ES2228027T3 - Polimeros hidrofilos, reticulados en forma de espumas, un procedimiento para su obtencion y su empleo. - Google Patents

Polimeros hidrofilos, reticulados en forma de espumas, un procedimiento para su obtencion y su empleo.

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ES2228027T3
ES2228027T3 ES99913215T ES99913215T ES2228027T3 ES 2228027 T3 ES2228027 T3 ES 2228027T3 ES 99913215 T ES99913215 T ES 99913215T ES 99913215 T ES99913215 T ES 99913215T ES 2228027 T3 ES2228027 T3 ES 2228027T3
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Abstract

Polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua, que se obtienen por (I) espumado de una mezcla acuosa polimerizable, que contiene (a) monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están neutralizadas, (b) en caso dado, otro monómero monoetilénicamente insaturado, (c) reticulantes, (d) iniciadores, (e) de un 0, 1 hasta un 20 % en peso de al menos un tensioactivo, (f) en caso dado, al menos un solubilizante, y (g) en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares, llevándose a cabo es espumado mediante dispersión de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales en la mezcla acuosa polimerizable, y (II) polimerizado de la mezcla espumada con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, ajuste del contenido de agua del polímero de un 1 hasta un 60 % en peso, caracterizado porque al menos un 20 % en mol de los monómeros (A), que contienen grupos ácido se neutralizan con alcanolaminas terciarias y/o que los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma se neutralizaran después de la polimerización a un 20 % en mol con al menos una alcanolamina.

Description

Polímeros hidrófilos, reticulados en forma de espumas, un procedimiento para su obtención y su empleo.
La invención se refiere a polímeros absorbentes del agua, en forma de espuma y reticulados, a un procedimiento para su obtención y a su empleo en artículos sanitarios, que se emplean para la absorción de líquidos corporales y material de vendajes para el cubrimiento de heridas.
Los polímeros absorbentes de agua y reticulados se denominan como polímeros superabsorbentes, ya que están en una posición de absorber su propio peso en líquidos con formación de hidrogeles. En la práctica se emplean superabsorbentes, por ejemplo, en pañales para la absorción de orina. Los superabsorbentes tienen la propiedad, de mantener los líquidos absorbidos también con solicitación mecánica.
Para variar las propiedades técnicas de empleo de los superabsorbentes se conocen dos tipos diferentes de espumas, (1) mezclas, que contienen el superabsorbente en una matriz espumosa, y (2) espumas, que consisten en un material superabsorbente.
Las espumas que pertenecen a la categoría (1) se obtienen, por ejemplo, a partir de una mezcla, que contiene por un lado componentes para la formación de una espuma de poliuretano y por otro lado monómeros polimerizables, un reticulante y un iniciador de la polimerización para la obtención de un superabsorbente. A partir de una de tales mezclas se forma en una reacción de policondensación de los componentes de poliuretano la espuma, que contiene el superabsorbente formado de la polimerización de los monómeros por una polimerización en forma de una red interpenetrada, véase las US-A-4 725 628, US-A-4 725 629 y US-A-4 731 391.
A partir de la US-A-4 985 467 se conoce una espuma de poliuretano, que contiene enlazado químicamente un superabsorbente. Además se conocen combinaciones de espumas de látex, que se incorporan por elaboración después del proceso de espumado a materiales finamente divididos superabsorbentes, véase las EP-A-427 219 y US-A-4 990 541.
A la categoría (2) de espumas pertenecen aquellos productos, que se obtienen, de tal manera, que se mezcla un superabsorbente predispuesto en una extrusora con un compuesto polihidroxílico y un propulsante a temperatura elevada. En el prensado de la mezcla de la extrusora se forma la espuma. Los procedimientos de este tipo se describen, por ejemplo, en las US-A-4 394 930, US-A-4 415 388 y GB-A-2 136 813.
A partir de la US-A-4 529 739 y la US-A-4 649 154 se conocen procedimientos para la obtención de espumas, en los cuales se espuma un material portador de grupos COOH hinchables con agua con un propulsante, que libera en una reacción de neutralización con los grupos COOH del polímero el gas propulsante.
Según las indicaciones en la WO-A-94/22502 se obtienen espumas superabsorbentes a base de policarboxilatos neutralizados parcialmente, reticulados, por lo que se espuma una mezcla monómera con un propulsante insoluble en agua, que tiene un punto de ebullición por debajo de 50ºC, y que polimeriza completamente la espuma prácticamente al mismo tiempo con el espumado.
Por la EP-A-04 21 264 se conoce la obtención de superabsorbentes en forma de espuma, polimerizándose una mezcla monómera acuosa, que contiene emulsionada una fase de aceite. El aceite actúa, en este caso, como ocupante de sitio para los posteriores poros de la espuma y se elimina después de la finalización de la polimerización en el secado del material en forma de espuma por evaporación.
Por la WO-A-88/09801 se conoce que pueden elaborarse los polímeros hidrófilos, por ejemplo, poliacrilato sódico en presencia de reticulantes como poliepóxidos y propulsantes mediante calentamiento para dar un superabsorbente en forma de espuma.
Por la DE-A-196 07 529 se conoce un elemento absorbente, formado por un material compuesto, en el que los elementos formados por una espuma superabsorbente se disponen en tales distancias sobre un portador, que tienen los elementos en estado hinchado un contacto en sus perímetros. La espuma superabsorbente se obtiene mediante (I) espumado de una mezcla acuosa polimerizable, que contiene como componentes esenciales monómeros etilénicamente insaturados, que contiene grupos ácido, reticulantes y tensioactivos, según el método de espuma partida y (II) polimerizado de la mezcla espumada con formación de un hidrogel en forma de espuma. El contenido de agua del plástico celular se ajusta, en caso dado, de un 1 hasta un 60% en peso.
Por Chemical Abstracts, volumen 125, Nº 4 (1996-07-22), Abstract Nº 35562 se conocen formaciones superficiales absorbentes del agua, que se obtienen mediante polimerizado de, por ejemplo, ácido acrílico y sales de alcanolamina en presencia de reticulantes en capa delgada. Las espumas así obtenidas se emplean como componente absorbente del agua en pañales y artículos de incontinencia.
Para la obtención del superabsorbente en forma de espuma se conoce además un modo de trabajo, en el cual se agregan los carbonatos, hidrogencarbonatos o dióxido de carbono como propulsante a una mezcla, constituida por monómeros, que llevan grupos carboxilo, reticulantes e iniciador de la polimerización, iniciándose al mismo tiempo con la adición del propulsante o poco después la polimerización de los monómeros. El superabsorbente contiene por el dióxido de carbono formado en la reacción de neutralización una estructura de espuma, véase la EP-A-2 954 438 y la US-A-4 808 637. Según el procedimiento conocido por la WO-A-95/02002 se hace reaccionar un superabsorbente en forma de espuma a continuación a la obtención con uno y varios compuestos capaces de reaccionar para la posterior reticulación superficial y se calienta a una temperatura de 100 hasta 300ºC.
En los procedimientos anteriormente descritos para la obtención de espumas superabsorbentes se lleva a cabo la formación de la espuma y la polimerización bien de forma sincronizada o se hace reaccionar al mismo tiempo tan solo de forma no esencial. Las espumas todavía no polimerizadas tienen tan solo un tiempo de permanencia reducido, a lo sumo asciende a pocos minutos. El inconveniente en los procedimientos anteriormente indicados es, por ejemplo, el empleo de cantidades de propulsante mayores, particularmente el empleo de FCKW en el caso de la WO-A-94/22502.
A partir de la DE-A-19607551 se conocen polímeros reticulados en forma de espuma absorbentes del agua, que se obtienen por
(I)
Espumado de una mezcla acuosa polimerizable, que contiene
(a)
monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están neutralizadas en al menos un 50% en mol,
(b)
en caso dado, otros monómeros monoetilénicamente insaturados,
(c)
reticulantes,
(d)
iniciadores,
(e)
de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo,
(f)
en caso dado, al menos un solubilizante, y
(g)
en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares,
llevándose a cabo es espumado mediante dispersión de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales en la mezcla acuosa polimerizable, y
(II)
polimerizado de la mezcla espumada con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, ajuste del contenido de agua del polímero de un 1 hasta un 60% en peso.
Según la enseñanza de la DE-A-19540951 se ajusta el contenido de agua del hidrogel en forma de partículas a un 1 hasta un 45% en peso. Los polímeros en forma de espuma así obtenidos se emplean en artículos sanitarios, por ejemplo, para la absorción de líquidos corporales.
En la JP-A-08073507 se describen películas superabsorbentes blandas y flexibles, que se obtienen de manera tal, que se polimeriza una solución de acrilato acuosa, que se neutraliza en parte mediante una alcanolamina, en presencia de un agente de reticulación. Las películas obtenidas se describen ciertamente como blandas y flexibles, sin embargo, no se hace además ninguna indicación al hecho, bajo que condiciones climáticas se mantiene la flexibilidad. Particularmente no se disponen ningunas indicaciones para temperaturas elevadas o bien reducidas. Además muestran estos productos varios inconvenientes agravantes. De este modo es su velocidad de absorción para el empleo en artículos de higiene insuficiente y también es su capacidad de absorción todavía susceptible de mejora. Además muestran las películas un manejo fuertemente limitado y una pegajosidad subrayada.
Las espumas superabsorbentes a base de polímeros reticulados portadores de grupos ácido, que se obtienen, por ejemplo, correspondientemente a las fuentes literarias anteriormente citadas DE-A-19540951, DE-A-19607551 o W-A-094/22502, pueden obtenerse mediante el ajuste de un contenido de humedad definido de aproximadamente un 25% de forma blanda y flexible. Incluso cuando se toman medidas de flexibilización adicionales, como descrito en las patentes anteriores, es necesario todavía generalmente un contenido de humedad de al menos un 20%. La flexibilización mediante un contenido de agua tan elevado conlleva el inconveniente que las mismas no sean estables en humedades del aire reducidas. En una humedad del aire relativa por debajo de un 50% comienza a secarse la espuma y pierde crecientemente su flexibilidad. También desciende la flexibilidad de la espuma a temperaturas por debajo de 5ºC rápidamente.
La pérdida de la flexibilidad es ciertamente reversible, es decir, con una temperatura ascendente o bien en un aumento de la humedad del aire se convierten las espumas otra vez blandas y flexibles, pero esto muestra, sin embargo, una limitación agravada para un empleo, por ejemplo, cuando se almacena un artículo de higiene en un aire ambiental de la vivienda seco. Además muestran las capas de espuma obtenidas un tacto muy húmedo ("tacto" húmedo), lo que se considera para el empleo en artículos de higiene también como un inconveniente.
La invención tiene como finalidad la puesta a disposición de una espuma superabsorbente, que sea resistentemente flexible bajo condiciones relevantes de aplicación, por ejemplo, a temperaturas entre -15ºC y +50ºC y una humedad del aire relativa de un 20 hasta un 95% y al mismo tiempo solvente los restantes inconvenientes.
La tarea se resolvió según la invención con polímeros reticulados, en forma de espuma absorbentes de agua, que son obtenibles por
(I)
espumado de una mezcla acuosa polimerizable, que contiene
(a)
monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están neutralizadas,
(b)
en caso dado, otro monómero monoetilénicamente insaturado,
(c)
reticulantes,
(d)
iniciadores,
(e)
de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo,
(f)
en caso dado, al menos un disolvente, y
(g)
en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares,
llevándose a cabo es espumado mediante dispersión de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales en la mezcla acuosa polimerizable, y
(II)
polimerizado de la mezcla espumada con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, ajuste del contenido de agua del polímero de un 1 hasta un 60% en peso, cuando al menos un 20% en mol de los monómeros (A), que contienen grupos ácido se neutralicen con alcanolaminas terciarias y/o que los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma se neutralizaran después de la polimerización a un 20% en mol con al menos una alcanolamina.
