittel aufgebracht. Die Menge an Alkohol hängt von der Löslichkeit des EGDGE ab und wird so gering wie möglich gehalten aus technischen Gründen, z. B. zum Explosionsschutz. Geeignete Alkohole sind Methanol, Ethanol, Aceton, Butanol, oder Butylglykol genauso wie Mischungen dieser Alkohole. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Wasser, welches gewöhnlicherweise in einer Menge von 0,3 bis 5 Gew.%, in Bezug auf das partikulare superabsorbierende Polymer, eingesetzt wird. Manchmal wird das EGDGE Oberflächenvernetzungsmittel in Wasser gelöst, ohne Alkohol. Ebenso kann man das EDGDE Oberflächenvernetzungsmittel als Pulvermischung, z. B. mit einem anorganischen Trägermaterial, zum Beispiel SiO₂, oder in gasförmigen Zustand durch Sublimation des EDGDE aufbringen.
Um die gewünschten Oberflächenvernetzungseigenschaften zu erreichen, muss das EDGDE gleichmäßig auf dem partikulären superabsorbierenden Polymer verteilt werden. Zu diesem Zweck wird das Vermischen in geeigneten Mischern durchgeführt, zum Beispiel in Fließbettmischern, Paddelmischern, Mahlwalzen- oder Zwillingsschneckenmischern. Ebenso kann man das Beschichten des partikulären superabsorbierenden Polymers während einer der Prozessschritte in der Herstellung des partikulären superabsorbierenden Polymers vornehmen. Ein zu diesem Zweck besonders geeignetes Verfahren ist die inverse Suspensionspolymerisation.
Die Wärmebehandlung, die der Beschichtung folgt, wird wie folgt durchgeführt. Typischerweise wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 100 und 300°C durchgeführt. Wenn das bevorzugte EDGDE eingesetzt wird, erfolgt die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 100°C über eine Dauer von etwa 60 Minuten. Die Behandlungstemperatur hängt von der Verweilzeit und der Art des EDGDE ab. Die Wärmebehandlung kann in herkömmlichen Trocknern, Öfen, Flüssigbetttrocknern, Zwillingsschneckenreaktoren und ähnlichem erfolgen.
Während die Teilchen dann im exemplarischen Weg in der physikalischen Form eines superabsorbierenden Polymers eingesetzt werden, ist die Erfindung nicht auf diese Form beschränkt und ebenso anwendbar auf andere Formen wie Fasern, Schäume, Filme, Kügelchen, Stäbchen und Ähnliches.
Das erfindungsgemäße superabsorbierende Polymer kann weiterhin von 0 bis etwa 5 Gew.% eines multivalenten Metallsalzes beinhalten, bezogen auf das Gewicht der Mischung, auf der Oberfläche des Polymers. Das multivalente Metallsalz ist vorzugsweise wasserlöslich. Beispiele der bevorzugten Metallkationen beinhalten Kationen ausgewählt aus Al, Fe, Zr, Mg und Zn. Bevorzugt weist das Metallkation eine Valenz von mindestens 3 auf, wobei Aluminium am meisten bevorzugt ist. Beispiele bevorzugter Anionen in dem multivalenten Metallsalz beinhalten Halide, Chlorohydrate, Sulfate, Nitrate und Acetate, wobei Chloride, Sulfate, Chlorohydrate und Acetate bevorzugt, Chlorohydrate und Sulfate besonders bevorzugt, und Sulfate am meisten bevorzugt sind. Aluminiumsulfat ist das am stärksten bevorzugte multivalente Metallsalz und leicht kommerziell erhältlich. Die bevorzugte Form des Aluminiumsulfat ist hydratisiertes Aluminiumsulfat, bevorzugt Aluminiumsulfat mit 12 bis 14 Teilen Hydratwasser. Es können Mischungen der multivalenten Metallsalze eingesetzt werden.
Das Polymer und das multivalente Metallsalz werden durch Trockenmischen, oder bevorzugt in Lösungen, unter Benutzung von Mitteln, die der Fachmann gut kennt. Wässrige Lösungen sind bevorzugt. Beim Trockenmischen kann ein Bindemittel in einer hinreichenden Menge eingesetzt werden, um eine im Wesentlichen gleichförmige Mischung des Salzes und des superabsorbierenden Polymers zu gewährleisten. Das Bindemittel kann Wasser oder eine nicht volatile, organische Verbindung mit einem Siedepunkt von mindestens 150°C sein. Beispiele für das Bindemittel beinhalten Wasser, Polyole wie z. B. Propylenglykol, Glycerin und Poly(ethylenglykol).
Die erfindungsgemäßen superabsorbierenden Polymere können ferner von 0 bis etwa 5 Gew.-% wasserunlösliches, anorganisches Pulver beinhalten. Beispiele des wasserunlöslichen, anorganischen Pulvers beinhalten Siliziumdioxid, Kieselsäure, Silikate, Titandioxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Talk, Calciumphosphat, Tonerden, Kieselgur, Zeolithe, Bentonit, Kaolin, Hydrotalcit, aktivierte Tonerden, etc. Das unlösliche anorganische Pulveradditiv kann eine einzige Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen ausgewählt aus der vorangegangenen Liste sein. Von all diesen Beispielen ist mikroskopisch nicht-kristallines Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid bevorzugt. Weiterhin beträgt ein bevorzugter Partikeldurchmesser des anorganischen Pulvers 1000 μm oder kleiner, besonders bevorzugt 100 μm oder kleiner.
Das erfindungsgemäße superabsorbierende Polymer kann ferner die Zugabe von 0 bis etwa 5 Gew.-% eines Tensids zu der Polymerpartikeloberfläche beinhalten. Bevorzugt wird dieses direkt vor, während oder direkt nach dem Oberflächenvernetzungsschritt zugegeben. Beispiele solcher Tenside beinhalten anionische, nicht ionische, kationische und amphotere oberflächenaktive Verbindungen, wie z. B. Fettsäuresalze, Kokosamine und Amide und deren Salze, Alkylschwefelestersalze, Alkylbenzolsulfonsäuresalze, Dialkylsulfosuccinate, Alkylphosphatsalz, und Po lyoxyethylenalkylsulfatsalz; Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether, Polyoxyethylenfettsäureester, Sorbitolfettsäureester, Polyoxysorbitolfettsäureester, Polyoxyethylenalkylamin, Fettsäureester, und Oxyethylen-Oxypropylenblockcopolymer; Alkylaminsalze, quartäre Ammoniumsalze; und Lauryldimethylaminoxid. Allerdings ist es nicht notwendig, die Tenside auf die oben genannten einzuschränken. Solche Tenside können individuell oder in Kombination eingesetzt werden.
Die superabsorbierenden Polymere können auch von 0 bis etwa 30 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers beinhalten, wie z. B. teilweise oder vollständig hydrolasiertes Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Stärke oder Stärkederivate, Polyglykole oder Polyacrylsäuren, bevorzugt in einpolymerisierter Form. Das Molekulargewicht dieser Polymere ist nicht kritisch, solange sie wasserlöslich sind. Bevorzugte wasserlösliche Polymere sind Stärke und Polyvinylalkohol.
Manchmal ist es gewünscht, Oberflächenadditive einzusetzen, die mehrere Aufgaben während der Oberflächenmodifizierung erfüllen. Beispielsweise kann ein einziges Additiv als Tensid und Viskositätsmodifikator fungieren und unter Vernetzung mit den Polymerketten reagieren.
Die superabsorbierenden Polymere können ebenso von 0 bis etwa 2,0 Gew.-% Entstaubungsmittel beinhalten, z. B. hydrophile und hydrophobe Entstaubungsmittel, z. B. solche beschrieben in US-Patent 6,090,875 und 5,994,440 können auch im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Weitere Additive der superabsorbierenden Chitosanpolymere gemäß der vorliegenden Erfindung können geruchsbindende Substanzen beinhalten, z. B. Cyclodextrine, Zeolithe, anorganische oder organische Salze und ähnliche Verbindungen; Antibackadditive, Rheologiemodifizierungsverbindungen und Ähnliches.
Das superabsorbierende Polymer gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise dadurch hergestellt, dass zuerst die polymere Harzzusammensetzung hergestellt wird, gefolgt von Mischen der trockenen Polymerharzteilchen mit getränktem Aminopolysaccharid-Polymer. Die Mischung wird extrudiert und getrocknet bei etwa 110°C für etwa 60 Minuten, gemahlen und durch Sieben nach Größe selektiert, um die gewünschten Partikelgrößen zu erhalten.
Die polymere Harzzusammensetzung kann nach zwei Verfahren hergestellt werden, obwohl es auch andere Verfahren gibt. Die polymere Harzzusammensetzung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich in einem großen Maßstab industriell durch den oben erwähnten bekannten Prozess hergestellt werden, wobei die Nachvernetzung dementsprechend durchgeführt wird.
