DE69502354T2 - Temperaturempfindliche wasserabsorbierende/-desorbierende polymerzusammensetzung - Google Patents

Temperaturempfindliche wasserabsorbierende/-desorbierende polymerzusammensetzung

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein neues wasserabsorbierendes Harz mit der Fähigkeit zur Wasserabsorption, welches dieses in hohem Maße bei einer bestimmten Temperatur, nahe Zimmertemperatur, als Grenzwert aufnimmt und mit einer wiederholten Wasserabsorption und Abgabe in Abhängigkeit von der Temperatur.
    • Stand der Technik
  • Ein wasserabsorbierendes Harz wird in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet, wie z.B. als Sanitärmaterialien, bei Damenbinden, Windeln und Einmalservietten, oder wasseraufnehmende Mittel für Anwendungen in der Landwirtschaft oder im Gartenbau, oder zur Vermeidung von Kondensation bei Baumaterialien. Als ein solches wasserabsorbierendes Harz kennt man Hydrogele unter Verwendung von Carboxymethylcellulose-vernetzenden Produkten, Stärke-Acrylonitril- Pfropfcopolymere, Polyvinylalkohole und Polyacrylate als Ausgangsmaterialien. Jedoch haben die oben erwähnten Hydrogele nur die Funktion des Beginns der Wasserabsorption nach Kontakt mit Wasser.
  • Es wurde jedoch in den letzten Jahren versucht, weitere Funktionen hinzuzufügen. Wie z.B. in dem japanischen offengelegten Patent Sho 61-55180 gezeigt, ist ein nichtionisches Hydrogel mit einer wiederholt reversiblen wasserabsorbierenden und freigebenden Funktion bei Temperaturveränderung bekannt. Das heißt, das Hydrogel zeigt kaum Wasserabsorption, falls die Wassertemperatur höher als eine bestimmte Temperatur ist, und kann Wasser absorbieren, falls sich die Temperatur auf einen Wert niedriger als eine bestimmte Temperatur absenkt. Da jedoch das Hydrogel nichtionisch ist, hat es eine kleinere wasserabsorbierende Menge bei einer niedrigen Temperatur und ist praktisch nicht nutzbar. Zur Erhöhung der wasserabsorbierenden Menge wurde von einem copolymerisierten Hydrogel aus n-Isopropylacrylamid und einem ionischen Monomer, wie Natriumacrylat, z.B. in US-PS Nr. 4,732,930 und J. Chem. Phys. 1987, 87, 1392, berichtet.
  • Obwohl jedoch das Hydrogel mit dem ionischen Monomer, wie oben beschrieben, hinsichtlich der wasserabsorbierenden Menge verbessert ist, zeigt es einen Nachteil dahingehend, daß der inhärente temperatursensitive Punkt (die Grenztemperatur, bei der Wasserabsorbierbarkeit bei einer Temperatur niedriger davon existiert, jedoch beinahe verlorengeht bei einer höheren Temperatur) sich durch bloße Copolymerisation des ionischen Monomers in hohem Maße ganz leicht verändert, und insbesondere den Nachteil dahingehend, daß sich der temperaturempfindliche Punkt in dem Maße erhöht, wie sich der Gehalt an ionischem Monomer erhöht, was es schwierig macht, eine Zusammensetzung mit einer Temperaturempfindlichkeit in der Nähe der Raumtemperatur zu erreichen.
