ES2228104T3

ES2228104T3 - Hidrogeles hidrofilos altamente hinchables asi como un procedimiento para su obtencion y su empleo.

Info

Publication number: ES2228104T3
Application number: ES99947451T
Authority: ES
Inventors: Joachim Dentler; Rudiger Funk; Norbert Herfert; Mariola Wanior; Friedrich Engelhardt
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2005-04-01
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: MXPA01003429A; EP1123329A1; JP2002527548A; WO2000022018A1; DE59910531D1; CA2345625A1; DE19846412A1; US6602950B1; MX220853B; ATE276288T1; EP1123329B1; JP4489957B2

Abstract

Hidrogel hidrófilo altamente hinchable a base de monómeros (co)polimerizados o a base de (co)polímeros de injerto, obtenido por a) (co)polimerización por medio de radicales de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula en la cual R1 significa hidrógeno, metilo o etilo, R2 significa un grupo ¿COOR4. hidroxisulfonilo, fosfonilo, el grupo fosfonilo esterificado con alcanol con 1 a 4 átomos de carbono o un grupo de la fórmula general (II) R3 significa hidrógeno, metilo, etilo o el grupo carboxilo, R4 significa hidrógeno, aminoalquilo con 1 a 4 átomos de carbono o hidroxialquilo con 1 a 4 átomos de carbono, y R5 significa hidroxisulfonilo, fosfonilo o carboxilo, o (co)polimerización de injerto de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula sobre una base de injerto, ascendiendo el grado medio de neutralización de los monómeros, que contienen grupos ácido, a un 0 hasta un 40 % en mol, b) trituración del hidrogel ácido, c) neutralización de hidrogel ácido hasta un grado terminal de neutralización de un 50 hasta un 85 % en mol mediante adición de un neutralizante, y d) secado, molienda y tamizado de las partículas de hidrogel, caracterizado porque el hidrogel -muestra una retención de centrífuga para una solución acuosa al 0, 9 % de NaCl de al menos 29 g/g, -una altura de hinchamiento a una absorción vertical (1 g) de al menos 3, 5 cm, y -un contenido de extraíble (valor de 16 h) menor de un 5 %, o -muestra una retención de centrífuga para una solución acuosa al 0, 9 % de NaCl de la menos 23 g/g, -una altura de hinchamiento a una absorción vertical (3 g) de al menos 5 cm, y -un contenido de extraíble (valor de 16 h) menor de un 4 %.

Description

Hidrogeles hidrófilos altamente hinchables así como un procedimiento para su obtención y su empleo.

La presente invención se refiere a hidrogeles hidrófilos altamente hinchables con una elevada capacidad de absorción para agua y líquidos acuosos, a su procedimiento de obtención y al empleo de estos hidrogeles.

Los hidrogeles hidrófilos, que pueden obtenerse mediante polimerización de ácidos insaturados, como, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido acrilamidopropanosulfónico, etc..., en presencia de pequeñas cantidades de compuestos múltiple- y olefínicamente insaturados, se conocen ya como polímeros superabsorbentes. Se conocen además también hidrogeles hidrófilos, que son accesibles mediante copolimerización de injerto de ácidos olefínicamente insaturados sobre matrices diferentes, como, por ejemplo, polisacáridos, óxidos de polialquileno así como sus derivados.

Los hidrogeles citados destacan por una elevada capacidad de absorción para agua y soluciones acuosas y se emplean, por consiguiente, preferentemente como absorbentes en artículos de higiene.

La obtención de tales polímeros hidrófilos hinchables en agua se lleva a cabo generalmente por polimerización por medio de radicales en solución acuosa, que contiene los monómeros así como, en caso dado, la base de injerto y el reticulante.

Para el empleo de los polímeros hidrófilos hinchables en agua en la higiene y en el sector sanitario se generan polímeros, cuyo grado de neutralización asciende entre un 50 y un 85% en mol, referido a las unidades monómeras polimerizadas, que contienen grupos ácido, de modo que se forman en el empleo hidrogeles con efectos neutrales para la piel.