El objeto de la invención es además un procedimiento para la obtención de polímeros reticulados, en forma de espuma, absorbentes de agua, espumándose una mezcla polimerizable, constituida por
(a)
monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están, en caso dado, neutralizadas,
(b)
en caso dado, otro monómero monoetilénicamente insaturado,
(c)
reticulantes,
(d)
iniciadores,
(e)
de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo,
(f)
en caso dado, al menos un solubilizante, y
(g)
en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares,
en una primera etapa del procedimiento mediante dispersado de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales y polimerizándose la espuma así obtenida en una segunda etapa del procedimiento con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, el contenido de agua del hidrogel en forma de espuma se ajusta a un 1 hasta un 60% en peso, que se caracteriza porque al menos un 20% en mol de los monómeros (A), que contienen grupos ácido se neutralizan con alcanolaminas terciarias y/o que se neutralizan los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma después del polimerizado a al menos un 20% en mol con al menos una alcanolamina.
Mediante esta forma de proceder se obtienen no tan solo en el intervalo climatológico anteriormente citado, espumas flexibles estables al almacenaje, sino que se mejora claramente su velocidad de absorción para líquidos corporales. Además se aumenta sorprendentemente mediante esta medida adicionalmente la capacidad de absorción y se elimina también el problema del tacto húmedo. La pegajosidad extrema puede resolverse mediante un polvoreado con polvos hidrófilos finamente divididos. Además proporciona la presente espuma la posibilidad, que las alcanolaminas se apliquen tan solo posteriormente, es decir, después de la polimerización, por ejemplo, mediante aplicación por pulverización. Para las partículas anteriormente explicadas esto es, en este caso, no practicable, ya que los tiempos, que se necesitan para la absorción en la película, no son útiles para una finalidad practica y no se alcanza una reacción de neutralización homogénea. La posibilidad de la "neutralización adicional" amplia la paleta de las alcanolaminas aplicables sobre los tipos secundarios y primarios. Una adición de estos ambos tipos de alcanolamina a la mezcla monómera, como descrito en la JP-A-08073507, no es posible ya que reaccionan con acrilatos de una adición de Michael.
Según la invención se elabora una mezcla acuosa polimerizable para dar una espuma, que sea estable a la elaboración y pueda moldearse de cualquier forma. La mezcla acuosa polimerizable contiene como componentes (a) monómeros monoetilénicamente insaturados, que contiene grupos ácido, que están, en caso dado, neutralizados. Tales monómeros son, por ejemplo, ácidos carboxílicos con 3 a 25 átomos de carbono monoetilénicamente insaturados o anhídridos, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido \alpha-cloroacrílico, ácido crotónico, ácido maleico, anhídrido del ácido maleico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido glutacónico, ácido aconítico y ácido fumárico.
Como monómeros del grupo (a) entran en consideración además ácidos sulfónicos monoetilénicamente insaturados, por ejemplo, ácido vinilsulfónico, ácido alilsulfónico, acrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfometilo, acrilato de sulfopropilo, metacrilato de sulfopropilo, ácido 2-hidroxi-3-acriloxipropilsulfónico, ácido 2-hidroxi-3-metacriloipropilsulfónico, ácido vinilfosfórico, ácido alilfosfórico y ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico. Los monómeros pueden emplearse individualmente o en mezcla entre sí en la obtención de las espumas superabsorbentes. Los monómeros preferentemente empleados del grupo (a) son ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamidopropanosulfónico o mezclas, constituidas por estos ácidos, por ejemplo, mezclas, constituidas por ácido acrílico y ácido metacrílico, mezclas, constituidas por ácido acrílico y ácido acrilamidopropanosulfónico o mezclas, constituidas por ácido acrílico y ácido vinilsulfónico.
Los monómeros están, en caso dado, neutralizados. Para la neutralización se emplean, por ejemplo, bases de metal alcalino o amoniaco o bien aminas. Para la neutralización se emplea preferentemente lejía de sosa o lejía de potasa. La neutralización puede realizarse, sin embargo, también con ayuda carbonato sódico, hidrogencarbonato sódico, carbonato potásico o hidrogencarbonato potásico u otros carbonatos o hidrogencarbonatos o amoniaco. Los grupos ácido de los monómeros con al menos una de las bases anteriormente indicadas se neutralizan de un 15 hasta un 40% en mol.
En una forma de ejecución del procedimiento según la invención se neutralizan los monómeros (a) a al menos un 20% en mol con alcanolaminas terciarias. Particularmente preferente es una forma de ejecución, en la cual al menos un 40% en mol de los monómeros (a), que contienen grupos ácido se neutralizan con alcanolaminas terciarias. En esta forma de ejecución del procedimiento según la invención pueden neutralizarse los monómeros (a), en caso dado, adicionalmente con las bases anteriormente descritas, particularmente NaOH o amoniaco, hasta, por ejemplo, un 100%. El grado de neutralización de los monómeros (a), que contienen grupos ácido con alcanolaminas terciarias asciende en esta variante del procedimiento de un 20 hasta un 95, preferentemente de un 30 hasta un 70% en mol. Las aminas terciarias preferentemente empleadas son trietanolamina, metildimetanolamina, dimetilaminodiglicol, dimetiletanolamina y N,N,N',N'-tetra-(hidroxietil)etilendiamina. Una otra forma de ejecución del procedimiento según la invención se describe más adelante.
La mezcla acuosa polimerizable puede contener, en caso dado, monómeros del grupo (b). Por los mismos tiene que entenderse otros monómeros monoetilénicamante insaturados, que sean copolimerizables con los monómeros (a) y (c). A ellos pertenecen, por ejemplo, las amidas y nitrilos de ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados, por ejemplo acrilamida, metacrilamida y N-vinilformamida, acrilonitrilo y metacrilonitrilo, halogenuros de dialquildialolamonio, como cloruro de dimetildialilamonio, cloruro de dietildialilamonio, bromuro de alilpiperidinio, N-vinilimidazoles, como, por ejemplo, N-vinilimidazol, 1-vinil-2-metilimidazol y N-vinilimidazolinas, como N-vinilimidazolina, 1-vinil-2-metilimidazolina, 1-vinil-2-etilimidazolina o 1-vinil-2-propilimidazolina, que pueden emplearse en forma de bases libres, en forma cuaternada o como sal en la polimerización. Además sirven acrilatos de dialquilaminoalquilo y metacrilatos de dialquilaminoalquilo, acrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminometilo, acrilato de dimetilaminoetilo y metacrilato de dimetilaminoetilo. Los ésteres básicos se emplean preferentemente en forma cuaternada o como sal. Otros compuestos adecuados del grupo (b) son, por ejemplo, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos saturados con 1 a 4 átomos de carbono, como formiato de vinilo, acetato de vinilo o propionato de vinilo, éteres alquilvinílicos con al menos 2 átomos de carbono en el grupo alquilo, como, por ejemplo, éter etilvinílico o éter butilvinílico, ésteres de ácidos carboxílicos con 3 a 6 átomos de carbono monoetilénicamente insaturados, por ejemplo, de alcoholes monovalentes con 1 a 18 átomos de carbono y ácido acrílico, ácido metacrílico o ácido maleico, semiésteres del ácido maleico, por ejemplo, éster monometílico del ácido maleico y éster hidroxialquílico de los ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados anteriormente citados, por ejemplo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxibutilo, metacrilato de hidroximetilo, metacrilato de hidroxipropilo y metacrilato de hidroxibutilo, N-vinil-lactamas, como N-vinilpirrolidona o N-vinilcaprolactama, ésteres del ácido acrílico y del ácido metacrílico de alcoholes saturados, monovalentes y alcoxilados, por ejemplo, de alcoholes con 10 a 25 átomos de carbono, que se hicieron reaccionar con 2 a 200 mol de óxido de etileno y/u óxido de propileno por mol de alcohol, así como ésteres del ácido monoacrílico y ésteres del ácido monometacrílico de polietilenglicol o propilenglicol, pudiendo ascender las masas moleculares (M_{N}) de los polialquilenglicoles, por ejemplo, hasta 2000. Los monómeros además adecuados del grupo (b) son estirenos alquilsubstituidos, como etilestireno o butilestireno terciario. Los monómeros del grupo (b) pueden emplearse también en mezcla en la copolimerización con los otros monómeros, por ejemplo, mezclas, constituidas por acetato de vinilo y acrilato de 2-hidroxietilo en cualquier proporción.
Los monómeros del grupo (c) tienen al menos 2 enlaces dobles etilénicamente insaturados. Los ejemplos para tales monómeros, que se emplean en las reacciones de polimerización habitualmente como reticulantes, son N,N'-metilenbisacrilamida, diacrilatos de polietilenglicol y metacrilatos de polietilenglicol, que se derivan respectivamente de polietilenglicoles de un peso molecular de 106 hasta 8500, preferentemente de 400 hasta 2000, triacrilato de trimetilolpropano, metacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de etilenglicol, diacrilato de propilenglicol, diacrilato de butanodiol, diacrilato de hexanodiol, dimetacrilato de hexanodiol, diacrilatos y dimetacrilatos de copolímeros bloque, formados por óxido de etileno y óxido de propileno, alcoholes polivalentes doble- o triplemente esterificados con ácido acrílico o ácido metacrílico, como glicerina o pentaeritrita, trialilamina, tetraetilendiamina, divinilbenceno, dialilftalato, éter divinílico de polietilenglicol de polietilenglicoles de un peso molecular de 125 hasta 4000, éter dialílico de trimetilolpropano, éter divinílico de butanodiol, éter trialílico de pentaeritrita y/o diviniletilenurea. Preferentemente se emplean reticulantes hidrosolubles, por ejemplo, N,N'-metilenbisacrilamida, diacrilatos de polietilenglicol y dimetacrilatos de polietilenglicol, que se derivan de productos de adición de 2 a 400 mol de óxido de etileno en 1 mol de un diol o poliol, éteres vinílicos de productos de adición de 2 a 400 mol de óxido de etileno en 1 mol de un diol o poliol, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol o triacrilatos y trimetacrilatos de productos de adición de 6 a 20 mol de óxido de etileno en un mol de glicerina, éter trialílico de pentaeritrita y/o divinilurea.
Como reticulantes entran en consideración además compuestos, que contienen al menos un grupo etilénicamente insaturado polimerizable y al menos un otro grupo funcional. El grupo funcional de estos reticulantes tiene que ser capaz de reaccionar con los grupos funcionales, esencialmente los grupos carboxilo o grupos de ácido sulfónico de los monómeros (a). Los grupos funcionales adecuados son, por ejemplo, grupos hidroxilo, amino, epóxi y grupos aziridino.
Como reticulante entran en consideración además tales compuestos, que llevan al menos dos grupos funcionales, que pueden reaccionar con grupos del ácido carboxílico y sulfónico de los monómeros empleados del grupo (a). Los grupos funcionales adecuados se citaron ya anteriormente, es decir, grupos hidroxilo, amino, epóxi, isocianato, éster, amidas y grupos aziridino. Los ejemplos para tales reticulantes son etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, polietilenglicol, glicerina, poliglicerina, propilenglicol, polipropilenglicol, copolímeros bloque de óxido de etileno y óxido de propileno, ésteres del ácido sorbitangraso, ésteres del ácido sorbitangraso etoxilados, trimetilolpropano, pentaeritrita, polivinilalcohol, sorbita, éter poliglicidílico, éteres, como éter etilenglicoldiglicidílico, éter polietilenglicoldiglicidílico, éter diglicidílico de glicerina, éter poliglicidílico de glicerina, éter poliglicidílico de diglicerina, éter poliglicidílico de poliglicerina, éter poliglicidílico de sorbita, éter poliglicidílico de pentaeritrita, éter diglicidílico de propilenglicol y éter diglicidílico de polipropilenglicol, compuestos poliaziridínicos, como 2,2-bishidroximetilbutanol-tris[3-(1-aziridinil)propionato], 1,6-hexametilendietilenurea, difenilmetano-bis-4,4'-N,N'-dietilenurea, compuestos halogenepóxi, como epiclorohidrina y \alpha-metilflúorohidrina, poliisocianatos, como 2,4-toluilendiisocianato y hexametilendiisocianato, alquilencarbonatos, como 1,3-dioxolan-2-ona y 4-metil-1,3-dioxilan-2-ona, aminas policuaternarias, como productos de condensación de dietanolamina con epiclorohidrina, homo- y copolímeros de cloruro de dialildimetilamonio, así como homo- y copolímeros de (met)acrilato de dimetilaminoetilo, que están cuaternados, en caso dado, con, por ejemplo, cloruro de metilo.
Otros reticulantes adecuados son iones metálicos polivalentes, que están capaces de formar enlaces iónicos. Los ejemplos para tales reticulantes son iones de magnesio, de calcio, de bario y de aluminio. Un reticulante preferente de este tipo es aluminato sódico. Estos reticulantes se agregan, por ejemplo, como hidróxidos, carbonatos o hidrogencarbonatos a la solución polimerizable acuosa.