  • Ferner wurden verschiedene Verfahren zur Verbesserung der wasserabsorbierenden Eigenschaften eines Gels mit einer Fähigkeit zur empfindlichen und reversiblen Wasserabsorption und Abgabe in Bezug auf die Veränderung der Temperaur im Wasser vorgeschlagen. Zum Beispiel kennt man ein Verfahren zum Mischen von Eisenoxid in einer wäßrigen Lösung von Polyvinylmethylether, Bestrahlung mit γ-Strahlen, wodurch die Porösität und die Hitzetransferrate unter Verbesserung der Wasserabsorptionsrate verbessert werden (J. Chem. Eng. Japan, 21, 10, 1998), ein Verfahren zur vorhergehenden Mischung von Hydroxypropylcellulose nach der Synthese eines Gels, Reinigen des Gels nach der Polymerisation unter Entfernung von Hydroxypropylcellulose, wodurch das Gel unter Verbesserung der Wasserabsorptionsrate porös gemacht wird (J. Polym. Soc.; Part A, 30, 2121, 1992) und ein Verfahren zur Synthese eines Gels, das keine homogene vernetzende Struktur aufweist, durch Polymerisation bei einer Temperatur höher als die Volumenübergangstemperatur (Polymer Communications, 32, 322, 1991). Andererseits wurden verschiedene Verbesserungen zur Wasserabsorptions-Charakteristik ebenfalls mit im allgemeinen hochabsorbierenden Harzen durchgeführt, die keine wasserabsorbierenden und freigebenden Eigenschaften hinsichtlich der Veränderung der Temperatur zeigen. Zum Beispiel wurde von einem Verfahren zum Mischen eines wasserabsorbierenden Harzpulvers mit Hydrotalcit zur Verbesserung der Wasserabsorptionsrate (japanische Patentoffenlegung Hei 2-215863) und von einem Verfahren zum Mischen von einem wasserabsorbierenden Harzpulver mit Attapulgit unter Verbesserung der Wasserabsorptionsrate (japanische Patentoffenlegung SHo 61-58657) berichtet.
  • Obwohl jedoch die Verfahren die Wasserabsorptionsrate verbessern können, zeigen sie dahingehend Probleme, daß das Herstellungsverfahren für das Gel äußerst kompliziert ist, oder die Wasserabsorptionsrate des erhaltenen Gels ungenügend ist.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfinder und andere haben intensive Untersuchungen unternommen, um ein Harz zu erhalten, das frei von den vorerwähnten Nachteilen ist, und haben im Ergebnis gefunden, daß, wenn ein N-Alkylacrylamid-Derivat und Acrylsäure oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure in einer wäßrigen Lösung copolymerisiert werden, ein temperaturempfindliches Hydrogel, welches eine hohe wasserabsorbierende und freigebende Eigenschaft beibehält, durch Einführen von Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid erhalten werden kann, der temperaturempfindliche Punkte innerhalb eines weiten Bereiches in einem Bereich niedriger Temperatur durch Veränderung der Menge an Diacetonacrylamid, welches eingeführt werden soll, eingestellt werden kann, und daher der temperaturempfindliche Punkt in Abhängigkeit von der angestrebten Temperatur leicht eingestellt werden kann, worauf die Erfindung beruht.
  • Das heißt, die Erfindung stellt eine temperaturempfindliche wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung zur Verfügung, die erhalten wird durch Copolymerisation einer wäßrigen Lösung, enthaltend N-Isopropylamid und/oder N,N-Diethylacrylamid, Acrylsäure und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure und Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid in Gegenwart eines Vernetzungsmittels.
  • Die Vermischungsmenge von N-Isopropylacrylamid und/oder N,N- Diethylacrylamid ist vorzugsweise mehr als 30 mol-%, bevorzugter mehr als 50 mol-%, des gesamten verwendeten Monomers im Hinblick auf die Temperaturempfindlichkeit, obwohl sie von der Menge der anderen verwendeten Monomere abhängt.
  • Ferner ist als Acrylsäure und/oder Acrylat, Acrylsäure und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure bevorzugt. Als Alkalimetallsalz von Acrylsäure kann z.B. Alkaliacrylat, wie z.B. Natriumacrylat, Kaliumacrylat, Calciumacrylat und Magnesiumacrylat oder Ammoniumacrylat, sein, wobei Natriumacrylat besonders bevorzugt ist. Die Menge an verwendeter Acrylsäure und/oder Acrylsäuresalz, liegt bei 0,5 bis 40 mol-%, obwohl sie von deren Art abhängig ist, bevorzugter bei 1 bis 12 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Acrylamid-Derivat und/oder N,N-Diethylacrylamid, Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid.