El ajuste del grado de neutralización se lleva a cabo generalmente antes de la polimerización, de modo que se evita la neutralización a llevar a cabo técnicamente difícil de un hidrogel ácido y altamente viscoso. Ahora muestra, sin embargo, la polimerización de, por ejemplo, ácido acrílico en el intervalo de pH neutral una velocidad de polimerización más baja y conduce a pesos moleculares más bajos que la polimerización en el intervalo ácido. Esto se explica por la repulsión electrostática entre la unidad monómera incorporada al final y la unidad monómera a incorporar nuevamente, que no aparece o tan solo en menor medida en el caso de la polimerización en el intervalo de pH ácido, ya que las unidades monómeras están presentes en la forma ácida no cargada.

Con la tendencia hacia construcciones de pañales siempre más delgadas, se ponen a los polímeros hidrófilas hinchables en agua en creciente medida exigencias referente la capacidad de absorción, la capacidad de absorción de líquidos y el transporte de líquidos dentro del artículo de higiene, particularmente también bajo solicitación por presión.

Por las EP-A-0 640 330. WO 95/22358, WO 95/26209 y WO 97/12575 se describe un ensayo para la medición de la permeabilidad de geles de partículas de hidrogel hinchado (Saline Flow Conductivity, SFC). En este caso se determina el flujo penetrante de una solución salina común a través de una capa de partículas de hidrogel previamente hinchada bajo una presión de 0.3 psi. Como penetra fluyendo en este método de ensayo la solución salina común dirección de la gravedad por la capa de gel hinchada, sirve este método muy poco para caracterizar fuerzas capilares, que aparecen. En la práctica es para la calidad de artículos de higiene, sin embargo, de importancia, que puede transportarse un líquido bajo solicitación de presión también en contra de la gravedad, es decir, en este caso juegan las fuerzas capilares un papel importante.

Existía, por consiguiente la tarea de poner a disposición hidrogeles hidrófilos altamente hinchables con propiedades mejoradas de absorción, particularmente con una capilaridad mejorada bajo solicitación bajo presión.

Se resuelve esta tarea por un hidrogel hidrófilo y altamente hinchable a base de monómeros (co)polimerizables o a base de (co)polímeros de injerto, obtenibles por

a): (co)polimerización por medio de radicales de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula (I) o (co)polimerización de injerto de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula (I) sobre una base de injerto, ascendiendo el grado de neutralización medio de los monómeros, que contienen grupos ácido, a un 0 hasta un 40% en mol,

b): trituración del hidrogel ácido,

c): neutralización del hidrogel ácido hasta un grado de neutralización terminal de un 50 hasta un 85% en mol mediante adición de un neutralizante,

d): secado, molienda y tamizado de las partículas de hidrogel, mostrando el hidrogel

-: una retención en centrífuga para una solución de NaCl acuosa al 0,9% de al menos 29 g/g, y

-: una altura de hinchamiento a una absorción vertical (1 g) de al menos 3,5 cm,

-: un contenido de componentes extraíbles (valor de 16 h) menor de un 5%,

o

-: una retención en centrífuga para una solución de NaCl acuosa al 0,9% de al menos 23 g/g,

-: una altura de hinchamiento en la absorción vertical (3 g) de al menos 5 cm, y

-: un contenido de componentes extraíbles (valor de 16 h) menor de un 4%.

Los hidrogeles hidrófilos y altamente hinchables así como procedimientos para su obtención se explican a continuación.

Los monómeros hidrófilos adecuados para la obtención de los polímeros hidrófilos e hinchables en agua según la invención son, por ejemplo, ácidos polimerizables, como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilsulfónico, ácido vinilfosfónico, ácido estirensulfónico, ácido maleico incluyendo su anhídrido, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfóni-co, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanofosfónico así como sus amidas, ésteres hidroxialquílicos, ésteres, que contienen grupos amino o grupos amónicos. Sirven también además N-vinilamidas hidrosolubles o también cloruro dialildimetilamónico.