Gemäß der ersten Methode wird das teilweise neutralisierte Monomer, vorzugsweise Acrylsäure, in ein Gel durch freie Radikalpolymerisation in wässriger Lösung in Gegenwart eines Vernetzungsmittels und gegebenenfalls weiteren Bestandteilen umgewandelt, das Gel wird zerteilt, getrocknet, gemahlen und ausgesiebt zur gewünschten Partikelgröße. Die Lösungspolymerisation kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.
Ebenso kann die inverse Suspensions- und Emulsionspolymerisation zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte durchgeführt werden. In diesen Prozessen wird eine wässrige, teilweise neutralisierte Lösung der Monomere, vorzugsweise Acrylsäure, in einem hydrophoben, organischen Lösemittel unter Mitwirkung von Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren dispergiert und die Polymerisation durch freie Radikalinitiatoren gestartet. Die internen Vernetzungsmittel sind entweder in der Monomerlösung gelöst und werden mit dieser zusammen zudosiert oder separat, gegebenenfalls während der Polymerisation, zugegeben. Die Zugabe eines wasserlöslichen Polymers als Pfropfbasis geschieht gegebenenfalls durch die Monomerlösung oder durch direkte Zugabe in die Ölphase. Das Wasser wird anschließend azeotrop aus der Mischung abgezogen und das Polymer wird abfiltriert und gegebenenfalls getrocknet. Interne Vernetzung kann durch Einpolymerisieren eines polyfunktionalen Vernetzungsmittels, welches in der Monomerlösung gelöst ist, bewirkt werden und/oder durch Reaktion eines geeigneten Vernetzungsmittels mit den funktionellen Gruppen des Polymers während des Polymerisationsschrittes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die polymere Harzzusammensetzung in Form diskreter Partikel eingesetzt. Superabsorbierende Polymerpartikel können irgendeine geeignete Form, z. B. spiral- oder halbspiral-, kugel-, stäbchen-förmig, polyhedral, etc. sein. Partikelformen, die ein großes Verhältnis von größter Abmessung zu kleinster Abmessung aufweisen, wie Nadeln, Flocken oder Fasern, sind ebenso für die vorliegende Benutzung geeignet. Partikelkonglomerate superabsorbierender Polymere können auch eingesetzt werden.
Die polymere Harzzusammensetzung wird mit getränkten Chitosan-Polyaminpartikeln, wobei 30% Chitosan mit 70% deionisiertem Wasser gemischt werden. Das Chitosan-Polyamin ist erhältlich von Vanson als technisches Chitosan. Das Verhältnis des Polymerharzes zu Chitosan kann zwischen 5:1 und 1:5 betragen. Die resultierende Mischung wurde extrudiert, 60 Minuten bei 110°C im Umluftofen getrocknet, gemahlen und nach Größe sortiert durch Siebe, um die gewünschten Partikelgrößen mit einer mittleren Partikelgröße von ungefähr 300 Microns zu erhalten.
Die Chitosan superabsorbierenden Polymere können oberflächenbehandelt werden durch Zubereiten einer Mischung von Ethylenglykoldiglicidylether (EGDGE), Aceton und deionisiertem Wasser. Zu der Lösung wird eine trockene Chitosan SAP-Vorstufe zugegeben wurden in einen Mischer eingebracht, und gerührt bei einer ausreichenden Geschwindigkeit, um die SAP Partikel im Mixer zu verteilen. Die Oberflächenbehandlungslösung wurde ausgebracht durch eine mit Luftdruck beaufschlagte Sprühkanone, und auf die Chitosan SAP Partikel versprüht. Diese beschichteten Chitosan SAP Partikel werden 60 Minuten bei 100°C getrocknet, und gemahlen und nach Größe sortiert durch Sieben, um die gewünschten Partikelgrößen zu erhalten.
TESTMETHODEN
Zentrifugen-Retentionskapazitätstest
Der Zentrifugen-Retentionskapazitätstest (CRC) bestimmt die Fähigkeit des superabsorbierenden Polymers, eine Flüssigkeit in sich nach erfolgter Sättigung und bei Zentrifugieren unter bestimmten Bedingungen zurückzuhalten. Die so erhaltene Retentionskapazität wird angegeben in Gramm zurückbehaltene Flüssigkeit pro Gramm Masse der Probe (g/g). Die zu testende Probe wird aus Partikeln hergestellt, die durch ein 30 mesh US Standardsieb ausgelesen und auf einem 50 mesh US Standardsieb zurückgehalten werden. Folglich beinhaltet die Probe des superabsorbierenden Polymers Partikel mit einer Größe im Bereich von etwa 300 bis 600 μm. Die Partikel können von Hand oder automatisch vorselektiert werden.
Die Retentionskapazität wird gemessen, in dem man etwa 0,2 g der vorselektierten superabsorbierenden Polymerprobe in einen wasserdurchlässigen Beutel füllt, der die Probe enthalten wird, während eine Testlösung (0,9 Gew.% Natriumchlorid in destilliertem Wasser) frei von der Probe absorbiert werden kann. Für die meisten Anwendungen eignet sich ein hitzeverschließbares Teebeutelmaterial, zum Beispiel das, das von Dexter Corporation of Windsor Locks, Connecticut, USA, unter der TypbeAbbildung 1234T wärmeverschließbares Filterpapier erhält lich ist. Der Beutel wird hergestellt durch Falten eines 5 Inch × 3 Inch Stücks des Beutelmaterials auf die Hälfte und Heißverschweißen von zwei der offenen Enden, um eine 2,5 Inch × 3 Inch Tasche rechteckiger Gestalt zu erhalten. Die Heißschweißnaht sollte ungefähr 0,25 Inch auf der Innenseite der Kante des Materials sein. Nachdem die Probe in den Beutel eingebracht wurde, wird die verbleibende offene Seite des Beutels ebenfalls heißverschweißt. Leere Beutel werden als Referenz hergestellt. Drei Proben werden hergestellt für jedes zu testende superabsorbierende Polymer.
Die verschweißten Beutel werden in ein Becken oder in die Testlösung bei 23° eingebracht, wobei sichergestellt wird, dass die Beutel unten gehalten werden, bis sie komplett durchtränkt sind. Nach dem Durchtränken verbleiben die Proben für weitere etwa 30 Minuten in der Lösung, dann werden sie aus der Lösung genommen und zwischenzeitlich auf einer nicht absorbierenden flachen Oberfläche ausgelegt.
Die durchtränkten Beutel werden anschließend in einen Korb einer entsprechenden Zentrifuge gelegt, die geeignet ist, die Beutel einer G-Kraft von etwa 350 zu unterwerfen. Eine geeignete Zentrifuge ist eine Clay Adams Dynac 2, Model #0103, mit einem Wassersammelbecken, einer digitalen Drehzahlanzeige, einem gefrästen Drainagekorb, der geeignet ist, die flachen Probenbeutel zu halten und zu entleeren. Wenn mehrere Proben zentrifugiert werden, müssen die Proben an gegenüberliegenden Positionen innerhalb der Zentrifuge angeordnet werden, um den Zentrifugenkorb bei Rotation in Wucht zu halten. Die Beutel (beinhaltend die getränkten, leeren Beutel) werden bei ungefähr 1600 Umdrehungen pro Minute (z. B. um eine Ziel-G-Kraft von etwa 350 zu erreichen) für drei Minuten zentrifugiert. Die Beutel werden herausgenommen und gewogen, wobei die leeren Beutel (Referenz) zuerst gewogen werden, gefolgt von den Beuteln, die die superabsorbierenden Polymerproben enthalten. Die Menge an zurückgehaltener Lösung durch die Probe superabsorbierenden Polymers, wobei die Menge an Lösung, die von dem Beutel selbst zurückgehalten wird, in Betracht gezogen wird, ist die Zentrifugen-Retentionskapazität (CRC) des superabsorbierenden Polymers, ausgedrückt in Gramm Flüssigkeit pro Gramm superabsorbierendes Polymer. Genauer gesagt wird die Retentionskapazität ausgedrückt als:
(Probe/Beutel nach Zentrifugieren - leerer Beutel nach Zentrifugieren - Trockenmasse der Probe)/Trockengewicht der Probe).
Die drei Proben werden gemessen und die Ergebnisse gemittelt, um die Retentionskapazität (CRC) des superabsorbierenden Polymers zu bestimmen.
Bestimmung des extrahierbaren Polymeranteils
Der extrahierbare Polymeranteil eines carbonsäurebasierten, hydrogelbildenden Materials wird bestimmt durch Vermischen des hydrogelbildenden Polymers mit synthetischem Urin, über einen Zeitraum, der ausreichend ist, im Wesentlichen einen Gleichgewichtszustand in Bezug auf die Extraktion des Polymermaterials aus dem Hydrogel, welches sich bildet, herzustellen. Die Hydrogel-Urinmischung lässt man absitzen und ein Teil derselben wird abfiltriert. Dann nimmt man ein Aliquot des Filtrats, und die freien Säuregruppen des Polymermaterials, die in dem Filtrat gelöst wurden, werden gegen pH = 10 mit Base titriert. Anschließend werden alle Carboxylgruppen mit Säure auf pH = 2,7 titiert. Diese Titrationsdaten werden anschließend verwendet, um die Menge extrahierbaren Polymers in der Hydrogel formenden Polymerprobe zu berechnen.
(a) Zubereitung der extrahierbares Polymer enthaltenden Filtratproben