Otros reticulantes adecuados son bases multifuncionales, que son capaces de formar enlaces iónicos, por ejemplo, poliamidas o sus sales cuaternadas. Los ejemplos para poliaminas son etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetraamina, tetraetilenpentaamina, pentaetilenhexaamina y polietileniminas, así como polivinilaminas con masas moleculares de respectivamente hasta 4000000.
En una forma de ejecución preferente de la invención se emplean dos reticulantes diferentes, de los cuales uno es hidrosoluble y el otro insoluble en agua. El reticulante hidrófilo, que es soluble en la fase acuosa de la mezcla de reacción, provoca de forma convencional una reticulación relativamente uniforme del polímero correspondiente, como es habitual en la obtención de un superabsorbente. El reticulante hidrófobo, que es insoluble o bien solo soluble de forma limitada en la mezcla acuosa polimerizable, se enriquece en la capa interfacial tensioactiva entre la fase gaseosa y la fase acuosa polimerizable. Por ello se reticula más fuertemente en la siguiente polimerización la superficie de la espuma que la parte interna del hidrogel superabsorbente. Por ello se obtiene una formación núcleo-envoltura de la espuma de forma inmediatamente a la obtención de la espuma superabsorbente. Una reticulación superficial tan fuerte de una espuma superabsorbente es tan solo posible en los procedimientos de obtención conocidos del estado de la técnica, debido a que se reticula superficialmente un superabsorbente en forma de espuma ya formado adicionalmente. Para esta reticulación adicional es necesario en el caso de un modo de trabajo convencional una etapa del proceso propia, de la que pueda prescindirse en el procedimiento de la presente invención.
Los productos con una formación núcleo-envoltura muestran frente a muestras homogéneamente reticuladas en el sentido de la velocidad de absorción. El efecto de distribución y elasticidad del gel mejora claramente las propiedades. Con excepción de iones metálicos polivalentes son adecuados todos los reticulantes insolubles en agua anteriormente descritos, que pueden asignarse a los grupos diferentes, para ajustar la espuma con una formación núcleo-envoltura, es decir, espumas, en las cuales la totalidad de la superficie está más fuertemente reticulada que la capa situada debajo, que se denomina anteriormente como capa del núcleo. Los reticulantes hidrófobos particularmente preferentes son diacrilatos o dimetacrilatos o éteres divinílicos de alcanodioles con 2 a 25 átomos de carbono (ramificados, lineales, con cualquier distribución de los grupos OH) como, por ejemplo, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentilglicol, 1,9-nonanodiol o 1,2-dodecanodiol, diacrilatos o dimetacrilatos de di-, tri- o polipropilenglicol, acrilato de alilo, metacrilato de alilo, divinilbenceno, acrilato de glicidilo o metacrilato de glicidilo, éteres alilglicidílicos y éteres bisglicidílicos de los alcanodioles anteriormente indicados.
Los reticulantes hidrófilos adecuados son, por ejemplo, N,N'-metilenbisacrilamida, diacrilatos o dimetacrilatos de polietilenglicol con un peso molecular M_{N} de 200 hasta 4000, divinilurea, trialilamina, diacrilatos o dimetacrilatos de productos de adición de 2 a 400 mol de óxido de etileno en 1 mol de un diol o poliol o el triacrilato de un producto de adición de 20 mol de óxido de etileno en 1 mol de glicerina y éter vinílico de productos de adición de 2 a 400 mol de óxido de etileno en 1 mol de un diol o poliol.
Los monómeros del grupo (a) se contienen en la mezcla acuosa polimerizable, por ejemplo, en cantidades de un 10 hasta un 90 y preferentemente de un 20 hasta un 85% en peso. Los monómeros del grupo (b) se emplean tan solo, en caso dado, para la modificación de las espumas superabsorbentes y pueden contenerse en cantidades de hasta un 50, preferentemente en cantidades de hasta un 20% en peso en la mezcla acuosa polimerizable. Los reticulantes (c) se presentan en la mezcla de reacción, por ejemplo, de un 0,001 hasta un 8 y preferentemente de un 0,1 hasta un 5% en peso.
Como iniciadores para la iniciación de la polimerización pueden emplearse todos los iniciadores formadores de radicales bajo las condiciones de polimerización, que se emplean habitualmente en la obtención de superabsorbentes. También una iniciación de la polimerización mediante influencia de rayos electrónicos sobre la mezcla acuosa polimerizable es posible. La polimerización puede iniciarse ciertamente también en ausencia de iniciadores del tipo anteriormente citado mediante influencia de radiación energética en presencia de fotoiniciadores.
Como iniciadores de la polimerización pueden emplearse todos los compuestos, que se descomponen por medio de radicales bajo las condiciones de polimerización, por ejemplo, peróxidos, hidroperóxidos, hidroperóxido, persulfatos, compuestos azóicos y los denominados catalizadores Redox. Se prefiere el empleo de iniciadores hidrosolubles. En la mayoría de los casos es de ventaja, de emplear mezclas de diferentes iniciadores de polimerización, por ejemplo, mezclas, constituidas por hidroperóxido y peroxodisulfato sódico o potásico. Las mezclas, constituidas por hidroperóxido y peroxodisulfato sódico pueden emplearse en cualquier proporción. Los peróxidos orgánicos adecuados son, por ejemplo, acetilacetonperóxido, metiletilcetonperóxido, hidroperóxido de butilo terciario, hidroperóxido de cumol, amilperpivalato terciario, butilperpivalato terciario, butilperneohexanoato terciario, butilperisobutirato terciario, butilper-2-etilhexanoato terciario, butilperisononaoato terciario, butilpermaleato terciario, butilperbenzoato terciario, di-(2-etilhexil)-peroxidicarbonato, diciclohexilperoxidicarbonato, di-(4-terc.-butilciclohexil)peroxidicarbonato, dimirisil-peroxidicarbonato, diacetilperoxidicarbonato, alilperéster, cumilperoxineodecanoato, butilper-3,5,5-tri-metilhexanoato terciario, acetilciclohexilsulfonilperóxido, peróxido de lauroilo, peróxido de dibenzoilo y amilperneodecanoato terciario. Los iniciadores de la polimerización particularmente adecuados son iniciadores azóicos hidrosolubles, por ejemplo, 2,2'-azobis-(2-amidinopropan)dihidrocloruro, dihidrocloruro de 2,2'-azobis-(N,N'-dimetilen)isobutiramidina, 2-(carbamoilazo)isobutironitrilo, dihidrocloruro de 2,2'-azobis[2-(2'-imidazolin-2-il)propano] y 4,4'-ácido azobis-(4-cianovalérico). Los iniciadores de polimerización citados se emplean en cantidades habituales, por ejemplo, en cantidades de un 0,01 hasta un 5, preferentemente de un 0,1 hasta un 2,0% en peso, referido a los monómeros a polimerizar.
Como iniciadores entran en consideración además catalizadores Redox. Los catalizadores Redox contienen como componente oxidante al menos uno de los percompuestos anteriormente indicados y como componente reductor, por ejemplo, ácido ascórbico, glucosa, sorbosa, hidrogensulfito, sulfito, tiosulfato, hiposulfito, pirosulfito o sulfuro amónico o de metal alcalino, sales metálicas, como iones ferrosos o iones de plata o hidroximetilsulfoxilato sódico. Preferentemente se emplea como componente reductor del catalizador Redox ácido ascórbico o sulfito sódico. Referido a la cantidad empleada en la polimerización de monómeros se emplea, por ejemplo, de un 3\cdot10^{-6} hasta un 1% en mol de los componentes resultantes del sistema catalizador Redox y de un 0,001 hasta un 5,0% en mol de los componentes oxidantes del catalizador Redox.
Si se inicia la polimerización mediante influencia de irradiación energética, se empleará habitualmente como iniciador los denominados fotoiniciadores. En este caso puede tratarse, por ejemplo, de denominados disociadores \alpha, sistemas abstrayentes de H o también de azidas. Los ejemplos para tales iniciadores son derivados de benzofenona, como cetona de Michlers, derivados de fenantreno, derivados de flúor, derivados de benzoinéter, derivados de tioxantona, derivados de cumarina, benzoinéteres y sus derivados, compuestos azóicos, como los formadores de radicales anteriormente citados, hexaarilbisimidazoles substituidos o acilfosfinóxidos. Los ejemplos para azidas son: 2-(N,N-dimetilamino)-etil-4-acidocinamato, 2-(N,N-dimetilamino)-etil-4-acidonaftilceto-na, 2-(N,N-dimetilamino)-etil-4-acidobenzoato, 5-acido-1-naftil-2'-(N,N-dimetilamino)etilsulfona, N-(4-sulfonilacidofenil)maleinimida, N-acetil-4-sulfonilacidoanilina, 4-sulfonilacidoanilina, 4-acido-anilina, 4-acidoanilina, 4-acidofenacilbromuro, ácido p-acidobenzóico, 2,6-bis(p-acidobenciliden)-ciclohexanona y 2,6-bis-(p-acidobenciliden)-4-metilciclohexanona. Los fotoiniciadores se aplican, en el caso de que se empleen, habitualmente en cantidades de un 0,01 hasta un 5% en peso, referido a los monómeros a polimerizar.
Las mezclas acuosas polimerizables contienen como componente (e) de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo. Los tensioactivos son para la obtención y el estabilizado de la espuma de importancia decisiva. Puede emplearse tensioactivos aniónicos, catiónicos o no iónicos o mezclas de tensioactivos, que sean compatibles entre sí. Puede emplearse tensioactivos de bajo peso molecular o también polímeros, mostrándose combinaciones de tipos diferentes o también iguales de tensioactivos. Los tensioactivos no iónicos son, por ejemplo, productos de adición de óxidos de alquileno, particularmente de óxido de etileno, óxido de propileno y/o óxido de butileno en alcoholes, aminas, fenoles, naftoles o ácidos carboxílicos. De forma ventajosa se emplean como tensioactivos productos de adición de óxido de etileno y/u óxido de propileno en alcoholes, que contienen al menos 10 átomos de carbono, conteniendo los productos de adición por mol de alcohol de 3 a 200 mol de óxido de etileno y/o óxido de propileno adicionado. Los productos de adición contienen las unidades de óxido de alquileno en forma de bloques o en distribución estadística. Los ejemplos para tensioactivos no iónicos son los productos de adición de 7 mol de óxido de etileno en 1 mol de alcohol de grasa de sebo, productos de reacción de 9 mol de óxido de etileno en 1 mol de alcohol de grasa de sebo y productos de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de alcohol de grasa de sebo. Otros tensioactivos no iónicos corrientes en el comercio consisten en productos de reacción de oxoalcoholes o alcoholes Ziegler con 5 a 12 mol de óxido de etileno por mol de alcohol, particularmente con 7 mol de óxido de etileno. Otros tensioactivos no iónicos corrientes en el comercio se obtienen mediante etoxilación de aceite de ricino. Por mol de aceite de ricino se adicionan, por ejemplo, de 12 a 80 mol de óxido de etileno. Otros productos corrientes en el comercio son, por ejemplo, los productos de reacción de 18 mol de óxido de etileno con 1 mol de alcohol de grasa de sebo, los productos de adición de 10 mol de óxido de etileno en 1 mol de un oxoalcohol con 13 a 15 átomos de carbono o los productos de reacción de 7 a 8 mol de óxido de etileno en 1 mol de un oxoalcohol con 13 a 15 átomos de carbono. Otros tensioactivos no iónicos adecuados son fenolalcoxilatos, como, por ejemplo, p-terc.-butilfenol, que se hace reaccionar con 9 mol de óxido de etileno, o éter metílico de productos de reacción, formados por 1 mol de un alcohol con 12 a 19 átomos de carbono y 7,5 mol de óxido de etileno.