Los monómeros hidrófilos son compuestos de la fórmula general (I)

1

en la cual

R^{1}: significa hidrógeno, metilo o etilo,

R^{2}: significa un grupo -COOR^{4}, hidroxisulfonilo, fosfonilo, el grupo fosfonilo esterificado con alcanol con 1 a 4 átomos de carbono o un grupo de la fórmula general (II)

2

R^{3}: significa hidrógeno, metilo, etilo o el grupo carboxilo,

R^{4}: significa hidrógeno, aminoalquilo con 1 a 4 átomos de carbono o hidroxialquilo con 1 a 4 átomos de carbono, y

R^{5}: significa hidroxisulfonilo, fosfonilo o carboxilo.

Los ejemplos de alcanoles con 1 a 4 átomos de carbono son metanol, etanol, n-propanol o n-butanol.

Los monómeros hidrófilos particularmente preferentes son ácido acrílico y ácido metacrílico.

En cuanto se trata en los monómeros de ácidos, sirven hasta un porcentaje de un 40% en peso también sus sales de metal alcalino o amónicas como comonómeros.

Las bases de injerto adecuadas pueden ser de origen natural o sintético. Los ejemplos son almidón, celulosa o derivados de celulosa así como otros polisacáridos y oligosacáridos, polivinilalcohol, óxidos de polialquileno, particularmente óxidos de polietileno y óxidos de polipropileno, así como poliésteres hidrófilos. Los óxidos de polialquileno adecuados tienen, por ejemplo, la fórmula (III)

(III)R^{6} --- O --- (CH_{2} ---

\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}

H --- O)_{n} --- R^{7}

en la cual

R^{6} y R^{7} significan independientemente entre sí hidrógeno, alquilo, alquenilo o arilo,

X: significa hidrógeno o metilo, y

n: significa un número entero de 1 hasta 10000.

Los restos R^{6} y R^{7} son, por ejemplo, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono lineal o ramificado, como metilo, etilo, propilo, i-propilo, n-butilo, alquenilo con 2 a 6 átomos de carbono o arilo, como, en caso dado, fenilo substituido con alquilo con 1 a 4 átomos de carbono.

R^{6} y R^{7} significan preferentemente hidrógeno, alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 6 átomos de carbono o fenilo.

Los hidrogeles hidrófilos altamente hinchables en agua son preferentemente reticulados, es decir contienen compuestos con al menos dos enlaces dobles, que están incorporados por polimerización en la red polímera.

Los reticulantes adecuados son particularmente metilenbisacril- o bien -metacrilamida, ésteres de ácidos mono- o policarboxílicos insaturados de polioles, como diacrilato o triacrilato, por ejemplo diacrilato o bien metacrilato de butanodiol o de etilenglicol así como triacrilato de trimetilolpropano, compuestos alílicos, como (met) acrilato de alilo, trialilcianurato, éster dialílico del ácido maleico, polialilésteres, tetraaliloxietano, trialilamina, tetraaliletilendiamina, pentaeritritoltrialiléster o éster alílico del ácido fosfórico así como compuestos vinílicos, como acrilato de vinilo, diviniladipato, divinilbenceno y derivados del ácido vinilfosfónico, como se describen, por ejemplo, por la EP-A-0 343 427.

Para la iniciación de la polimerización pueden emplearse rayos electromagnéticos de gran energía o los iniciadores de polimerización químicos habituales, por ejemplo, peróxidos orgánicos, como peróxido de benzoilo, hidroperóxido de butilo terciario, peróxido de metiletilcetona, hidroperóxido de cumol, compuestos azóicos, como azodiisobutironitrilo así como compuestos peroxídicos inorgánicos, como persulfato amónico, persulfato potásico o peróxido de hidrógeno, en caso dado en combinación con agentes de reducción, como hidrogensulfito sódico, y sulfato ferroso o sistemas Redox, que contienen como componente reductor en ácido sulfínico alifático y aromático, como ácido bencenosulfínico y ácido toluensulfínico o derivados de este ácido, por ejemplo aductos de Mannich, formados por ácido sulfínico, aldehidos y compuestos de amino.