1. 0,40 bis 0,41 g eines hydrogelbildenden Polymers werden genau (bis .+-. 0,1 mg) in ein 150 ml Einwegbecherglas eingewogen. Falls Glasbechergläser benutzt werden, müssen diese vor Benutzung mit Säure gewaschen werden. (Glasware sollte dreimal mit verdünnter HCl [konz. HCl verdünnt 1:4 mit destilliertem Wasser], anschließend dreimal mit destilliertem Wasser gewaschen werden. Diese Prozedur entfernt Spuren von Detergentien und anderen Verunreinigungen, die sonst die Titration verfälschen könnten.)
2. 75 ml synthetischer Urin werden zugegeben. Die hierin Bezug genommene synthetische Urinzusmamensetzung beinhaltet 970,77 g vollständig demineralisiertes Wasser, 8,3 g Natriumchlorid, 0,6 g Calciumchlorid, 0,93 Magnesiumsulfat mit 6 Molekülen Kristallwasser und 19,4 g Harnstoff. Die Lösung wird schließlich auf einen Liter verdünnt.
3. Die Proben werden langsam über einen Zeitraum gerührt, der zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes ausreicht. Das Gleichgewicht ist im Allgemeinen innerhalb von 16 Stunden erreicht. Falls der Anteil extrahierbaren Polymers als Funktion der Zeit gemessen werden soll, hier über eine Stunde, um die extrahierbaren Stoffe zu bestimmen.
4. Die Proben lässt man 15 Minuten stehen.
5. Unter Benutzung einer 3 ml Einwegspritze und 0,22 Micron Filtern wird genügend Lösung filtriert, so dass ein 20 ml Aliquot entnommen werden kann.