Los tensioactivos no iónicos anteriormente descritos pueden transformarse, por ejemplo, mediante esterificación con ácido sulfúrico en los semiésteres del ácido sulfúrico correspondientes. Los semiésteres del ácido sulfúrico se emplean en forma de sales de metal alcalino o amónicas como tensioactivos aniónicos. Como tensioactivos aniónicos sirven, por ejemplo, sales de metal alcalino o amónico de semiésteres del ácido sulfúrico de productos de adición de óxido de etileno y/u óxido de propileno de alcoholes grasos, sales de metal alcalino o amónico de ácido alquilbencenosulfónico o de alquilfenolétersulfatos. Los productos del tipo citado son obtenibles en el comercio. Por ejemplo son tensioactivos aniónicos corrientes en el comercio la sal sódica de un semiéster del ácido sulfúrico de un oxoalcohol con 13 a 15 átomos de carbono hecho reaccionar con 106 mol de óxido de etileno, la sal de trietanolamina del ácido dodecilbencenosulfónico, la sal sódica de alquilfenilétersulfatos y la sal sódica del semiéster del ácido sulfúrico de un producto de reacción de 106 mol de óxido de etileno con 1 mol de alcohol de grasa de sebo. Otros tensioactivos aniónicos adecuados son semiésteres del ácido sulfúrico de oxoalcoholes con 13 a 15 átomos de carbono, ácidos parafinsulfónicos, como alquilsulfonato con 15 átomos de carbono, ácidos bencenosulfónicos alquilsubstituidos y ácidos naftalinsulfónicos alquilsubstituidos, como ácido dodecilbencenosulfónico y ácido di-n-butilnaftalinsulfónico así como fosfatos de alcohol graso, como fosfato de alcohol graso con 15 a 18 átomos de carbono. La mezcla acuosa polimerizable puede contener combinaciones de un tensioactivo no iónico y de un tensioactivo aniónico o combinaciones de tensioactivos no iónicos o combinaciones de tensioactivos aniónicos. También son adecuados tensioactivos catiónicos. Los ejemplos para ellos son los productos de reacción cuaternados con dimetilsulfato de 6,5 mol de óxido de etileno con 1 mol de oleilamina, cloruro de diestearildimetilamónio, cloruro de lauriltrimetilamonio, bromuro de cetilpiridinio y éster trietanolamínico del ácido esteárico cuaternado con dimetilsulfato, que se emplea preferentemente como tensioactivo catiónico.
El contenido tensioactivo de la mezcla acuosa polimerizable asciende de un 0,1 hasta un 20, preferentemente de un 0,5 hasta un 10% en peso. En la mayoría de los casos muestran las mezclas acuosas polimerizables un contenido de tensioactivo de un 1,5 hasta un 8% en peso.
Las mezclas acuosas polimerizables pueden contener como componente (f), en caso dado, al menos un disolvente. Además tiene que entenderse por disolventes orgánicos miscibles con agua, por ejemplo, alcoholes, glicoles, polietilenglicoles o bien monoéteres derivados de los mismos, no conteniendo el monoéter ningún enlace doble en la molécula. Los éteres adecuados son metilglicol, butilglicol, butildiglicol, metildiglicol, butiltriglicol, 3-etoxi-1-propanol y éter monometílico de glicerina.
Las mezclas acuosas polimerizables contienen de un 0 hasta un 50% en peso de al menos un solubilizante. En el caso de emplearse disolventes ascenderá su contenido en la mezcla acuosa polimerizable, preferentemente hasta un 25% en peso.
La mezcla acuosa polimerizable puede contener, en caso dado, espesantes, estabilizantes de espumado, reguladores de la polimerización, cargas y formadores de gérmenes celulares. Los espesantes se emplean, por ejemplo, para el optimizado de la estructura celular y para la mejora de la estabilidad de la espuma. Con ello se alcanza, que la espuma se contraiga durante la polimerización tan solo de forma reducida. Como espesantes entran en consideración todos los polímeros naturales y sintéticos conocidos, que aumentan fuertemente la viscosidad de un sistema acuoso. En este caso puede tratarse de polímeros sintéticos y naturales hinchables con agua o hidrosolubles. Como espesante son adecuados también superabsorbentes pulverulentos. Un resumen exhaustivo sobre espesantes se encuentra, por ejemplo, en las publicaciones de R.Y. Lochhead y W.R. Fron, Cosmetics & Toileteris, 108, 95-135 (mayo de 1993) y M.Y. Clarke, "Rheological Additives" en D. Laba (editorial) "Rheological Properties of Cosmetics and Toiletris", Cosmetic Science and Technology Series, volumen 13, Marcel Dekker Inc., Nueva York 1993.
Los polímeros sintéticos hinchables por agua o hidrosolubles considerados como espesantes son, por ejemplo, polímeros de elevado peso molecular de los monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, descritos anteriormente en (a). Tales espesantes son, por ejemplo, homopolímeros de elevado peso molecular de ácido acrílico y/o ácido metacrílico o copolímeros reticulados de forma reducida de ácido acrílico y/o ácido metacrílico y un compuesto, que contiene al menos 2 enlaces dobles etilénicamente insaturados, por ejemplo, diacrilato de butanodiol. Además sirven polímeros de elevado peso molecular de acrilamida y metacrilamida o copolímeros, formados por ácido acrílico y acrilamida con masas moleculares de más que 1 millón. Tales copolímeros son conocidos como espesantes. También los polietilenglicoles de elevado peso molecular o copolímeros, formados por etilenglicol y propilenglicol, así como polisacáridos de elevado peso molecular, como almidones, harina del núcleo del Guar, algarrobo o derivados de productos naturales, como carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y celulosa de éteres mixtos son espesantes conocidos. Otro grupo de espesantes son productos insoluble en agua, como dióxido de silicio finalmente dividido, ácidos silícicos pirogéneos, ácidos silícicos precipitados en modificaciones hidrófilas o hidrófobas, zeolitas, dióxido de titanio, polvos de celulosa u otros polvos finalmente divididos distintos de los superabsorbentes de polímeros reticulados. Las mezclas acuosas polimerizables pueden contener el espesante en cantidades de hasta un 30% en peso. En el caso de que tales espesantes se empleen principalmente, se contendrán los mismos en cantidades de un 0,1, preferentemente de un 0,5 hasta un 20% en peso en la mezcla acuosa polimerizable.
Para optimizar la estructura de espuma pueden agregarse, en caso dado, hidrocarburos con al menos 5 átomos de carbono en la molécula a la mezcla de reacción acuosa. Los hidrocarburos adecuados son, por ejemplo, pentano, hexano, ciclohexano, heptano, octano, isooctano, decano y dodecano. Los hidrocarburos alifáticos que entran en consideración pueden ser de cadena recta, reticulada o cíclica y tener una temperatura de ebullición, que se sitúa por encima de la temperatura de la mezcla acuosa durante el espumado. Los hidrocarburos alifáticos aumentan el tiempo de funcionamiento de la mezcla de reacción acuosa, espumada y todavía no polimerizada. Por ello se facilita el manejo de las espumas todavía no polimerizadas y se aumenta la seguridad del proceso. Los hidrocarburos se emplean en cantidades de un 0 hasta un 10% en peso, referido a la mezcla acuosa polimerizable. En el caso de su empleo ascenderán las cantidades presentes en la mezcla acuosa preferentemente de un 0,1 hasta un 5% en peso.
Para variar las propiedades del superabsorbente, por ejemplo, la velocidad de absorción y la capacidad de absorción del agua, puede ser de ventaja, de agregar a la mezcla de reacción acuosa un regulador de la polimerización o una mezcla de varios reguladores de la polimerización. Los reguladores de la polimerización adecuados son, por ejemplo, ácido fórmico, tiocompuestos, como 2-mercaptoetanol, mercaptopropanol, mercaptobutanol, dodecilmercaptano, ácido tioglicólico o aminas, como trietilamina, morfolina o piperidina. Las cantidades de regulador de la polimerización pueden ascender hasta un 10% en peso, referido a los monómeros empleados. En el caso de que se empleen reguladores de la polimerización, se emplearán preferentemente de un 0,1 hasta un 5% en peso, referido a los monómeros.
Los componentes a emplear facultativamente indicados en (g) pueden emplearse individualmente o en mezcla en la obtención de los polímeros según la invención. Puede trabajarse, sin embargo, también en ausencia de espesantes, estabilizantes de espumado, cargas, formadores de gérmenes celulares y reguladores de la polimerización.
En la obtención según la invención de polímeros reticulados en forma de espuma y absorbentes del agua se espuma en una primera etapa del procedimiento la mezcla acuosa polimerizable anteriormente descrita. Para esta finalidad se dispersa en la fase monómera acuosa un gas inerte en presencia de radicales en forma de burbujas finas de tal manera, que se forme una espuma. El aplicado de las burbujas del gas en la mezcla monómera se realiza, por ejemplo, con ayuda de dispositivos de batida, de agitación o de vibración. Además es posible de obtener tales espumas porque se fluya el gas por una apertura cubierta contra el líquido o se incorporan por aprovechamiento del aparecimiento de turbulencias. Finalmente puede aprovecharse la formación de laminados en alambres o tamices para esta finalidad. Estos métodos diferentes pueden combinarse, en caso dado, entre sí. Como gases inertes en presencia de radicales sirven, por ejemplo, nitrógeno, dióxido de carbono, helio, neón y argón. Preferentemente se emplea nitrógeno.
La obtención de la espuma se lleva a cabo según la invención por separado de la polimerización. La mezcla acuosa polimerizable puede espumarse, por ejemplo, en aparatos técnicos, que son conocidos para la obtención de espumas de urea-formaldehído, véase Frisch und Saunders, Polymeric Foams parte II, páginas 679 y siguientes (1973). El espumado de la mezcla acuosa polimerizable puede llevarse a cabo en el laboratorio en el caso más sencillo en una máquina de cocina convencional, que está dotada de una batidora. La obtención de espuma batida se lleva a cabo preferentemente en una atmósfera de gas inerte. Como gas inerte son empleables, por ejemplo, nitrógeno, gases nobles o dióxido de carbono. Para la obtención de la espuma se reúnen todos los componentes de la mezcla de reacción. Convenientemente se procede en este caso, de modo que se disuelvan primero todos los componentes hidrosolubles en agua y que se agregue primero después los productos insolubles en agua. En función del procedimiento empleado de la obtención de la espuma batida y en función del iniciador contenido en la mezcla acuosa polimerizada puede ser de ventaja, de agregar el iniciador tan solo en el final del proceso de batida a la mezcla. La consistencia de la espuma batida puede variarse en un amplio intervalo. De este modo es posible de obtener espumas batidas ligeras y fluíbles, o también jabones, espumas rígidas y firmes para el corte. También puede variar el tamaño medio de las burbujas de gas, su distribución de tamaños y su disposición en la matriz de líquido mediante la selección de los tensioactivos, de los solubilizantes, del espesante y de los estabilizantes de espumado, formadores de gérmenes celulares, de la temperatura y de la técnica de batido en un amplio intervalo, de modo que puede ajustarse de manera sencilla la densidad, la esponjosidad o el espesor de pared del material de matriz. Las temperaturas de la mezcla acuosa polimerizable se sitúan durante el proceso del espumado en el intervalo de -10 hasta 100, preferentemente de 0 hasta +50ºC. En cualquier caso se emplean en la obtención de espuma temperaturas, que se sitúan por debajo del punto de ebullición de los componentes de la mezcla acuosa polimerizable. La obtención de espuma puede llevarse a cabo también bajo presión elevada, por ejemplo, de 1,5 hasta 25 bar. Preferentemente se trabaja, sin embargo, bajo presión atmosférica.
Frente a los procedimientos actualmente conocidos para la obtención de superabsorbentes en forma de espuma es una ventaja esencial de la obtención según la invención de tales espumas, que se obtiene en la primera etapa del procedimiento del procedimiento según la invención mezclas acuosas polimerizables y espumosas, que son estables durante un espacio de tiempo prolongado, por ejemplo, hasta 6 horas, de modo que pueden manipularse, por ejemplo, sin problemas. Las mezclas en forma de espuma todavía no polimerizadas pueden aplicarse, por ejemplo, para la posterior polimerización en una forma adecuada, para obtener para una aplicación determinada el cuerpo moldeado deseado. La espuma deshecha, que se produce en el moldeado de la mezcla acuosa polimerizable espumosa puede reconducirse sin más problemas en el proceso. El material polimerizable espumado puede aplicarse, por ejemplo en el espesor deseado sobre un material portador temporal, que está dotado con un recubrimiento antiadherente. Puede aplicarse mediante rasqueta, por ejemplo, la espuma sobre un substrato de fondo. Una otra posibilidad consiste en el hecho, que se rellene la mezcla acuosa en forma de espuma polimerizable en moldes, que están dotados también de recubrimiento antiadherente y terminar la polimerización de la espuma en ello.