Se prefiere la polimerización en solución acuosa según la denominada gel -polimerización con aprovecho del efecto de Trommsdorff-Norrish. Se prefiere llevar a cabo la polimerización en tranquilidad sin mezcla mecánica, de modo que no influyen fuerzas de cizallamiento mecánicas sobre el hidrogel que se forma, que conducirían a un aumento del contenido de componentes extraíbles. La polimerización puede llevarse a cabo en este caso tanto de forma discontinua, por ejemplo en un reactor cilíndrico, o de forma continua, por ejemplo mediante polimerización sobre un reactor de cinta,

La trituración gruesa de los hidrogeles obtenidos se lleva a cabo mediante útiles habituales de rotura y/o de corte, por ejemplo mediante el efecto de una bomba de descarga en el caso de la polimerización en un reactor cilíndrico o por un cilindro de corte o una combinación de cilindros de corte en el caso de la polimerización de cinta.

De esta manera se obtienen partículas de hidrogel ácidas, que tienen que llevarse al grado de neutralización terminal deseado de un 50 hasta un 85% en mol, referido a las unidades monómeras, que llevan los grupos ácido, por neutralización de estas unidades monómeras, que llevan estos grupos ácidos. Esta neutralización es un proceso técnicamente difícilmente a realizar, al cual se ponen particulares exigencias. Por una parte no debe de ser cizallado demasiado el gel en la puesta en contacto con el neutralizante, para evitar un aumento de componentes extraíbles, que tiene una influencia negativa sobre las propiedades de productos del producto terminal, siendo, por lo tanto, indeseado, y por otra parte tiene que llevarse a cabo la neutralización completamente de forma homogénea.

Se conoce principalmente la neutralización posterior de hidrogeles ácidos.

La De-A-26 12 846 ofrece un procedimiento para la obtención de una resina absorbente de agua, polimerizándose al menos un almidón y/o celulosa con al menos un monómero hidrosoluble con un enlace doble polimerizable y un reticulante. Los polímeros obtenidos se neutralizan con álcalis, no siendo especificado el procedimiento para la neutralización con más detalle.

Según la EP-A-0 205 674 se obtienen polímeros ácidos a temperaturas en el intervalo de 0 hasta 100ºC, preferentemente de 5 hasta 40ºC, cuyo valor de pH se ajusta por una neutralización parcial posterior del hidrogel. La neutralización se consigue en este caso por la adición del gel en una lejía de sosa fuertemente diluida. Este procedimiento es un inconveniente, ya que en el secado tienen que evaporarse grandes cantidades de agua por la fuerte dilución de la lejía de sosa.

Por la EP-A-0 303 440 se describe la obtención de un polímero de gel hidratado y reticulado, en el cual son los monómeros, que contienen grupos ácido hasta un 10 hasta un 50% en mol neutralizados, y que se ajusta por adición de un neutralizante con aprovecho de las fuerzas de cizallamiento de las hojas de agitación de un recipiente de reacción con un gran número de ejes rotativas al grado de neutralización terminal deseado. Según este procedimiento se consigue ciertamente una neutralización homogénea, ya que se genera constantemente una nueva superficie de las partículas de gel, pero la solicitación de cizallamiento del gel es, sin embargo, demasiado elevada y conduce a un aumento indeseado de los componentes extraíbles.

La EP-A-0 238 050 reivindica un procedimiento para la obtención discontinua de polímeros reticulados, finamente divididos y absorbentes de agua, llevándose a cabo la polimerización en la amasadora y situándose el grado de neutralización del ácido (met)acrílico entre un 0 y un 100% en mol. La neutralización de la carga de polimerización hasta el valor de pH terminal deseado se lleva a cabo también en la amasadora utilizada como reactor de polimerización, y ciertamente bien todavía durante la polimerización o a continuación a la reacción de polimerización. También en este caso se consigue ciertamente una neutralización homogénea, pero las fuerzas de cizallamiento empleadas son, sin embargo, demasiado elevadas, de modo que se produce un aumento indeseado de los componentes extraíbles.