(b) Titrationsbedingungen

1. Falls die Titrationen von Hand durchgeführt werden, muss große Sorgfalt verwendet werden, um sicherzustellen, dass das Gleichgewicht nach jeder Zugabe des Titrant erreicht wird.
2. Ein 20 ml Aliquot des Filtrats wird in ein 50 ml Einwegbecherglas überführt. Falls Glasbechergläser verwendet werden, müssen diese vor Gebrauch mit Säure gewaschen werden, wie oben beschrieben.
3. Das Aliquot wird mit 0,1 N NaOH auf pH = 10 titriert.
4. Das Aliquot wird anschließend mit 0,1 N HCl auf pH = 2.7 zurücktitriert.
5. Die Schritte 3 und 4 werden an 20 ml synthetischen Urins durchgeführt, um Titrationsblindproben für beide Schritte der Titration zu erhalten.

(c) Berechnungen

1. Der Anteil an polymerisierten Säurefunktionen (z. B. Acrylsäure) (in Millimol) in dem aufgeschwemmten Aliquot (M_a) ist definiert durch: Ma = (Va – Vab)Na mmol (mm) wobei:

V_a

das Volumen (in ml) Säure bedeutet, das benötigt wird, um das Aliquot auf pH = 10 zu titrieren.

V_ab

das Volumen (in ml) Säure bedeutet, das erforderlich ist, um 20 ml synthetischen Urins auf pH = 10 zu titrieren.

N_a

die Normalität (nmeq/ml) Säure (nominal 0,10 meq/ml) bedeutet.
2. Der Gesamtanteil polymerisierter Säurefunktionen (z. B. Acrylsäure) plus polymerisierter, neutralisierter Säurefunktionen (z. B. Natriumacrylat) (in mm) in dem aufgeschwemmten Aliquot (M_t) ist definiert durch: Mt = (Vb – Vbb)Nb Millimol wobei:

V_b

das Volumen (in ml) Base bedeutet, das erforderlich ist, um das Aliquot von pH = 10 nach pH = 2.7 zu titrieren.

V_bb

das Volumen (in ml) Base bedeutet, das erforderlich ist, um 20 ml synthetische Urins von pH = 10 nach pH = 2.7 zu titrieren.

N_b

die Normalität (in meq/ml) Base (nominal 0,10 meq/ml) bedeutet.
3. Der Anteil polymerisierter, neutralisierter Säurefunktionen (Natriumacrylat) (in mm) in dem ursprünglich aufgeschwemmten Aliquot (M_b) ist definiert durch: Mb = Mt – Ma
4. Die Gesamtmenge extrahierter polymerisierter Säurefunktionen (W_a) und polymerisierter, neutralisierter Säurefunktionen (W_b) (z. B. Acrylsäure plus Natriumacrylat) (in mg) ist gegeben durch: Wa = MaEaD und Wb = MbEbD wobei:

E_a

das Äquivalenzgewicht an Säurefunktionen in Polysäurenspezies (z. B. Acrylsäure in Polyacrylsäure = 72 meq/ml) bedeutet.

E_b

das Äquivalenzgewicht neutralisierter Säurefunktionen in neutralisierter Polysäurespezies (z. B. Natriumacrylat in Natriumpolyacrylat = 94 meq/mg) bedeutet.

D

den Verdünnungsfaktor (75 ml/20 ml = 3,75) bedeutet.
5. Der Prozentsatz extrahierbaren Polymers in der Hydrogelform bildenden Polymerprobe (e) ist definiert durch: e = [(Wa + Wb)100)/W Prozent wobei:

W

= Probengewicht in mg.