  • Da Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid in Wasser frei löslich ist, kann es in einem weiten Mengenbereich eingesetzt werden und liegt vorzugsweise 0,1 bis 40 mol-%, der Gesamtmenge an zu verwendendem Monomer im Hinblick auf die Temperaturempfindlichkeit. Falls sie weniger als 0,1 mol-% ist, kann kein wesentlicher Effekt erreicht werden.
  • Ferner kann als Verfahren zur Herstellung einer temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Polymerzusammensetzung mit einer vernetzten Struktur durch Polymerisieren einer wäßrigen, wie oben beschriebenen Monomerlösung ein Verfahren zur Copolymerisation eines Monomers vom Divinyltyp, ein Verfahren zur Copolymerisation eines vernetzbaren Vinylmonomers und anschließendes Vernetzen desselben mit einem Vernetzer oder ein Verfahren zur Vernetzung mit radioaktiven Strahlen Erwähnung finden, wobei das Verfahren unter Copolymerisation des Monomers vom Divinyltyp bevorzugter ist, da sein Herstellungsverfahren bequemer ist.
  • Als zu verwendendes Monomer vom Divinyltyp ist ein Monomer mit einer guten Copolymerisierbarkeit mit jedem der Monomere, die das temperaturempfindliche Polymer ausmachen, welches zur effizienten Ausbildung einer vernetzten Struktur und zur Bereitstellung einer einheitlichen Vernetzungsverteilung in der Lage ist, bevorzugt, und es kann z.B. Erwähnung finden, wenn N,N-Methylenbis(meth)acrylamid, Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Diethylenglykol(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, Propylenglykoldi(meth)acrylat und Glycerintri(meth)acrylat ist. Die Menge an zu verwendendem Divinylmonomer ist ca. 0,001 bis 5 Gew.-%, und vorzugsweise ca. 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Monomer.
  • Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gefunden, daß eine temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Zusammensetzung, die empfindlich gegenüber der Veränderung der Temperatur ist und eine hervorragende wasserabsorbierende und freigebende Rate aufweist unter Durchführen einer Polymerisation in wäßriger Lösung in Gegenwart von anorganischen Partikeln erhalten werden kann.
  • Die vorliegenden anorganischen Partikel sind optional und eines oder mehrere der Materialien, ausgewählt vorzugsweise aus saurem weißen Ton, Diatomeenerde und Kaolin sind bevorgzugt.
  • Unter Bezugnahme auf die Menge der zu verwendenden anorganischen Partikel, werden diese mit 2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf 100 Gewichtsteile der polymerbildenden Bestandteile, zugegeben. Falls sie in einem Überschuß von 50 Gewichtsteilen zugegeben werden, ist die wasserabsorbierende Menge der erhaltenen temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Zusammensetzung verringert, wogegen, falls sie weniger als 2 Gewichtsteile ist, kann keine ausreichende Verbesserung für die Wasserabsorptions- und Freigebungsrate erreicht werden. Die verwendeten anorganischen Partikel haben vorzugsweise eine Partikelgröße von 0,001 bis 100 um. Falls sie größer als 100 um ist, ist die Dispergierbarkeit nach Polymerisation verschlechtert, wogegen, falls sie weniger als 0,001 um ist, besteht ein Problem dahingehend, daß keine genügende Verbesserung für die wasserabsorbierenden Eigenschaften erwartet werden kann.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung erfolgt durch Auflösen eines jeden der Monomere, die das temperaturempfindliche Polymer bilden, und eines Monomer vom Divinyltyp, das wie erforderlich zum Lösungsmittel zugesetzt wird, Zugabe von anorganischen Partikeln zur Lösung, die wahlweise vorliegen sollen, Vermischen und Dispergieren und anschließendes Polymerisieren in Gegenwart eines Katalysators. Es besteht keine bestimmte Einschränkung für ein verwendbares Lösungsmittel, solange es die Monomere löst, und die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel ist bevorzugt im Hinblick auf die Produktionseffizienz und Sicherheit. Falls ferner anorganische feine Partikel zugegeben werden, und nach der Polymerisation oder nach dem Trocknen und Pulverisieren des Polymers zugegeben werden, ist eine einheitliche Dispersion der organischen Partikel schwierig, oder anorganische Partikel gehen verloren, und demnach kann keine genügende Verbesserung für die Wasserabsorptionsrate erwartet werden.