Según la US-5 453 323 y EP-A-0 530 438 se obtienen sin neutralización de los monómeros, formados por ácido acrílico conjuntamente con polímeros, que contienen grupos hidroxilo hidrosolubles, bajo condiciones adiabáticas geles polímeros, que se trituran a continuación en una trituradora de carne no más especificada. A este gel triturado se agrega el neutralizante y se tritura la mezcla de nuevo. A continuación se lleva a cabo la adición de un reticulante adicional y una nueva triple trituración del gel, para incorporar todos los reactivos de forma homogénea en el gel. Por esta múltiple trituración del gel tiene lugar una solicitación de cizallamiento indeseada del gel, que conduce a porcentajes aumentadas de componentes extraíbles.

La EP-A-0 629 411 describe la polimerización de ácido acrílico con reticulantes, neutralizándose en parte el gel obtenido a continuación con una sal alcalina y se reticula mediante adición de un reticulante adicionalmente. No se especifica con más detalle el procedimiento para la neutralización en esta publicación, en un ejemplo se menciona el amasado del gel con un neutralizante en una extrusora.

Por la DE-A-195 29 348 se describe para la obtención de polímeros superabsorbentes la polimerización adiabática de una solución monómera parcialmente reticulada previamente de los monómeros, ascendiendo el grado de neutralización previa de los monómeros, que llevan grupos ácido, a un 5 hasta un 30% en mol. La neutralización del gel ácido se lleva a cabo después de su trituración en agregados sencillos de mezcla, como en un tambor rotativo o en una mezcladora Drais, incorporándose la solución acuosa de las bases, por ejemplo, a través de toberas o lanzas pulverizadoras. De esta manera se evita ciertamente un daño mecánico del gel polímero, pero no se puede conseguir ninguna neutralización homogénea, ya en la mezcla con el neutralizante no se disgrega el gel. Las inhomogéneidades de pH del gel provocan, por otra parte, un comportamiento empeorado de secado, lo que es indeseado por razones económicas.

El hidrogel ácido se neutraliza preferentemente de tal manera, que se disgrega y se mezcla conjuntamente con el neutralizante en una trituradora mediante un sistema, que comprende un husillo, cuchillas rotativas, zona de remanso y un disco perforado con una potencia de 1000 hasta 6000 Wh/m^{3}, preferentemente de 2500 hasta 5000 Wh/m^{3}, haciendo pasar el hidrogel por una zona con una densidad de disipación de energía de 400 hasta 800 W/l de volumen de mezcla. El procedimiento trabaja con tiempos de residencia de 5 hasta 30 segundos. La frecuencia de la cuchilla rotativa asciende a 1 a 5 s^{-1}, preferentemente a 3 a 4 s^{-1}. Para la reducción de las fuerzas de cizallamiento en el proceso de mezcla en la zona de remanso antes del disco perforado del aparato están ejecutados los taladros del disco perforado. La superficie libre taladrada del disco taladrado asciende a un 20 hasta un 40%, preferentemente a un 25 hasta un 35%, el diámetro inicial del taladro a 4 hasta 16 mm, preferentemente a 8 hasta 10 mm con una ensanchamiento cónico bajo un ángulo de 8º hasta 20º, preferentemente de 10º hasta 15º. Una trituradora es similar a una extrusora, pero ejerce, sin embargo, fuerzas menores de cizallamiento.

La construcción descrita permite la combinación de elevada calidad de mezcla y de solicitación mecánica cuidadosa de la mezcla, constituida por hidrogel y neutralizante. Un tratamiento de una etapa se demuestra en este caso como absolutamente suficiente para una neutralización homogénea, de modo que se evita una múltiple trituración del gel, que conduciría otra vez a un aumento de la solicitación de cizallamiento del gel, lo que es indeseado.

La selección del neutralizante no es crítico; neutralizantes adecuados son hidróxidos alcalinos, amoníaco, aminas alifáticas primarias y secundarias, carbonatos alcalinos e hidrogencarbonatos alcalinos. Se prefieren particularmente hidróxido sódico y carbonato sódico. La adición del neutralizante puede llevarse a cabo tanto en forma líquida, por ejemplo lejía de sosa, como en forma sólida, por ejemplo como polvo de carbonato sódico o en forma gaseosa, por ejemplo como amoníaco.