Si la mezcla acuosa polimerizable y espumada muestra un tiempo de permanencia prolongado, servirá esta mezcla también para la obtención de materiales compuestos. De este modo puede aplicarse, por ejemplo, la espuma polimerizada obtenida en la obtención de la espuma batida sobre un material portador permanente, por ejemplo, láminas de polímeros (por ejemplo, láminas de polietileno, polipropileno o poliamida) o metales, vellones, Fluff, pañuelos, tejido, fibras naturales o sintéticas o sobre otras espumas. En la obtención de materiales compuestos puede ser de ventaja bajo estas circunstancias, aplicar la espuma polimerizable en forma de determinadas estructuras o espesores de capa diversos sobre un material portador. Sin embargo, es también posible de aplicar la espuma polimerizable sobre capas de Fluff e impregnarse de modo que el Fluff forma parte después de la polimerización integra de la espuma. La mezcla acuosa, polimerizable, espumada y obtenible en la primera etapa del procedimiento puede moldearse y polimerizarse también para dar grandes bloques. Los bloques pueden cortarse o serrarse después de la polimerización para dar pequeños cuerpos moldeados. Pueden obtenerse también estructuras del tipo Sándwich, de tal manera que se aplique una mezcla acuosa polimerizable y espumosa sobre un fondo, se cubre la capa en forma de espuma con unas láminas, vellones, pañuelos, tejidos, fibras u otras espumas, en caso dado, de un otro material como el fondo empleado en primer lugar y aplicarse nuevamente la espuma y, en caso dado, cubrirse con una otra lámina, vellón, pañuelo, tejido, fibras y otras espumas. El compuesto se somete entonces en una segunda etapa del procedimiento a la polimerización.
En una segunda etapa del procedimiento para la obtención de las espumas superabsorbentes según la invención se lleva a cabo la polimerización de la mezcla acuosa polimerizable espumada. La polimerización puede llevarse a cabo en función del iniciador empleado mediante aumento de la temperatura, mediante influencia de la luz, mediante irradiación con irradiación electrónica o también mediante aumento de la temperatura e influencia de la luz. Para aumentar la temperatura de la mezcla acuosa polimerizable y espumosa puede aplicarse todos los procedimientos habituales en la técnica, por ejemplo, aplicar en contacto la espuma con placas calentables, influencia de la irradiación de infrarrojos sobre la espuma polimerizable o calentado con ayuda de microondas. Las capas de espuma según la invención con un espesor de capa de hasta aproximadamente 1 milímetro se obtienen, por ejemplo, mediante un calentamiento unilateral o particularmente mediante irradiación unilateral. En el caso de que deban de obtenerse capas más espesas de una espuma, por ejemplo, espumas con espesores de varios centímetros, será particularmente ventajoso el calentamiento del material espumoso polimerizable con ayuda de microondas, ya que de esta manera pueda alcanzarse un calentamiento relativamente uniforme. La polimerización se lleva a cabo, en este caso, por ejemplo, a temperaturas de 20 hasta 180, preferentemente en el intervalo de 20 hasta 100ºC.
Las capas de espuma de espesores de capas medios, en decir, con un espesor en el intervalo de aproximadamente 1 milímetro hasta aproximadamente 2 centímetros, como, por ejemplo, de aproximadamente 2 milímetros hasta aproximadamente 1 centímetro, se obtienen preferentemente de la siguiente manera: en lugar de iniciar la polimerización solo unilateralmente, se provocará una iniciación bilateral, de tal manera que se exponga una capa de la masa espumosa según la invención a un tratamiento térmico en ambas superficies y/o a una irradiación con luz. El tratamiento de ambas superficies de la capa de espuma puede llevarse a cabo según la invención de forma sincronizada o en cualquier orden temporal o temporalmente alternado. Puede llevarse a cabo, por ejemplo, el tratamiento térmico de ambas superficies parciales de una capa de espuma al mismo tiempo o hacerse reaccionar alternamente una o varias veces por superficie parcial. De la misma manera puede procederse en la irradiación con luz. Existe también en la posibilidad de tratar cada superficie parcial bien con calor como también con luz, pudiendo influir el calor y la luz al mismo tiempo o en cualquier orden una o varias veces sobre la misma superficie parcial de la capa de espuma. Lo más conveniente es, sin embargo, generalmente el empleo único del calor y/o luz de cada superficie parcial de la capa de espuma.
Si el tratamiento térmico se lleva a cabo convenientemente mediante calentamiento en contacto y el material empleado para ello es generalmente impermeable a la luz, se llevará a cabo la iniciación de la polimerización en ambos lados convenientemente mediante calentamiento en contacto de una superficie parcial y, por ejemplo, irradiación simultánea de la superficie parcial opuesta. Esta variante del procedimiento así como el calentamiento en contacto de ambos lados sirve, particularmente para la obtención de materiales compuestos.
El tratamiento térmico se lleva a cabo en el caso de la iniciación polímera en ambas superficies generalmente en un intervalo de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 200ºC, preferentemente en aproximadamente 80 hasta aproximadamente 160ºC. Los tiempos de contacto típicos se sitúan, en este caso, en aproximadamente 0,5 hasta 25 minutos en función de la superficie parcial de la capa de espuma, preferentemente en aproximadamente 2 hasta aproximadamente 15 minutos. Para la irradiación se emplea preferentemente luz del intervalo de UV/VIS, es decir, luz del intervalo ultravioleta o visible del espectro, como, por ejemplo, luz con una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente más de 200 nm hasta aproximadamente 750 nm, por ejemplo, aproximadamente de 250 nm hasta aproximadamente 700 nm, como quizás la irradiación de UV-A de la longitud de onda 315 hasta 400 nm. La duración de la irradiación puede situarse también en el intervalo de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 25 minutos, preferentemente en aproximadamente 0,5 hasta 10 minutos en función de la superficie parcial de la capa de espuma.
En un tratamiento térmico combinado e irradiación combinada de la misma o superficies parciales opuestas de la capa de espuma puede ser la duración respectiva del calentamiento térmico y la irradiación iguales o diferentes. En función de la composición y del espesor de la capa de espuma, tipo y cantidad de los iniciadores polímeros empleados, intensidad y longitud de onda de la luz así como temperatura del dispositivo de calentamiento en contacto y de otros criterios puede ser de ventaja de llevar a cabo un tratamiento térmico e irradiación a través de intervalos de tiempo prolongados y diversos. Los intervalos de tiempo seleccionados pueden sucederse, por ejemplo, temporalmente entre sí. Por ejemplo, puede suceder a un calentamiento, por ejemplo, de 3 minutos de la primera superficie parcial una irradiación de 2 minutos de la segunda superficies parcial opuesta. Después puede seguir, en caso dado, un tratamiento térmico de, por ejemplo, 2 minutos de la primera y/o segunda superficie parcial. Este ritmo de tratamiento puede repetirse una o más veces, en caso dado, con mantenimiento o alteración de los intervalos de tiempo seleccionados. Los intervalos de tiempo seleccionados pueden también sobreponerse. Por ejemplo puede mantenerse, en este caso, la irradiación tan solo a través de una parte del intervalo del tratamiento térmico. De este modo puede calentarse, por ejemplo, la primera superficie parcial de la capa de espuma, por ejemplo, durante 2 minutos, y a continuación calentarse, por ejemplo, otros 4 minutos e irradiarse de forma sincronizada a esto la superficie opuesta durante 4 minutos. También es concebible, que ambas superficies parciales se calienten o bien irradien primero, por ejemplo, durante 3 minutos de forma sincronizada y a continuación se continúe, la irradiación de la otra superficie parcial durante 2 minutos después de haber terminado la irradiación de la otra superficie parcial. También este ritmo de tratamiento puede repetirse una o más veces, en caso dado, con mantenimiento o alteración de los intervalos de tiempo seleccionados.
En la iniciación de la polimerización mediante influencia de la luz sobre el material polimerizable espumoso puede aplicarse todos los sistemas de exposición convencionales, en cuanto su espectro de emisión se adapte al fotoiniciador empleado. En un inicio de la polimerización mediante iluminación se emplea de forma ventajosa una combinación de un fotoiniciador de un iniciador térmico y/o un fotoiniciador, que puede actuar también como iniciador térmico, por ejemplo, iniciadores azóicos. Como se calienta fuertemente la espuma durante la polimerización por el calentamiento de la polimerización elevado, se alcanzará de esta manera un transcurso particularmente acelerado y efectivo de la reacción de la polimerización. En el inicio mediante influencia de luz se situará la temperatura de polimerización en el intervalo de 0 hasta 150, preferentemente de 10 hasta 100ºC.
Una ventaja esencial del procedimiento según la invención consiste en el hecho, que la polimerización transcurra con mantenimiento extenso de la estructura de la mezcla acuosa, polimerizable y espumosa, es decir, la espuma polimerizable altera durante la polimerización su volumen sin importancia. La reacción de polimerización se influye mediante la temperatura inicial, la técnica de iniciación o la conducción térmica. La temperatura de polimerización se controla preferentemente en tal sentido que se evite una ebullición de la mezcla acuosa polimerizable. Con la polimerización en progreso se produce una solidificación de la espuma debido a la creciente formación de gel. La espuma tiene al menos parcialmente una estructura esponjosa. Se prefiere más que un 75% de esponjosidad.
Después de la polimerización tienen las espumas presentes un contenido de agua entre un 10% y un 80%. En principio pueden obtenerse por el empleo de alcanolaminas espumas, que son flexibles también en estado seco. Como las espumas son, sin embargo, higroscópicas y absorben del aire la humedad, es importante dejar una humedad residual en el intervalo de un 1 hasta un 20, preferentemente de un 5 hasta un 15% en peso en la espuma. Además puede tener sentido en función de la composición de la espuma y de la finalidad de empleo propuesta también un contenido de humedad del mismo en la espuma.
La espuma puede secarse con ayuda de técnicas convencionales, por ejemplo, mediante calentado con una corriente de gas caliente, mediante puesta al vacío, mediante irradiación de infrarrojos o mediante calentado con irradiación de microondas. La irradiación de microondas se muestra como ventajosa, también, en este caso, nuevamente en el secado de cuerpos moldeados de gran volumen. En el secado tiene que situarse la temperatura por debajo de los 180ºC, preferentemente por debajo de los 120ºC. Puede ser de ventaja de secarse con una corriente de gas, que muestre un contenido de humedad definido (hasta el empleo de vapor de agua), de modo que de esta manera se seque la espuma tan solo hasta un contenido de humedad definido.
Según el procedimiento conforme con la invención se obtiene una espuma superabsorbente mayoritariamente esponjosa, que es preferentemente al menos un 75% esponjosa.
Como lo ya indicado anteriormente puede obtenerse una densidad de reticulación inhomogénea en las espumas superabsorbentes según la invención durante la obtención. Esto es particularmente ventajoso cuando se emplea como monómeros de los componentes anteriormente descritos
(a)
ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilsulfónico, ácido acrilamidopropanosulfónico o sus mezclas, y
(b)
una mezcla, constituida por al menos un reticulante hidrosoluble y al menos uno insoluble en agua.
Sin embargo puede ser deseable, que el grado de reticulación de la espuma se altere posteriormente. Para alcanzar esto puede incorporarse, por ejemplo, durante la polimerización mediante adición de monómeros adecuados en el gel puntos de reticulación latentes, que no conducen bajo las condiciones de la obtención de espuma a reacciones de reticulación, formando sin embargo, bajo condiciones especiales, que pueden aplicarse adicionalmente, por ejemplo, mediante una temperatura fuertemente elevada, otros puntos de reticulación en la estructura de gel. Como ejemplos para tales monómeros puede servir la formación de compuestos, que contienen grupos hidroxilo, que son capaces a temperatura elevada, es decir, a temperaturas por encima de 150ºC, de reaccionar con los grupos carboxilo en la estructura de espuma. Los compuestos adecuados, que muestran zonas de reticulación latentes, son, por ejemplo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxibutilo, éster del ácido monoacrílico de glicerina, monoacrilatos o monometacrilatos de polietilenglicoles con al menos 2 unidades de etilenglicol, monoacrilatos o monometacrilatos de polipropilenglicoles con al menos 2 unidades de propilenglicol y monometacrilatos de alcoholes polivalentes, por ejemplo, metacrilato de hidroxibutilo, metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroximetilo o monometacrilato de glicerina.