  • Als Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung ist eine wäßrige Lösungspolymerisation wesentlich, aber jedes andere Verfahren, das allgemein in der wäßrigen Lösungspolymerisation bekannt ist, kann verwendet werden. Ein in diesem Fall verwendeter Polymerisationsstarter ist ein wasserlöslicher Radikal- Polymerisationsstarter, z.B. Wasserstoffperoxid oder Persulfat, wie Ammoniumpersulfat oder Kahumpersulfat, Hydroperoxide, wie t- Butylhydroperoxid oder Cumenhydroperoxid, Starter vom Azotyp, wie 2,2'- Azobis(2-amidinopropan)dihydrogenchlorid, oder ein wasserlöslicher Starter kann mit z.B. einer reduzierenden Substanz, wie z.B. Natriumhydrogensulfit, oder Aminen, wie N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, kombiniert und als Starter vom Redoxtyp verwendet werden. Die verwendete Menge an wasserlöslichen Radikal-Polymerisationsstarter ist 0,01 bis 10 Gew.-%, und vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
    • Bestes Verfahren zur Durchführung der Erfindung
  • Die Erfindung wird spezifisch unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert.
  • Die Bewertung der Erfindung wird nach dem folgenden Verfahren bestimmt.
    • (1) Wasserabsorptionsrate
  • Nach Versiegeln von 0,2 g einer temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Zusammensetzung in einem Vliesgewebebeutel und Eintauchen in gereinigtes Wasser bei einer eingestellten Temperatur von 10ºC für 10 min wurde dieses ausreichend ausgedrückt und gewogen. Anschließend wurde ein Vliesgewebebeutel, der keine Zusammensetzung enthielt, auf die gleiche Weise behandelt und als Blindwert verwendet. Der Blindwert wurde von dem erhaltenen Meßwert abgezogen, und der in das Gewichtprogramm trockener Zusammensetzung umgewandelte Wert wurde als Wasserabsorptionsrate definiert. In dem Maße, wie der Wert größer wird, wird die Wasserabsorptionsrate größer.
    • (2) wasserfreigebtmgsrate
  • Nach Versiegeln von 0,2 g einer ternperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Zusammensetzung in einem Vliesgewebebeutel und Eintauchen in gereinigtes Wasser bei einer eingestellten Temperatur von 10ºC für 15 Stunden, um genügend Wasser zu absorbieren, wurde dieses in gereinigte Wasser, eingestellt bei einer Temperatur von 50ºC, gegeben, das Wasser wurde aus der Zusammensetzung entzogen und die Zeit bis zur kompletten Freisetzung (Zeit, bis ein konstantes Gewicht erreicht wurde) wurde gemessen, und die Zeit wurde als Wasserfreigebungsrate definiert. Je kleiner der Wert ist, umso größer ist die Freigebungsrate.
    • (3) Wasserabsorptionsmenge
  • Nach Versiegeln von 0,2 g der temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Zusammensetzung in einem Vliesgewebebeutel und Eintauchen in gereinigtes Wasser bei einer eingestellten, bis zu einer wahlweisen Temperatur für einen Tag, wurde dieser ausreichend ausgedrückt und dann gewogen. Anschließend wurde ein Vliesgewebebeutel, der keine Zusammensetzung enthielt, auf die gleiche Weise behandelt und als Blindprobe verwendet. Die Blindprobe wurde vom erhaltenen Meßwert abgezogen und der Wert, der in Gewicht pro 1 g Trockenzusammensetzung umgewandelt wurde, als absorbierende Menge bei jeder Temperatur bestimmt. Je größer der Wert ist, umso höher ist die Wasserabsorbierbarkeit.