Absorption unter Druck (AUL)
Die Fähigkeit eines superabsorbierenden Materials, eine Flüssigkeit zu absorbieren, während es unter Druck steht, ist dem Fachmann auf dem Gebiet der superabsorbierenden Polymere wohl bekannt und wird wie folgt bestimmt. Ein Demand-Absorbency-Tester (DAT) wird eingesetzt, der ähnlich zu GATS (Gravimetric Absorbency Test System), erhältlich von M/K-Systems, Danners, Mass. USA, wie auch das System, beschrieben durch Lichstein auf den Seiten 129-142 in INDA Technological Symposium Proceedings, März 1974. Es wird eine poröse Platte eingesetzt, die Anschlüsse aufweist, welche von einer Fläche mit 2,5 cm-Durchmesser begrenzt sind und durch den Absorption-Unter-Druck(AUL)-Apparat bedeckt werden. Um den Flüssigkeitsfluß in die superabsorbierenden Partikel zu messen, wird eine elektrische Waage eingesetzt. Die für diesen Test eingesetzte Flüssigkeit ist eine wässrige Lösung enthaltend 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid bei Raumtemperatur.
Der hier eingesetzte AUL-Apparat, der die superabsorbierenden Partikel enthält, beinhaltet einen Zylinder, der aus einer thermoplastischen Röhre mit 1 Inch (2,54 cm) Innendurchmesser, welche leicht ausgefräst ist, um Konzentrizität sicherzustellen. Ein 100 mesh-Gelege aus rostfreiem Stahl ist am Boden des Zylinders mit einem Klebstoff angeklebt. Alternativ kann das Drahtgelege aus rostfreiem Stahl mit dem Boden des Zylinders durch Erhitzen des Drahtgeleges in einer Flamme bis zur Rotglut verschmolzen werden, wonach der Zylinder auf das Gelege bis zum Erkalten gehalten wird. Es kann Löteisen eingesetzt werden, um die Versiegelung auszubessern, falls sie nicht hält oder bricht. Man muss Vorsicht walten lassen, um einen flachen, glatten Boden zu erhalten und darf die Innenseite des Zylinders nicht verbiegen. Ein 4,4 g Zylinder wird aus einem massiven Material mit 1 Inch Durchmesser (z.B. Plexiglas^®) hergestellt und ausgefräst, um fest ohne Verbindung in den Zylinder zu passen. Der Kolben wird eingesetzt, um eine Rückstellkraft von 0,01 Pfund/Quadratinch bereitzustellen. Ein Gewicht wird eingesetzt, um größere Grade an Rückstellkraft einzustellen. Wie oben erwähnt, sind größere Rückstellkräfte 0,29 Pfund/Quadratinch, 0,75 Pfund/Quadratinch und 0,9 Pfund/Quadratinch. Demnach wird ein 100, 200 und 317 g Gewicht eingesetzt, um die betreffenden Rückstellkräfte bereitzustellen (zusätzlich zum 4,4 g Kolben). Eine Probe der superabsorbierenden Partikel mit einem Gewicht von 0,160 (.+-. 0.005) g wird eingesetzt, um die AUL zu testen. Die Probe wird von Granulat genommen, welches durch ein US Standard 30 mesh vorgesiebt und von einem US Standard 50 mesh (300-600 Microns) zurückgehalten wird. Die Partikel weisen eine Feuchtigkeit von weniger als etwa 5 Gewichtsprozent auf, wenn sie getestet werden.
Der Test wird gestartet durch Aufbringen eines 3 cm-Durchmesser GF/A Glasfilterpapiers auf der Platte. Die Größe des Papiers ist so ausgewählt, dass sie größer als der innere Durchmesser und kleiner als der äußere Durchmesser des Zylinders ist, um eine gute Verbindung sicherzustellen, und Verdampfung über die Anschlüsse des DAT zu eliminieren und dann Sättigung eintreten zu lassen. Die SAP Partikel werden auf Wägepapier gewogen und auf das Drahtgelege am Boden des AUL-Apparates deponiert. Der AUL-Apparat wird geschüttelt, um die Partikel auf dem Drahtgelege zu gleichmäßig zu verteilen. Man lässt Vorsicht walten, um sicherzustellen, dass keine Partikel an den Wanden des Zylinders anhaften. Nachdem der Kolben, ohne Druck anzuwenden, und ggf. das Gewicht vorsichtig auf den Teilchen im Zylinder platziert wird, wird der AUL-Apparat auf dem Glasfilterpapier aufgesetzt. Die aufgenommene Menge Flüssigkeit wird als Funktion über Zeit aufgenommen und entweder direkt manuell, mit einem Strip-chart Re korder, oder direkt in ein Datenerfassungs- oder Personalcomputersystem übertragen.
Die Menge an aufgenommener Flüssigkeit nach 60 min. (in g) geteilt durch das Gewicht der Probe (0,160 g), ist der AUL-Wert in g aufgenommene Flüssigkeit pro g Probe (g/g). Ebenso kann die Flüssigkeitsaufnahmerate gemessen werden. Es können zwei Kontrollen durchgeführt werden, um die Exaktheit des direkten, abschließenden Ablesen zu gewähren. Erstens sollte die Höhe, um die sich der Kolben erhebt, multipliziert mit der Durchschnittsfläche des Zylinders ungefähr der Menge an aufgenommener Flüssigkeit entsprechen. Zweitens kann man den AUL-Apparat vor und nach dem Test wiegen und die Differenz des Gewichts sollte ungefähr der aufgenommenen Flüssigkeitsmenge entsprechen. Mindestens drei Tests werden an einer Probe durchgeführt und gemittelt, um einen AUL Wert zu bestimmen.
Gel Bett Permeabilität (GBP)
In den 1 und 2 ist ein geeigneter Kolben/Zylinder-Apparat, um die GBP durchzuführen, abgebildet. Bezüglich 1 besteht Apparat 228 aus einem Zylinder 234 und einem Kolben, allgemein bezeichnet als 236. Wie in 4 gezeigt, besteht Kolben 236 aus einem zylindrischen LEXAN^®-Schaft 238 mit einem konzentrischen, zylindrischen Loch 240, welches entlang der longitudinalen Achse des Schafts gebohrt ist. Beide Enden des Schafts 238 sind gefräst und stellen die Enden 242 und 246 dar. Das Gewicht, bezeichnet als 248, befindet sich an Ende 242 und weist ein zylindrisches Loch 248a, welches durch die Mitte gebohrt ist, auf. An das andere Ende 246 ist ein kreisförmiger Kolbenkopf 250 angebracht. Der Kolbenkopf 250 ist so eingepasst, dass er sich in dem Zylinder 234 vertikal bewegen kann. Wie in 2 gezeigt, ist der Kolbenkopf 250 mit inneren und äußeren konzentrischen Ringen, die sieben und vierzehn ungefähr 0,375 Inch(0,95 cm)-große, zylindrische Löcher aufweisen, ausgestattet, welche auch allgemein durch die Pfeile 260 und 254 bezeichnet sind. Die Löcher in jedem dieser konzentrischen Ringe sind von oben nach unten, in Bezug auf den Kolbenkopf 250, gebohrt. Der Kolbenkopf 250 weist ebenfalls ein zylindrisches Loch 262, welches in dessen Mitte gebohrt wurde, auf, um das Ende 246 von Schaft 238 aufzunehmen.