Como otra posibilidad de una reticulación posterior homogénea se ofrece la adición posterior de reactivos de reticulación, es decir, compuestos, que muestran al menos dos grupos reactivos, que se son capaces bajo las condiciones adecuadas, por ejemplo, en el calentamiento a temperaturas de al menos 70ºC, de reaccionar con los grupos ácidos del hidrogel en forma de espuma. En este caso es también posible de alcanzar, sobre la profundidad de penetración del reticulante una modificación de la densidad de reticulación inhomogénea. Los reticulantes adecuados forman con los grupos carboxilo de la matriz polímera enlaces covalentes o iónicos. Los reticulantes adecuados son compuestos, que muestran al menos dos grupos funcionales del mismo o distinto tipo, por ejemplo, grupos hidroxi, amino, amonio cuaternado, isocianato, epóxi, aziridina, éster o grupos amida. Los reticulantes adicionales preferentes son polialcoholes, como glicerina, butilenglicol, propilenglicol o bisepóxidos. Con tales reticulantes puede llevarse a cabo la reacción, por ejemplo, en el intervalo de temperatura de 70 hasta 170, preferentemente de 100 hasta 160ºC. La descarga de los reticulantes sobre el material espumoso puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante pulverización, inmersión o mediante precipitación en fase gaseosa.
Según la invención puede obtenerse la espuma de la manera deseada, pero con un grado de neutralización menor, típicamente entre un 0 y un 60%, preferentemente de un 15 hasta un 40% en peso, como definitivamente pretendido y aplicarse posteriormente al menos una alcanolamina, por ejemplo, mediante pulverizado de las alcanolaminas y sus soluciones en disolventes o en mezclas de disolventes. Como disolvente para alcanolaminas pueden emplearse, por ejemplo: agua metanol, etanol, isopropanol y acetona. Preferente es agua. La neutralización adicional se lleva a cabo convenientemente después de la polimerización y antes del secado. Pero también es posible, aplicar al menos una alcanolamina en un momento más tarde en el transcurso del proceso sobre el hidrogel en forma de espuma.
Para el empleo de alcanolaminas secundarias o bien primarias es obligatorio este modo de proceder. Las alcanolaminas terciarias - como las anteriormente descritas - se emplean para la neutralización de los monómeros (a) y también se emplean, como las alcanolaminas primarias, secundarias y cuaternarias para la neutralización de los grupos ácido del hidrogel en forma de espuma después del polimerizado. En algunos de los casos se ha mostrado como ventajoso un modo de trabajo en el cual se neutralizan los monómeros (a), que contienen grupos ácido, primero parcialmente con una alcanolamina terciaria (por ejemplo de un 20 hasta un 50% en mol), se polimeriza entonces y neutralizarse a continuación los grupos ácido libres restantes del hidrogel en forma de espuma con una alcanolamina, preferentemente una alcanolamina primaria, como etanolamina, ascendiendo el grado de neutralización total de los grupos ácido en el hidrogel de un 55 hasta un 95, preferentemente de un 65 hasta un 85% en mol.
Las alcanolaminas empleadas pueden ser en su estructura primarias, secundarias, terciarias o cuaternarias y representar bases monovalentes, polivalentes o polifuncionales. Las alcanolaminas pueden llevar adicionalmente a los grupos amino e hidroxilo otros grupos funcionales, como, por ejemplo, ésteres, uretano, tioéteres, urea, etc. Pueden emplearse, por ejemplo, compuestos de bajo peso molecular, como trietanolamina, metildietanolamina, dimetanolamina, etanolamina, N-hidroxietilmorfolina, dimetilaminodiglicol, N,N,N',N'-tetra-(hidroxietil)-etilendiamina, N,N,N',-N'-tetra-(hidroxipropil)-etilendiamina, dimetilaminotriglicol, dietilaminoetanol, 3-dimetilamino-1,2-propanodiol, triisopropanolamina, diisopropilaminoetanol, hidróxido de colina, carbonato de colina, 2-terc.-butilaminoetanol, tris(oximetil)aminometano, 3-amino-1-propanol, isopropanolamina, 2-(2-aminoetoxi)etanol, 2-amino-2-metil-1-propanol o también oligómeros o polímeros, como, por ejemplo, con óxido de etileno, óxido de propileno, glicidol u otros polímeros, que llevan grupos amino hechos reaccionar y epóxidados o condensados, por ejemplo, polietileniminas o polivinilaminas, productos de reacción de alcanolaminas de bajo peso molecular, al menos bifuncionales con reactivos al menos bifuncionales, que son capaces de reaccionar bien con los grupos hidroxilo o amino de las alcanolaminas, como, por ejemplo, ácidos carboxílicos, ésteres, epóxidos e isocianatos.
Preferentemente entran en consideración trietanolamina, metildietanolamina, dimetilaminodiglicol, dimetiletanolamina, etanolamina y N,N,N',N'-tetra-(hidroxietil)-etilendiamina.
Las espumas, que contienen alcanolamina obtenidas son pegajosas. La pegajosidad puede eliminarse completamente mediante polvoreado con polvos finamente divididos. En principio son adecuados todos los materiales orgánicos o inorgánicos en forma de polvo fino, en tanto sean hidrófilos, como, por ejemplo, óxido de silicio finalmente dividido (Aerosil®), silicatos, talco, harina de Guar, harina de pepitas de tara, harina de pepitas de algarrobo, todos los tipos de almidón, ácidos poliacrílicos reticulados o no reticulados o sus sales, polivinilalcoholes, copolímeros del ácido maleico, dióxido de titanio, zeolitas, celulosa, carboximetilcelulosa e hidroxietilcelulosa. Se prefieren materiales no solubles en agua, particularmente talco y Aerosil®. El espolvoreado se lleva a cabo convenientemente después de la polimerización, pero también puede llevarse a cabo en cualquier momento más tarde en el proceso de obtención. Las cantidades aplicadas se sitúan entre un 0,01 y un 10%, preferentemente entre un 0,1 y un 5%, referido al peso de la espuma.
Las espumas superabsorbentes según la invención tienen, por ejemplo, una densidad de 10^{-9} hasta 0,9, preferentemente de 0,05 hasta 0,7 g/cm^{3}. La densidad de las espumas superabsorbentes se determinan de forma gravimétrica. A partir una capa de espuma uniforme con un espesor definido entre 3 y 5 mm se confeccionaron, por ejemplo, con un cuchillo afilado cuadrados con una longitud de arista de 5 cm. Se pesaron estas muestras y se dividió el peso obtenido por el volumen calculado por las medidas.
La capacidad de absorción del superabsorbente en forma de espuma de agua por gramo de superabsorbente se determina en trozos de espuma, que tienen un espesor de 3 mm y pesan respectivamente 1 gramo. El ensayo de la retención se lleva a cabo, en este caso, según el denominado ensayo de bolsa de té. Como líquido sirve, en este caso, una solución de sal común al 0,9%. 1 g del material en forma de espuma se colocó en una bolsa de té, que se cerró entonces. En este caso tiene que tenerse cuidado, que la bolsa de té proporcione suficiente espacio al hinchamiento al completo. La bolsa de té se sumerge entonces durante un tiempo determinado en el líquido y se pesa la diferencia después de una duración de goteo de 10 minutos. Para el calculo de la capacidad de absorción tiene que llevarse a cabo un ensayo en blanco, en el cual se sumerge una bolsa de té sin superabsorbente en forma de espuma en la solución y se determina el peso de la bolsa de té según el tiempo de goteo anteriormente indicada de 10 minutos. La capacidad de absorción resulta entonces de la siguiente ecuación (1):
Peso de la bolsa de té con espuma superabsorbente -
peso de la bolsa de té en el ensayo en blanco
Capacidad de absorción = ---------------------------------------------------------------------------- (1)
Peso de la espuma superabsorbente pesada
La velocidad de absorción (Absorption Speed, denominado a continuación con AS) se determinó de tal manera que se cortaron muestras de rectangulares de capas de espumas de 3 mm de espesor con un peso de 1 g con ayuda de un cuchillo afilado. Estas muestras se vertieron en un cuenco de Petri con 20 g de orina sintética. Con ayuda de un cronómetro se determino el tiempo, que necesita el plástico celular para absorber al completo la orina sintética. La velocidad de absorción (AS) se calcula en g/g \cdot segundos a partir de la siguiente ecuación (2):
AS = 20 g / [1 g * tiempo determinado (en segundos)]
Receta para la orina sintética
En 1 litro de agua destilada se disolvieron las siguientes sales:
2,00 g de KCl
2,00 g de Na_{2}SO_{4}
0,85 g de NHPO_{4}
0,15 g de (NH_{4})_{2}HPO_{4}
0,19 g de CaCl_{2}
0,23 g de MgCl_{2}
Las sales empleadas tienen que estar exentas de agua.
Medición de la densidad de espuma monómera
100 ml exactos de la espuma monómera se rellenaron en un cilindro de medición y se determinó el peso de este volumen de espuma. Mediante división del peso determinado en g por 100 se obtiene la densidad en g/cm^{3}.
Determinación de la flexibilidad
En cámaras de plexiglas, Bola Standard-Exsikkator 1854-01 de la firma Bohlender, se ajustaron a 20ºC humedades del aire definidas, de tal manera, que se colocan en las cámaras soluciones saturadas de sales específicas, que están en contacto con un cuerpo de fondo no disuelto. Se emplean las siguientes sales:
un 15% de humedad del aire relativa monohidrato de LiCl,
un 20% de humedad del aire relativa acetato potásico,
un 32% de humedad del aire relativa hexahidrato de CaCl_{2}.
De cada espuma se colocan piezas secas de aproximadamente 2 cm x 2 cm de tamaño en estas cámaras y se controla el alterado del contenido de humedad en las espumas de forma gravimétrica hasta que las muestras alcanzaran el estado de equilibrio.
A continuación se valora la flexibilidad mediante una escala de notas de cuatro etapas:
flexible: la muestra puede doblarse fácilmente a 180ºC y tiene un tacto blando,
tenazmente flexible La muestra puede doblarse tan solo malamente a 180ºC, pero no se rompe,
poco flexible la muestra puede todavía doblarse, pero se rompe entre los 90º y 180º,
rígido la muestra se rompe ya en una flexión de menos que 90º.
Para la determinación de la flexibilidad a temperatura elevada se emplea un armario de ensayo climatológico de la firma WeiB, tipo 125 SG+10JU/70DU, que permite un ajuste de la temperatura y de la humedad del aire relativa.
Para la determinación de la flexibilidad a bajas temperaturas se humectaron por pulverizado de un contenido de agua de un 10% muestras de espuma. Este contenido de agua corresponde a la absorción de agua de equilibrio en una humedad del aire relativa de un 20%. A continuación se enfriaron las muestras en bolsas de polietileno cerradas a la temperatura correspondiente y valoró su flexibilidad en la temperatura ajustada de forma correspondiente según los anteriores criterios.
Los polímeros reticulados, en forma de espuma, absorbentes del agua anteriormente descritos pueden emplearse para todas las finalidades, para las que se emplean los superabsorbentes en forma de espuma descritos en la literatura. Los mismos se emplean, por ejemplo, en artículos sanitarios, que se emplean para la adsorción de líquidos corporales y en material de vendaje para el revestimiento de heridas. Los mismos sirven, por ejemplo, como componente absorbente del agua en pañales, paños higiénicos y artículos de incontinencia. Los mismos pueden emplearse en forma de materiales compuestos. Los superabsorbentes en forma de espuma pueden emplearse además como material de obturación, como material de mejora del suelo, como producto substituyente del suelo y como material de embalaje. Las configuraciones especiales de objetos, que contienen superabsorbente en forma de espuma, se describen, por ejemplo, expresamente en la WO-A-94/22502. Los superabsorbentes en forma de espuma sirven además para la deshidratación de fangos, para el deslizado de barnices acuosos, por ejemplo, para la descarga de cantidades residuales de barnices acuosos o colorantes no gastadas, de tal manera que se agreguen, por ejemplo, superabsorbentes en forma de espuma pulverulentos a las cantidades residuales de barnices acuosos, hasta que aparezca una solidificación. Los polímeros reticulados, absorbentes del agua y en forma de espuma pueden emplearse para el deshidratado de aceites acuosos. Los mismos pueden emplearse, por ejemplo, en forma de un polvo con un diámetro de partículas medio de 150 \mum hasta 5 mm en las finalidades anteriormente descritas.