    • Beispiel 1
  • In ein 500 ml Abscheidegefäß wurden 17,82 g N-Isopropylacrylamid, 1,48 g wäßrige 40 %ige Natriumacrylatlösung, 8,88 g Diacetonacrylamid, 0,1 g N,N-Methylenbisacrylamid und 150 ml gereinigtes Wasser gegeben. Dann wurden unter Stickstoffatmosphäre 0,24 g Ammoniumpersulfat und 0,30 ml N,N,N',N'- Tetramethylethyldiamin bei 10ºC zum Start der Polymerisation zugegeben. Nach Beendigung der Copolymerisation wurde erwärmt, und das Gel wurde herausgenommen und in einem Elektrotrockner bei 100ºC getrocknet. Das getrocknete Gel (Harz) wurde pulverisiert, und der wasserabsorbierende Faktor wurde gemessen. Der erhaltene wasserabsorbierende Faktor ist in Tabelle 1 wiedergegeben.
    • Beispiel 2
  • Die Verfahren waren die gleichen wie in Beispiel 1 mit Ausnahme der Verwendung von 20,03 g N,N-Diethylacrylamid anstelle von N- Isopropylacrylamid in Beispiel 1 unter Erhalt eines Harzes. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid und kein Natriumacrylat verwendet wurden und diese Substanzen ersetzt wurden durch 23,76 g N- Isopropylacrylamid in Beispiel 1. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 wiedergegeben.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid und kein Natriumacrylat verwendet wurden, und diese durch 26,71 g N,N-Diethylacrylamid in Beispiel 2 ersetzt wurden. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Ein Harz wurde erhalten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid verwendet wurde, und dieses durch 23,76 g N-Isopropylacrylamid in Beispiel 1 ersetzt wurde. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid verwendet wurde, und dieses durch 4,52 g Methylacrylat als hydrophobes Monomer in Beispiel 1 ersetzt wurde. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid verwendet wurde, und dieses durch 6,73 g n-Butylacrylat als hydrophobes Monomer in Beispiel 1 ersetzt wurde. Das erhaltene Harz war nicht einheitlich. Da das Harz in diesem Fall nicht einheitlich war, konnte die Messung für den Wasserabsorptionsfaktor nicht durchgeführt werden.
    • Vergleichsbeispiel 6
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diactonacrylamid verwendet wurde, und dieses durch 4,47 g Methacrylamid als wasserlösliches Monomer in Beispiel 1 ersetzt wurde. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Beispiel 3
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß Natriumacrylat durch 1,06 g Acrylsäure ersetzt wurde, Ammoniumsulfat und N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin als Polymerisationsstarter durch 0,027 ml tert-Butylhydroperoxid und 0,033g LONGARIT (Wako Junyaku). Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 7
  • Ein Harz wurde auf die gleiche Weise erhalten wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß ein Diacetonacrylamid verwendet wurde, und dieses mit 23,76 g N-Isopropylacrylamid in Beispiel 3 ersetzt wurde. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 8
  • Das Harz wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 erhalten mit der Ausnahme, daß kein Diacetonacrylamid verwendet wurde, und die Menge an Methylacrylat als hydrophobes Monomer in 4,52 g in Beispiel 3 ersetzt wurde. Der Wasserabsorptionsfaktor des erhaltenen Harzes ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, behalten die Harze gemäß der Erfindung ihre höhere Wasserabsorbierbarkeit und die temperaturempfindlichen Eigenschaften im Vergleich zu anderen Harzen bei.
    • Beispiele 4 - 8
  • Die Harze wurden ziemlich auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme der Verwendung der Kombinationen an Monomermengen, wie in Tabelle 2 beschrieben. Die Wasserabsorptionsfaktoren der erhaltenen Harze sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 2 Tabelle 3
    • Beispiele 9 - 12
  • Die Harze wurden ziemlich auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 erhalten mit der Ausnahme der Verwendung von Kombinationen an Monomermengen, wie in Tabelle 4 beschrieben, und Verminderung der Menge an Acrylsäure auf 0,47 g. Die Wasserabsorptionsfaktoren der erhaltenen Harze sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 4 Tabelle 5
  • Wie aus Tabellen 3 und 5 hervorgeht, kann der temperaturempfindliche Punkt durch Veränderung der Menge an Diacetonacrylamid, das eingeführt wird, verändert werden, wenn gleichzeitig eine hohe Wasserabsorbierbarkeit beibehalten wird.