Ein Nr. 400 mesh Drahtgelege aus rostfreiem Stahl 266, welches vor dem Anbringen biaxial bis zur Straffheit gespannt ist, ist am Boden des Kolbenkopfes 250 angebracht. Eine Probe superabsorbierendes Material, bezeichnet als 268, ist auf dem Drahtsieb 266 aufgebracht.
Zylinder 234 wird aus transparenten LEXAN^®-Stab gebohrt, oder ähnlichem, und weist einen Innendurchmesser von 6 cm (Fläche = 28,27 cm²), eine Wandstärke von etwa 0,5 cm und eine Höhe von etwa 5,0 cm auf. Der Kolbenkopf 250 ist aus einem LEXAN^®-Stab gefräst. Er hat eine Höhe von ungefähr 0,625 Inch (1,59 cm) und einen Durchmesser, so gewählt, dass er in den Zylinder 234 mit einem minimalen Wandspalt passt, aber immer noch frei beweglich ist. Die Bohrung 262 in der Mitte des Kolbenkopfes 250 weist eine Steigung von 0,625 Inch (1,59 cm) (18 Gänge pro Inch) für Ende 246 von Schaft 238 auf. Schaft 238 wird aus einem LEXAN^®-Stab gefräst und weist einen Außendurchmesser von 0,875 Inch (2,22 cm) und einen Innendurchmesser von 0,250 Inch (0,64 cm) auf. Das Ende 146 ist ungefähr 0,5 Inch (1,27 cm) lang und so geschnitten, dass es in die Bohrung 262 im Kolbenkopf 250 passt. Das Ende 242 ist ungefähr 1 Inch (2,54 cm) lang und 0,625 Inch (1,59 cm) im Durchmesser, wobei es ringförmige Schulter aufweist, um das Gewicht aus rostfreiem Stahl 248 zu stützen. Das ringförmige Gewicht aus rostfreiem Stahl 248 weist einen Innendurchmesser von 0,625 Inch (1,59 cm) auf, so dass es auf das Ende 242 von Schaft 238 passt und auf der ringförmigen Schulter, die so gebildet wurde, ruht. Die kombinierten Gewichte des Kolbens 236 und des Gewichts 248 entsprechen ungefähr 596 g, was dem Druck von 0,3 psi (20,685 dynes/cm²) über eine Fläche von 28,27 cm² entspricht.
Wenn die Lösung durch den Kolben/Zylinder-Apparat fließt, bleibt der Zylinder 234 im allgemeinen auf einem 16 mesh festen Stütznetz aus rostfreiem Stahl (nicht gezeigt) oder ähnlichem.
Der Kolben und das Gewicht werden in einem leeren Zylinder angeordnet, um eine Messung vom Boden des Gewichts zum oberen Ende des Zylinders zu erhalten. Die Messung wird unter Benutzung einer Schublehre mit einer 0,01 mm-Skalierung abgelesen. Die Messung wird später verwendet, um die Höhe des Gelbetts zu bestimmen. Es ist wichtig, jeden Zylinder leer zu vermessen und nachzuführen, welcher Kolben und welches Gewicht benutzt wurden. Der gleiche Kolben und Gewicht sollte dann für die Messung, wenn das Gel geschwollen ist, verwendet werden.
Die superabsorbierende Schicht, die für die GBP-Messungen benutzt wird, wird durch Quellen von ungefähr 0,9 g eines superabsorbierenden Materials im GBP-Zylinder-Apparat (das trockene Polymer sollte gleichmäßig über das Zylindersieb, vor dem Quellen, verteilt werden) mit einer wässrigen 0,9 gewichtsprozentigen Natriumchloridlösung über eine Dauer von 60 min hergestellt. Die Probe wird vom superabsorbierenden Material genommen, welches durch ein US Standard #30 mesh vorgesiebt und von einem US Standard #50 mesh zurückgehalten wird. Daher weist das superabsorbierende Material eine Partikelgröße von zwischen 300 und 600 Microns auf. Die Partikel können von Hand oder automatisch, z.B. mit einem Ro-Tap mechanischem Siebrüttler Modell B, erhältlich von W. S. Tyler, Inc., Mentor, Ohio, vorgesiebt werden.
Am Ende dieses Abschnitts wird der Zylinder von der Flüssigkeit entfernt und die Kolben-Gewichtanordnung auf die Gellage aufgesetzt. Die Dichte der geschwollenen superabsorbierenden Schicht wird durch Messen vom unteren Ende des Gewichts zum oberen Ende des Zylinders mit einem Mikrometer bestimmt. Der so erhaltene Wert, wenn man diese Messung mit dem leeren Zylinder durchführt, wird von dem Wert, erhältlich nach Quellung des Gels, abgezogen. Das Ergebnis ist die Höhe des Gelbetts H.
Die GBP-Messung wird gestartet durch Zugabe von Kochsalzlösung zu Zylinder 234 bis die Lösung eine Höhe von 4 cm über dem Boden der superabsorbierenden Schicht 268 erreicht. Diese Flüssigkeitshöhe wird über den Test beibehalten. Die Menge an Flüssigkeit, die die superabsorbierende Schicht 268 pro Zeiteinheit passiert, wird gravimetrisch gemessen.
Während der ersten zwei Minuten des Tests werden Datenpunkte jede Sekunde und für die restliche Zeit alle zwei Sekunden aufgezeichnet. Wenn die Daten als Menge an Flüssigkeit, die das Bett pro Zeiteinheit passiert, aufgetragen wird, wird dem Fachmann klar, wenn eine stete Flußrate erreicht ist. Nur Daten, die bei steter Flußrate aufgenommen wurden, werden zur Flußratenberechnung herangezogen. Die Flußrate, Q, durch die superabsorbierende Schicht 268 wird in gm/sec durch einen linearen Least-Square-Fit an Flüssigkeit, die die superabsorbierende Schicht 268 durchdringt (in g) gegen die Zeit (in Sekunden) aufgetragen.
Die Permeabilität in cm² wird durch folgende Gleichung erhalten. K = [Q·H·Mu)]/[A·Rho·P] wobei