Las espumas anteriormente descritas pueden solventar por sus propiedades diferentes funciones en artículos de higiene en el almacenaje de líquidos corporales:
- Adquisición,
- distribución y/o
- almacenaje.
Del almacenaje de líquidos corporales se encargan al completo las espumas, mientras que para las funciones de adquisición y distribución pueden emplearse, en caso dado, otros componentes, como high loft-Nonwovens, vellones de polipropileno, vellones de poliéster o productos celulares químicamente modificados soportando como capa sobre la espuma.
Las indicaciones en porcentaje en los ejemplos significan porcentajes en peso, en tanto no se indique otra cosa en el contexto.
Ejemplos
La flexibilidad y las propiedades de absorción de las espumas, que se obtuvieron según los ejemplos y ejemplos comparativos, están indicados en las tablas 1 a 3.
Ejemplo 1
En un vaso de vidrio cerrado con cierre de rosca se mezclaron con ayuda de un agitador magnético los siguientes componentes:
105,39 g de ácido acrílico (1,46 mol),
158,03 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,63 mol),
9,25 g harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
58,58 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal, y\end{minipage}
35,90 g de agua.
La mezcla homogénea obtenida se rellenó en un matraz con una capacidad de 2 litros cerrado con camisa refrigeradora y embudo cuentagotas, en el cual se condujo bajo dióxido de carbono. En el matraz se emplearon dos batidoras de la firma BOKU, que se enlazaron con un engranaje con un agitador RW28W de la firma IKA. La corriente de dióxido de carbono se ajustó de modo que perlara con una velocidad de 100 l/h mediante la mezcla de reacción. El motor agitador se ajustó primero a un índice de revoluciones de 200 revoluciones por minuto y condujo durante 20 minutos dióxido de carbono a través de la mezcla para eliminar el oxígeno disuelto. Durante este tiempo se agregaron gota a gota 140,26 g de trietanolamina (0,94 mol) bajo refrigerado, de modo que se alcanzara una temperatura terminal de 16ºC.
A continuación se agregaron 4,63 g de pentano y 20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua y se aumentó el índice de revoluciones de agitación a 735 revoluciones por minuto. La mezcla se agitó a este índice de revoluciones durante 3,5 minutos. Después del final del periodo de batido se obtuvo una espuma batida bien fluible y finamente dividida.
La espuma monómera obtenida se aplicó sobre una placa de vidrio de un tamaño de DIN-A3 con bordes de 3 mm de altura y cubrió con una segunda placa de vidrio. La muestra de espuma se irradió de forma sincronizada desde ambos lados con dos irradiadores de UV/VIS (UV 1000 de la firma Höhnle) durante 4 minutos.
La capa de espuma obtenida se espolvoreó en ambos lados con aproximadamente 0,3 g de talco y se secó completamente en una armario secador al vacío a 70ºC. Para la determinación de las propiedades se ajustó una parte de la espuma a continuación mediante pulverizado de agua a una humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,33 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,44 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 2
En un vaso de vidrio cerrado con cierre de rosca se mezclaron con ayuda de un agitador magnético los siguientes componentes:
52,68 g de ácido acrílico (0,73 mol),
330,79 g de una solución de acrilato de trietanolamonio al 40,0% en agua (0,60 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
12,33 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal, y\end{minipage}
102,34 g de agua.
La mezcla homogénea obtenida se rellenó en un matraz con una capacidad de 2 litros cerrado con camisa refrigeradora y embudo cuentagotas, en el cual se hicieron pasar desde abajo dióxido de carbono. En el matraz se incorporaron dos batidoras de la firma BOKU, que se enlazaron con un engranaje con un agitador RW28W de la firma IKA. La corriente de dióxido de carbono se ajustó de modo que se perlara con una velocidad de 100 l/h mediante la mezcla de reacción. El motor agitador se ajustó primero a un índice de revoluciones de 200 revoluciones por minuto y se hizo pasar durante 20 minutos dióxido de carbono a través de la mezcla para eliminar el oxígeno disuelto. Durante este tiempo se refrigeró la temperatura interna con ayuda de una camisa refrigeradora y de un termostato a
16ºC.
A continuación se agregaron 4,63 g de pentano y 20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua y se aumentó el índice de revoluciones de agitación a 735 revoluciones por minuto. La mezcla se batió a este índice de revoluciones durante 3,5 minutos. Después del final del periodo de batido se obtuvo una espuma batida bien fluible y finalmente dividida.
La espuma monómera obtenida se aplicó sobre una placa de vidrio de un tamaño de DIN-A3 con bordes de 3 mm de altura y se cubrió con una segunda placa de vidrio. La muestra de espuma se irradió de forma sincronizada de ambos lados con dos irradiadores de UV/VIS (UV 1000 de la firma Höhnle) durante 4 minutos.
La capa de espuma obtenida se espolvoreó en ambos lados con aproximadamente 0,3 g de talco y secó completamente en una armario secador al vacío a 70ºC. Para la determinación de las propiedades se ajustó una parte de la espuma a continuación mediante pulverizado de agua a una humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 45,0% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,29 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,35 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 3
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
127,96 g de ácido acrílico (1,78 mol),
79,02 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,31 mol),
9,25 g harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
58,58 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
45,58 g de agua,
187,01 g de trietanolamina (1,25 mol),
4,63 g de pentano, y
20,97 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,34 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,48 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 4
De la misma manera que en el ejemplo 2 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
33,01 g de ácido acrílico (0,46 mol),
379,98 g de una solución se acrilato sódico al 40% en agua (0,69 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 600,
12,33 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
45,58 g de agua,
4,63 g de pentano, y
20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua.
Grado de neutralización: un 60% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,30 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,40 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 5
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
139,25 g de ácido acrílico (1,78 mol),
39,51 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,16 mol),
9,25 g harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
58,58 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
50,42 g de agua,
210,38 g de trietanolamina (1,41 mol),
4,63 g de pentano, y
20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,36 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,37 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 6
De la misma manera que en el ejemplo 2 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
22,66 g de ácido acrílico (0,31 mol),
405,84 g de una solución se acrilato de trietanolamonio al 40% en agua (0,73 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 650,
12,33 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
57,31 g de agua,
4,63 g de pentano, y
20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Grado de neutralización: un 70% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,32 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,50 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 7
En un vaso de vidrio cerrado con cierre de rosca se mezclaron con ayuda de un agitador magnético los siguientes componentes:
79,89 g de ácido acrílico (1,11 mol),
262,77 g de una solución de acrilato de trietanolamonio al 40,0% en agua (0,48 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 400,
12,33 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal, y\end{minipage}
143,16 g de agua.
La mezcla homogénea obtenida se rellenó en un matraz con una capacidad de 2 litros cerrado y dotado con camisa refrigeradora y embudo cuentagotas, en el cual se hizo pasar desde abajo dióxido de carbono. En el matraz se emplearon dos batidoras de la firma BOKU, que se engranaron con un engranaje con un agitador RW28W de la firma IKA. La corriente de dióxido de carbono se ajustó de modo que perlara con una velocidad de 100 l/h por la mezcla de reacción. El motor del agitador se ajustó primero a un índice de revoluciones de 200 revoluciones por minuto y se hizo pasar durante 20 minutos dióxido de carbono a través de la mezcla para eliminar el oxígeno disuelto. Durante este tiempo se refrigeró la temperatura interna con ayuda de una camisa refrigeradora y de un termostato a 16ºC.
A continuación se agregaron 4,63 g de pentano y 20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua y se aumentó el índice de revoluciones de agitación a 735 revoluciones por minuto. La mezcla se batió a este índice de revoluciones durante 3,5 minutos. Después del final del periodo de batido se obtuvo una espuma batida bien fluible y de células finas.
La espuma monómera obtenida se aplicó sobre una placa de vidrio de un tamaño de DIN-A3 con bordes de 3 mm de altura y se cubrió con una segunda placa de vidrio. La muestra de espuma se irradió de forma sincronizada de ambos lados con dos irradiadores de UV/VIS (UV 1000 de la firma Höhnle) durante 4 minutos.
La capa de espuma obtenida se pulverizó con una solución de trietanolamina acuosa al 10%, de modo que se aumentara el grado de neutralización de un 30% en mol a un 75% en mol y a continuación se espolvoreó en ambos lados con aproximadamente 0,3 g de talco. La espuma se secó completamente en un armario secador al vacío a 70ºC. Para la determinación de las propiedades se ajustó una parte de la espuma a continuación mediante pulverizado de agua a una humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,34 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,39 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 8
En un vaso de vidrio cerrado con cierre de rosca se mezclaron con ayuda de un agitador magnético los siguientes componentes:
112,86 g de ácido acrílico (1,57 mol),
131,68 g de una solución de acrilato sódico al 37,3% en agua (0,52 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
37 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal, y\end{minipage}
28,40 g de agua.
La mezcla homogénea obtenida se rellenó en un matraz con una capacidad de 2 litros cerrado dotado con camisa refrigeradora y embudo cuentagotas, en el cual se introdujo desde abajo dióxido de carbono. En los matraces se emplearon dos batidoras de la firma BOKU, que se enlazaron mediante un engranaje con un agitador RW28W de la firma IKA. La corriente de nitrógeno se ajustó de modo que perlara con una velocidad de 100 l/h por la mezcla de reacción. El motor agitador se ajustó primero a un índice de revoluciones de 200 revoluciones por minuto y se hizo pasar durante 20 minutos dióxido de carbono a través de la mezcla para eliminar el oxígeno disuelto. Durante este tiempo se agregaron gota a gota 124,53 g de metildietanolamina (1,05 mol) refrigerando, de modo que se alcanzara una temperatura terminal de 16ºC.
A continuación se agregaron 6,94 g de pentano y 20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua y se aumentó el índice de revoluciones de agitación a 735 revoluciones por minuto. La mezcla se batió a este índice de revoluciones durante 6 minutos. Después del final del periodo de batido se obtuvo una espuma golpeada bien fluible y de células finas.
La espuma monómera obtenida se rellenó en un molde de aluminio revestido de teflón de las dimensiones 20 cm x 20 cm, con un borde de 3 mm y se cubrió con una placa de vidrio. El molde se situó durante 2 minutos sobre una placa de calentamiento (Ceran 500) con una temperatura superficial de 115ºC, exponiéndose a continuación durante 2 minutos simultáneamente desde arriba con un irradiador de UV/VIS (UV 2000 de la firma Höhnle) y se calentó desde abajo nuevamente y se mantuvo seguidamente durante 2 minutos sin exposición sobre la placa de calentamiento.
La capa de espuma obtenida se pulverizó con una solución de trietanolamina acuosa al 10%, de modo que se aumentara el grado de neutralización de un 30% en mol a un 75% en mol y a continuación se espolvoreó en ambos lados con aproximadamente 0,3 g de talco. La espuma se secó completamente en un armario secador al vacío a 70ºC. Para la determinación de las propiedades se ajustó una parte de la espuma a continuación mediante pulverizado de agua a una humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,36 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,43 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 9
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
120,18 g de ácido acrílico (1,67 mol),
105,13 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,42 mol),
12,60 g de harina de Guar,
8,82 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 600,
58,78 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
55,99 g de agua,
155,51 g de trietanolamina (1,04 mol),
4,63 g de pentano, y
20,99 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Después del secado se ajustó la espuma mediante pulverizado con agua a un contenido de humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 70% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,26 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,26 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 10
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
127,93 g de ácido acrílico (1,77 mol),
93,43 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,37 mol),
12,60 g de harina de Guar,
6,29 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 400,
58,78 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
63,02 g de agua,
152,42 g de trietanolamina (1,02 mol),
4,63 g de pentano, y
20,99 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Después del secado se ajustó la espuma mediante pulverizado con agua a un contenido de humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 65% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,28 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,23 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 11
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
119,27 g de ácido acrílico (1,66 mol),
46,37 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,18 mol),
12,60 g de harina de Guar,
8,82 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 400,
58,78 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
92,84 g de agua,
178,34 g de trietanolamina (1,20 mol),
4,63 g de pentano, y
20,99 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Después del secado se ajustó la espuma mediante pulverizado con agua a un contenido de humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,27 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,25 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo 12
De la misma manera que en el ejemplo 1 se obtuvo una espuma partiendo de los siguientes productos empleados:
140,44 g de ácido acrílico (1,67 mol),
12,60 g de harina de Guar,
8,81 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 600,
58,78 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
121,60 g de agua,
174,46 g de trietanolamina (1,17 mol),
4,63 g de pentano, y
20,99 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Después del secado se ajustó la espuma mediante pulverizado con agua a un contenido de humedad de un 10%.