    • Beispiel 13
  • 300 ml gereinigtes Wasser wurden in ein 500 ml Abscheidegefäß gegeben und unter Rühren wurden 20,44 g N-Isopropylacrylamid, 4,97 g Diacetonacrylamid, 1,06 g Acrylsäure, 0,14 g N,N'-Methylenbisacrylamid, 2,66 g saurer weißer Ton (NIKKANITE S-200, hergestellt von Nippon Kassei Hakudo Co.) zugegeben, gelöst und dispergiert. Nach Abkühlen unter Stickstoffgasstrom bis sich die Flüssigtemperatur auf 0ºC absenkte, wurden 0,099 g LONGARIT und 0,081 ml t-Butylhydroperoxid zur Durchführung der Polymerisation unter hitzeisolierenden Bedingungen zugegeben. Nachdem die Reaktion vorbei war, wurde das Gel aus dem Kolben genommen, bei 100ºC getrocknet und dann pulverisiert und klassifiziert unter Erhalt einer Zusammensetzung (Pulver) mit einer Korngröße von 150 bis 500 um.
  • Die Wasserabsorptionsrate, die wasserfreigebende Rate und die wasserabsorbierende Menge wurden für die erhaltene Zusammensetzung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
    • Beispiele 14 - 23
  • Die Zusammensetzungen wurden unter Verwendung von Monomeren, anorganischen Partikeln, wie in Tabellen 6 und 7 beschrieben, und durch die gleichen Verfahren wie in Beispiel 13 erhalten. Die gleiche Bewertung wurde ebenfalls mit den erhaltenen Zusammensetzungen durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabellen 6 und 7 angezeigt.
  • (1) Die Symbole in den Tabellen sind wie folgt.
  • (2) Einheit für die Monomermenge (g)
  • Einheit für die wasserabsorbierende Menge bei jeder Temperatur (g/g) Tabelle 6 Tabelle 7
  • Wie oben beschrieben, liegt das Wesen der Erfindung in der Einführung von Diacetonacrylamid als wasserlösliches Monomer zur Einstellung des temperaturempfindlichen Punkts auf einen niedrigeren Temperaturbereich wahlweise in einem Zustand der Aufrechterhaltung von einem hohen Wasserabsorptionsfaktor.
  • Ein Verfahren zur Einführung eines hydrophoben Monomers zur Einstellung des temperaturempfindlichen Punkts auf einen niedrigen Temperaturbereich war bekannt. Da jedoch das hydrophobe Monomer eine niedrige Wasserlöslichkeit hat, bringt es Nachteile mit sich, z.B. dahingehend, daß die Polymerisation in einer wäßrigen Lösung unmöglich ist, oder, falls doch möglich, eine wahlweise Kontrolle des temperaturempfindlichen Punktes unmöglich ist, da die Einführungsmenge beschränkt ist, und sich ferner die Konzentration des Monomers nach Polymerisation auf eine äußerst niedrige Konzentration verringert hat. Zum Beispiel Methylacrylat, das als hydrophobes Monomer bekannt ist, hat eine Wasserlöslichkeit von ca. 6 %, und ein inhomogenes Polymerisat wird bei einer höheren Konzentration als diese gebildet. Mit der Annahme, daß der Wasserabsorptionsfaktor bei 10ºC 100 ist, und die Temperatur, bei der der Wasserabsorptionsfaktor auf 50 reduziert wird, als temperaturempfindlicher Punkt definiert wird, wird der temperaturempfindliche Punkt des Polymers nur durch 1,7ºC bei der Einführung von 10 mol-% Methylacrylat, wie in Vergleichsbeispiel 8 beschrieben, gesenkt, wogegen der temperaturempfindliche Punkt sich deutlich bis auf 7ºC im Fall von Diacetonacrylamid, wie in den Beispielen 9 bis 12 beschrieben, absenkt. Da Diacetonacrylamid, das in der Erfindung verwendet wird, ein wasserlösliches Monomer ist, und sich in Wasser in einem beliebigen Verhältnis löst, kann ein homogenes Harz leicht hergestellt werden, und der Gehalt kann optional variiert werden. Das hat demnach den Vorteil, daß der temperaturempfindliche Punkt in Übereinstimmung mit der Arbeitstemperatur einfach eingestellt werden kann, während gleichzeitig ein hoher Absorptionsfaktor besteht.