K: die Gel-Bett-Permeabilität (cm²); Q die Flußrate (g/sec.);
H: die Höhe des Gel-Betts (cm); Mu die Lösungsviskosität (poise);
A: die Querschnittsfläche für Flüssigkeitsfluß (cm²); Rho die Flüssigkeitsdichte (g/cm³); und P den hydrostatischen Druck (dynes/cm²) [normal 3923 dynes/cm²] bedeutet.

BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, welche in keiner Weise so ausgewählt sind, dass sie Grenzen des Schutzbereichs begründen könnten. Im Gegenteil, es ist ganz klar, dass man auf andere Ausführungsformen zurückgreifen muss, Abwandlungen und Äquivalente, die nach Studium des hier beschriebenen, dem Fachmann nahe liegen, ohne vom Geist der Erfindung and/oder Geltungsbereich der angefügten Ansprüche abzuweichen.
Die Herstellung einer superabsorbierenden Vorstufe Monomer-A-Mischung enthaltend Acrylsäure, deionisiertes Wasser, Polyethylenglykoldiacrylat (Mw 300), und Natriumhydroxid (NaOH) wurde vorbereitet und auf 5°C gekühlt und mit Stickstoff für 5 bis 10 min. durchblubbert. Sobald die Initiatoren wie z.B. Natriumpersulfat und Wasserperoxid zur reaktiven Lösung zugegeben wurden, wird die Monomer-Mischung polymerisiert. Das so hergestellte Polyacrylsäurehydrogel wurde in kleine Stücke geschnitten und durch einen Hobart Fleischwolf extrudiert. Anschließend wurde das Gel (150 g) mit 150 g getränkten Chitosan Polyamin-Partikeln (< 300 Mikrometer in Größe, 30% Chitosan gemischt mit 70% deionisiertem Wasser) vermischt. Das Chitosan-Polyamin ist erhältlich von Vanson als technisches Chitosan. Die erhaltene Mischung wurde dreimal mit einem Hobart Fleischwolf extrudiert, anschließend bei 110°C in einem Umluftofen für 60 min. getrocknet und gemahlen und durch Siebe gesiebt, um die gewünschten Partikelgrößen mit einer Größe von ungefähr 300 Mikrometern zu erhalten.
Oberflächenbehandlung der superabsorbierenden Polymere

Eine Lösung zur Oberflächenbehandlung wurde hergestellt durch Mischen von 0,4 g Ethylenglykoldiglycidylether (EGDGE), 4 g Aceton und 4 g deionisiertem Wasser. 100 g der trockenen, superabsorbierenden Vorstufe wurden in einer Küchenmaschine vorgelegt, und bei ausreichender Geschwindigkeit gerührt, um die SAP-Partikel in der Küchenmaschine zu verteilen. Anschließend wurden 8,4 g der Oberflächenbehandlungslösung durch eine Luftdruckpistole ausgebracht und auf die superabsorbierenden Partikel versprüht. Die beschichteten superabsorbierenden Partikel wurden 60 min. bei 100°C getrocknet und gemahlen und gesiebt durch Siebe, um die gewünschten Partikelgrößen zu erhalten. Tabelle 1. Beispiele und physikalische Daten des superabsorbierenden Polymers

Beispiel	Grad an Vorneutralisierung des PAA (mole%)	Verhältnis von Chitosan/PAA in Gewichts%	% Feuchtigkeit	CRC (g/g)	Monomerrückstand (ppm)	1 Std. Extrakt (%)	pH
1	0	1:1	2.9	24.7	410	2.8	5.1 4
2	10	1:1	2.8	30.3	606	5.5	5.3
3	20	3:2	3.0	33.2	544	4.3	5.5
4	35	2:1	2.7	34.8	580	5.8	5.6 5
5	50	3:1	2.9	35.2	632	7.8	6.0

Tabelle 2. Beispiele und Daten des oberflächenvernetzten superabsorbierenden Polymers

Beispiel	Grad an Vorneutralisierung des PAA (mole%)	Verhältnis von Chitosan/PAA in Gewichts%	CRC (g/g)	0.3 AUL (g/g)	0.9 AUL (g/g)	Density (g/cc)	GBP (X10^-9 sec/cm²)
6	0	1:1	20.8	21.9	15.5	0.48-0.52	700
7	15	1:1	26.5	24.48	15.6	0.52-0.56	450

Abbildung 1. Absorbtionscharakteristika des Superabsorbens als Funktion der Zeit. Absorption von 0% DN PAA/Chitosan (1:1 in Gew.-%) Partikeln

In 1 sei darauf hingewiesen, dass das Superabsorbens aus Polyacrylsäure, die 0% Neutralisierung aufweist, hergestellt wurde, welche mit Chitosan in einem Verhältnis von 1:1 gemischt wurde, wie beschrieben im Abschnitt Herstellung der superabsorbierenden Vorstufe. Das erhaltene Superabsorbens wird zu etwa 30 mol-% durch die Gegenwart des Chitosan und der wässrigen Lösung neutralisiert. Das Diagramm in 1 zeigt das Superabsorbens, oberflächenvernetzt und nicht-oberflächenvernetzt, dessen Absorptionsfähigkeit über eine Dauer von 1440 min., d.h. einem Tag, zunimmt. Abbldung 2. Gel-Bett-Permeabilität gegen absolute Konzentration an Vernetzer (Vernetzer: PEGMAE Acrylat und PEG 300DA, Verhältnis des PEGMAE und PEG 300DA: 1:1 nach Gewicht, Neutralisationsgrad der Polyacrylsäure: 0%, Verhältnis von Chitosan und Polyacrylsäure: 1:1 nach Gewichtsprozent).
Absolute Konzentration an Vernetzer (Gew.-%)
2 zeigt den positiven Einfluß bei verstärkter Zugabe an Vernetzungsmaterial hinsichtlich wachsender Permeabilität des Superabsorbens. PSXM gibt keinen Hinweis auf Vernetzungsmittel im Superabsorbens und SXM weist auf Zugabe von Vernetzungsmittel hin.