Grado de neutralización: un 60% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,27 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,23 g/cm^{3}, y
tacto: seco, completamente exento de pegajosidad.
Ejemplo comparativo 1
En un vaso de vidrio cerrado con cierre de rosca se mezclaron con ayuda de un agitador magnético los siguientes componentes:
34,64 g de ácido acrílico (0,52 mol),
395,08 g de una solución de acrilato sódico al 37,3% en agua (1,57 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 400,
58,58 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal, y\end{minipage}
6,85 g de agua.
La mezcla homogénea obtenida se rellenó en un matraz con una capacidad de 2 litros cerrado con camisa refrigeradora y embudo cuentagotas, en el cual se hizo pasar desde abajo dióxido de carbono. En los matraces se montaron dos batidoras de la firma BOKU, que se enlazaron con un engranaje con un agitador RW28W de la firma IKA. La corriente de dióxido de carbono se ajustó de modo que perlara con una velocidad de 100 l/h por la mezcla de reacción. El motor agitador se ajustó primero a un índice de revoluciones de 200 revoluciones por minuto y se hizo pasar durante 20 minutos dióxido de carbono a través de la mezcla para eliminar el oxígeno disuelto. Durante este tiempo se refrigeró la temperatura interna con ayuda de una camisa refrigeradora y de un termostato a 16ºC.
A continuación se agregaron 4,63 g de pentano y 20,97 g de una solución al 3% de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) en agua y se ajustó el índice de revoluciones de agitación a 735 revoluciones por minuto. La mezcla se batió a este índice de revoluciones durante 3,5 minutos. Después del final del periodo de batido se obtuvo una espuma batida bien fluible y de células finas.
La espuma monómera obtenida se aplicó sobre una placa de vidrio de un tamaño de DIN-A3 con bordes de 3 mm de altura y se cubrió con una segunda placa de vidrio. La muestra de espuma se irradió de forma sincronizada de ambos lados con dos irradiadores de UV/VIS (UV 1000 de la firma Höhnle) durante 4 minutos.
La capa de espuma obtenida se secó completamente en un armario secador al vacío a 70ºC y a continuación se ajustó mediante pulverizado de agua a una humedad de un 10%.
\newpage
Grado de neutralización: un 75% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,31 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,32 g/cm^{3}, y
tacto: húmedo, apenas pegajoso.
Ejemplo comparativo 2
Según la misma forma de proceder como en el ejemplo comparativo 1 se obtuvo a partir de los siguientes componentes una espuma:
83,51 g de ácido acrílico (1,16 mol),
292,28 g de una solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (1,16 mol),
9,25 g de harina de Guar,
1,85 g de diacrilato de polietilenglicol de polietilenglicol de la masa molecular 500,
58,58 g \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al 15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y lineal,\end{minipage}
69,55 g de agua,
4,63 g de pentano, y
20,97 g de una solución de dihidrocloruro de 2,2'-azobis(2-amidinopropano) al 3% en agua.
Grado de neutralización: un 50% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,26 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,29 g/cm^{3}, y
tacto: húmedo, apenas pegajoso.
Ejemplo comparativo 3
Según la misma forma de proceder como en el ejemplo comparativo 1 se obtuvo a partir de los siguientes componentes una espuma:
\dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 116,90 g \+ de ácido acrílico (1,62 mol),\cr  175,37 g \+ de una
solución se acrilato sódico al 37,3% en agua (0,70mol),\cr  9,25 g
\+ de harina de Guar,\cr  6,48 g \+ de diacrilato de
polietilenglicol de polietilenglicol de la masa  molecular 500,\cr 
58,58 g \+  \begin{minipage}[t]{140mm} de una solución acuosa al
15% de un producto de adición de 80 mol de óxido de etileno en 1 mol
de un alcohol graso con 16 a 18 átomos de carbono saturado y
lineal,\end{minipage} \cr  144,79 g \+ de agua,\cr  4,63 g \+
de pentano, y\cr  20,97 g \+ de una solución de dihidrocloruro de
2,2'  -  azobis  (2  -  amidinopropano)
 al 3% en
agua.\cr}
Grado de neutralización: un 30% en mol,
densidad de la espuma monómera: 0,26 g/cm^{3},
densidad de la espuma polímera: 0,24 g/cm^{3}, y
tacto: húmedo, casi pegajoso.
Ejemplo comparativo 4
(Correspondiente a la JP-A-08073507)
En un matraz cerrado dotado con agitador y conducción de alimentación de nitrógeno desde abajo se obtuvo a partir de los siguientes componentes una mezcla:
180,00 g de ácido acrílico (2,50 mol),
74,50 g de trietanolamina (0,50 mol),
42,00 g de KOH (0,50 mol),
74,00 g de agua,
0,25 g de triacrilato de trimetilolpropano, y
3,33 g de una solución de peroxodisulfato sódico acuoso al 15%.
Por la mezcla se condujo durante 20 minutos una corriente de nitrógeno de 100 l/h para eliminar el oxígeno disuelto.
Entonces se agregaron 2,50 g de una solución al 0,5% de ácido ascórbico en agua, se homogeneizó y rellenó la mezcla obtenida entre dos placas de teflón, que se mantuvieron mediante una junta de goma a 1 mm de distancia.
Las placas de teflón se situaron en un baño de agua caliente a 50ºC.
Después del transcurso de la reacción se obtuvo una película de gel de 1 mm de espesor con un contenido de agua de un 23%. La misma era muy pegajosa.
Ejemplo comparativo 5
En un matraz cerrado dotado con agitador y conducción de nitrógeno desde abajo se obtuvo a partir de los siguientes componentes una mezcla:
180,00 g de ácido acrílico (2,50 mol),
186,50 g de trietanolamina (1,25 mol),
118,50 g de agua,
4,00 g de triacrilato de trimetilolpropano, y
3,33 g de una solución de peroxodisulfato sódico acuoso al 15%.
Por la mezcla se hizo pasar durante 20 minutos una corriente de nitrógeno de 100 l/h para eliminar el oxígeno disuelto.
Entonces se agregaron 2,50 g de una solución al 0,5% de ácido ascórbico en agua, se homogeneizó y rellenó la mezcla obtenida entre dos placas de teflón, que se mantuvieron mediante una junta de goma a 1 mm de distancia.
Las placas de teflón se situaron en un baño de agua caliente a 50ºC.
La lámina de gel obtenida se secó completamente en el armario secador al vacío a 70ºC e hizo reaccionar a continuación en una bolsa de polietileno con la cantidad de agua necesaria para ajustar en el gel un contenido de humedad residual de un 10% y se cerró por soldadura. Después de un tiempo de espera de 10 días era la capa de gel húmeda.
Ejemplo comparativo 6
(Correspondiente a la JP-A-08073507)
En un matraz cerrado dotado con agitador y conducción de nitrógeno desde abajo se obtuvo a partir de los siguientes componentes una mezcla:
180,00 g de ácido acrílico (2,50 mol),
149,00 g de trietanolamina (0,50 mol),
14,00 g de KOH (0,50 mol),
86,00 g de agua,
0,11 g de triacrilato de trimetilolpropano, y
3,33 g de una solución de peroxodisulfato sódico acuoso al 15%.
Por la mezcla se hicieron pasar durante 20 minutos una corriente de nitrógeno de 100 l/h para eliminar el oxígeno disuelto.
Entonces se agregaron 2,50 g de una solución al 0,5% de ácido ascórbico en agua, se homogeneizó y rellenó la mezcla obtenida entre dos placas de teflón, que se mantuvieron mediante una junta de goma a 1 mm de distancia.
Las placas de teflón se situaron en un baño de agua caliente a 50ºC.
Después del transcurso de la reacción se obtuvo una película de gel de 1 mm de espesor con un contenido de agua de un 21%. La misma era extremamente pegajosa.
1
2
3

Claims (9)

1. Polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua, que se obtienen por
(I)
espumado de una mezcla acuosa polimerizable, que contiene
(a)
monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están neutralizadas,
(b)
en caso dado, otro monómero monoetilénicamente insaturado,
(c)
reticulantes,
(d)
iniciadores,
(e)
de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo,
(f)
en caso dado, al menos un solubilizante, y
(g)
en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares,
llevándose a cabo es espumado mediante dispersión de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales en la mezcla acuosa polimerizable, y
(II)
polimerizado de la mezcla espumada con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, ajuste del contenido de agua del polímero de un 1 hasta un 60% en peso, caracterizado porque al menos un 20% en mol de los monómeros (A), que contienen grupos ácido se neutralizan con alcanolaminas terciarias y/o que los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma se neutralizaran después de la polimerización a un 20% en mol con al menos una alcanolamina.
2. Polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua según la reivindicación 1, caracterizados porque al menos un 40% en mol de los monómeros (a), que contienen grupos ácido, se neutralizan con alcanolaminas terciarias.
3. Polímeros reticulados, en forma de espuma, absorbentes del agua según la reivindicación 1, caracterizados porque los grupos ácido de los hidrogeles en forma de espuma se neutralizan a al menos un 40% en mol con al menos una alcanolamina, llevándose a cabo la neutralización después de la finalización de la polimerización.
4. Polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua según la polimerización 2, caracterizados porque las alcanolaminas se escogen del grupo trietanolamina, metildietanolamina, dimetilaminodiglicol, dimetanolamina y N,N,N',N'-tetra(hidroxietil)etilendiamina.
5. Procedimiento para la obtención de polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua, espumándose una mezcla polimerizable, constituida por
(a)
monómeros monoetilénicamente insaturados, que contienen grupos ácido, que están, en caso dado, neutralizadas,
(b)
en caso dado, otros monómeros monoetilénicamente insaturados,
(c)
reticulantes,
(d)
iniciadores,
(e)
de un 0,1 hasta un 20% en peso de al menos un tensioactivo,
(f)
en caso dado, al menos un solubilizante, y
(g)
en caso dado, espesantes, estabilizantes des espumado, reguladores de la polimerización, cargas y/o formadores de gérmenes celulares,
en una primera etapa del procedimiento mediante dispersado de burbujas finas de un gas inerte en presencia de radicales y se polimeriza la espuma así obtenida en una segunda etapa del procedimiento con formación de un hidrogel en forma de espuma y, en caso dado, el contenido de agua del hidrogel en forma de espuma se ajusta a un 1 hasta un 60% en peso, caracterizado porque al menos un 20% en mol de los monómeros (A), que contienen grupos ácido se neutralizan con alcanolaminas terciarias y/o que se neutralizan los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma después del polimerizado a al menos un 20% en mol con al menos una alcanolamina.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque las alcanolaminas se escogen del grupo trietanolamina, metildietanolamina, dimetilaminodiglicol, dimetiletanolamina, etanolamina y N,N,N',N'-tetra(hidroxietil)etilendiamina.
7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque se neutraliza al menos un 40% en mol de los monómeros (a), que contienen grupos ácido, con alcanolaminas terciarias y/o se neutralizan los grupos ácido libres del hidrogel en forma de espuma después del polimerizado a al menos un 40% en mol con al menos una alcanolamina.
8. Empleo de los polímeros reticulados, en forma de espuma y absorbentes del agua según las reivindicaciones 1 a 4 u obtenible según una procedimiento de las reivindicaciones 5 a 7 en artículos sanitarios, que se emplean para la absorción de líquidos corporales, en material de vendaje para la cubrición de heridas, como material de obturación, como material de la mejora del suelo, como producto substitutorio del suelo y como material de embalaje.
9. Empleo de los polímeros reticulados, en forma de espuma, absorbentes del agua según las reivindicaciones 1 a 4 u obtenible según una procedimiento de las reivindicaciones 5 a 7 en forma de un polvo con un diámetro de partículas medio de 150 \mum hasta 5 mm en artículos sanitarios, que se emplean para la absorción de líquidos corporales, en material de vendaje para la cubrición de heridas, como material de embalaje, como agente de mejora del suelo y como producto substitutorio del suelo para cultivos.
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