    • Industrielle Anwendbarkeit
  • Da die temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Zusammensetzung gemäß der Erfindung den temperaturempfindlichen Punkt und die hohe Wasserfreigebundungs- und Absorptionseigenschaft oberhalb und unterhalb des temperaturempfindlichen Punktes einstellen kann, kann sie, wie oben erwähnt, in einem weiten Bereich eingesetzt werden, z.B. bei Sanitärmaterialien, wie Papier, Windeln, Bodenverbesserern in landwirtschaftlichen und Gartenbaubereichen für Pflanzen und Gemüse, wie auch als Grundwasser-Zuführmittel oder Grundwasser-Zurückhaltungsmittel, wasserdichte Versiegelungsmaterialien, Sandsäcke, Temperatursensoren, chemische Ventile, Fest-Flüssigtrennung und zur Konzentrierung von Materialien.

Claims (9)

1. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylamid und/oder N,N-Diethylacrylamid, Acrylsäure und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure und Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid enthält, in Gegenwart eines Vernetzungsmittels in einer wäßrigen Lösung.
2. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid, Acrylsäure und Diacetonacrylamid enthält, in Gegenwart eines Vernetzungsmittels in einer wäßrigen Lösung.
3. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid, Acrylsäure und Acrylamid enthält, in Gegenwart eines Vernetzungsmittels in einer wäßrigen Lösung.
4. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid und/oder N,N-Diethylacrylamid, Acrylsäure und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure und Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid enthält, in Gegenwart von anorganischen Partikeln und einem Vernetzungsmittel in einer wäßrigen Lösung.
5. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid, Acrylsäure und Diacetonacrylamid enthält, in Gegenwart von anorganischen Partikeln und einem Vernetzungsmittel in einer wäßrigen Lösung.
6. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung, gebildet durch Copolymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid, Acrylsäure und Acrylamid enthält, in Gegenwart von anorganischen Partikeln und einem Vernetzungsmittel in einer wäßrigen Lösung.
7. Temperaturempfindliche, wasserabsorbierende und freigebende Polymerzusammensetzung nach Anspruch 4, 5 oder 6, worin die anorganischen Partikel ein oder mehrere Materialien sind, ausgewählt aus saurem weißen Ton, Diatomeenerde und Kaolinit.
8. Verfahren zur Herstellung einer temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Polymerzusammensetzung, welches das Copolymerisieren in einer wäßrigen Lösung von N-Isopropylacrylamid und/oder N,N-Diethylacrylamid, Acrylsäure und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure und Diacetonacrylamid in Gegenwart eines Vernetzungsmittels, worin anorganische Partikel vorliegen, umfaßt.
9. Verwendung einer temperaturempfindlichen, wasserabsorbierenden und freigebenden Polymerzusammensetzung, gebildet durch Polymerisieren einer wäßrigen Lösung, die N-Isopropylacrylamid und/oder Alkalimetallsalz von Acrylsäure und Diacetonacrylamid und/oder Acrylamid enthält, in Gegenwart eines Vernetzungsmittels in einer wäßrigen Lösung, für Sanitärmaterialien wie Papier, Windeln, Bodenverbesserer in den Bereichen Landwirtschaft und Gartenbau für Pflanzen und Gemüse, wie Bodenwasser-Zuführstoffe oder Bodenwasser-Zurückhaltstoffe, wasserfeste Versiegelungsmaterialien, Sandsäcke, Temperatursensoren, chemische Ventile, Fest-Flüssigtrennung und Konzentrierungsmaterialien.
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