Claims

Ein superabsorbierendes Polymer umfassend a) eine polymere Harzzusammensetzung umfassend i) von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.-% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere; ii) von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines internen Vernetzungsmittels; iii) von 0 bis 25 Gew.-% eines Vorneutralisierungsmittels; wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und b) ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das polymere Harz durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, aufweisend eine Gelbettpermeabilität von 100 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, aufweisend eine Flüssigkeitskapazität von etwa 20 g/g oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, aufweisend eine Flüssigkeitskapazität von etwa 25 g/g oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, aufweisend eine Gelbettpermeabilität von etwa 200 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, aufweisend eine Gelbettpermeabilität von etwa 300 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines auf die Partikeloberfläche aufgebrachten Oberflächenvernetzungsmittels.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, welches eine Mischung aus Aminopolysaccharid und dem polymeren Harz in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5:95 bis etwa 95:5 ist und wobei das Aminopolysaccharid von 0 bis etwa 25 Mol-% neutralisiert ist.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, wobei das Aminopolysaccharid-Polymer ein Chitosan-Polyamin ist.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Oberflächenbehandlung.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 10, aufweisend eine Absorption unter Druck (0,9 psi/6.210 Pa) von 15 g/g oder mehr und eine Gelbettpermeabilität von 450 × 10^-9 cm² oder höher.
Ein superabsorbierendes Polymer umfassend: a) von etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines vernetzten Polyacrylsäureharzes, wobei das Polyacrylsäureharz von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und b) von etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines wasserquellbaren, wasserunlöslichen Aminopolysaccharid-Polymers, wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das vernetzte Polyacrylsäureharz durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad des Polyacrylsäureharzes aufweist.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, wobei das vernetzte Polyacrylsäureharz einen Neutralisationsgrad von 30 Mol-% oder mehr aufweist.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, aufweisend eine Flüssigkeitskapazität von etwa 20 g/g oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, aufweisend eine Flüssigkeitskapazität von etwa 25 g/g oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, aufweisend eine Gelbettpermeabilität von etwa 200 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, aufweisend eine Gelbettpermeabilität von etwa 300 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines auf die Partikeloberfläche aufgebrachten Oberflächenvernetzungsmittels.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 18, aufweisend eine Absorption unter Druck (0,9 psi/6.210 Pa) von 15 g/g oder mehr und eine Gelbettpermeabilität von 450 × 10^-9 cm² oder höher.
Das superabsorbierende Polymer nach Anspruch 12, wobei das Aminopolysaccharid-Polymer Chitosan ist.
Ein absorbierender Verbund umfassend ein superabsorbierendes Polymer umfassend a) eine polymere Harzzusammensetzung umfassend i) von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.-% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere; ii) von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines internen Vernetzungsmittels; iii) von 0 bis 25 Gew.-% eines Vorneutralisierungsmittels; wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und b) ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, die polymere Harzzusammensetzung durch das wasserquellbare, wasserunlösliche Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, und das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad aufweist, der etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung beträgt.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer eine Flüssigkeitskapazität von etwa 20 g/g oder höher aufweist.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer eine Flüssigkeitskapazität von etwa 25 g/g oder höher aufweist.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer eine Gelbettpermeabilität von etwa 200 × 10^-9 cm² oder höher aufweist.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer eine Gelbettpermeabilität von etwa 300 × 10^-9 cm² oder höher aufweist.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer des Weiteren von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines auf die Partikeloberfläche aufgebrachten Oberflächenvernetzungsmittels umfasst.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das superabsorbierende Polymer eine Absorption unter Druck (0,9 psi/6.210 Pa) von 15 g/g oder mehr und eine Gelbettpermeabilität von 450 × 10^-9 cm² oder höher aufweist.
Der absorbierende Verbund nach Anspruch 21, wobei das Aminopolysaccharid-Polymer Chitosan ist.
Ein absorbierender Verbund nach Anspruch 21, des Weiteren umfassend eine Mischung aus Fasern.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer superabsorbierenden Polymerzusammensetzung zur Absorption wässriger oder seröser Fluide ebenso wie Blut, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer polymeren Harzzusammensetzung durch Reaktion von i) von etwa 55 bis etwa 99,9 Gew.-% polymerisierbarer, ungesättigter, Säuregruppen-enthaltender Monomere; und ii) von etwa 0,001 bis etwa 5,0 Gew.-% eines internen Vernetzungsmittels; und iii) von 0 bis 25 Gew.-% eines Vorneutralisierungsmittels; wobei die polymere Harzzusammensetzung von 0 bis etwa 50 Mol-% vorneutralisiert ist; und b) Herstellen einer wässrigen Lösung beinhaltend ein wasserquellbares, wasserunlösliches Aminopolysaccharid-Polymer; c) Vermischen der polymeren Harzzusammensetzung mit der wässrigen Lösung beinhaltend das Aminopolysaccharid-Polymer, um das superabsorbierende Polymer zu bilden; und d) Trocknen des superabsorbierenden Polymers, wobei, wenn das superabsorbierende Polymer mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wird, das polymere Harz durch das Aminopolysaccharid-Polymer neutralisiert wird, so dass das superabsorbierende Polymer einen Neutralisationsgrad von etwa 20 Mol-% oder mehr als der Vorneutralisationsgrad der polymeren Harzzusammensetzung aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Aminopolysaccharid-Polymer Chitosan ist.