En la realización según la invención de la neutralización es también posible por la construcción especial de la trituradora, mezclar adicionalmente otros reactivos o bien productos con el gel polímero a neutralizar. Mediante este procedimiento se evita un múltiple triturado, que conduciría de manera indeseada a una solicitación de cizallamiento mecánico del gel.

Así pueden agregarse al gel reactivos, como, por ejemplo, aminoácidos, como cisteína o lisina, hidroxilamina y/o sus sales, ozono o compuestos sulfurosos con un efecto reducido, como sulfitos alcalinos, hidrogensulfitos alcalinos o disulfitos alcalinos, tiosulfato sódico o compuestos mercapto.

Pueden agregarse al gel también productos, que pueden reaccionar con los grupos carboxilo del hidrogel con reticulación. Los ejemplos de productos de este tipo son alcoholes polivalentes, aminas polivalentes, poliamidoaminas y sus productos de reacción con epiclorohidrina, di- y poliepóxidos, bis- y poliaziridinas, bis- y polioxazolinas, di- y poliisocianatos, etilencarbonato u oxazolidona.

Es además posible, mezclar el gel en esta etapa con porcentajes finos de polímeros superabsorbentes, que se producen, por ejemplo, en la obtención de hidrogeles hidrófilos e hinchables con agua en la molienda y siguiente tamizado de los hidrogeles secados.

La neutralización del hidrogel ácido puede llevarse a cabo también según un procedimiento de dos etapas. En este caso se ajusta en una trituradora en la primera etapa, que cumple con las condiciones anteriormente descritas, un grado de neutralización de al menos un 50% en peso, preferentemente de al menos un 55% en peso y particularmente preferente de al menos un 60% en peso. En la segunda etapa se aumenta por aplicación por pulverización de un neutralizante o bien su solución acuosa sobre las partículas de hidrogel, es decir, sin solicitación de cizallamiento mecánica de las partículas de gel, el grado de neutralización hasta el grado de neutralización terminal deseado. El neutralizante en la segunda etapa puede ser igual o diferente al neutralizante en la primera etapa. Preferentemente se emplea para la segunda etapa de neutralización una lejía de sosa acuosa.

Para el secado de las partículas de hidrogel se conocen diferentes procedimientos. Así puede llevarse a cabo el secado, por ejemplo, según el procedimiento de secado de película delgada, por ejemplo mediante una secadora de cilindros de dos ejes, según el procedimiento de secado por placas, según el cual se cargan las partículas polímeras de hidrogel sobre placas en varias capas en una cámara de secado, en la cual circula aire caliente, según el procedimiento del tambor giratorio, mediante secadoras de cilindros o según el procedimiento de cinta transportadora, en lo siguiente también denominado como secado sobre cinta. Se prefiere el secado mediante secaderos de cilindros y el secado sobre cinta, en el cual se carga rejillas dotadas de agujeras de un transportador circular en un túnel con material a secar y se seca el material a secar durante el transporte mediante soplado de aire caliente a través de los agujeros de la rejilla.

El hidrogel secado se tritura, en caso dado, previamente y se muela entonces, llevándose a cabo la molienda preferentemente mediante un molino de cilindros, para mantener pequeño la formación de partes finas lo más reducidamente posible. En la siguiente criba se ajusta la distribución del tamaño de grano, que se sitúa generalmente entre 100 y 1000 \mum, preferentemente entre 120 y 850 \mum. Las partículas demasiado grandes pueden someterse de nuevo a la molienda, las partículas demasiadas finas pueden reconducirse al proceso de obtención, por ejemplo por mezcla con el gel a neutralizar en la etapa de neutralización en la trituradora, o para diferentes finalidades de empleo.

En una forma preferente de ejecución de la invención se mejoran todavía más las propiedades de absorción de los hidrogeles hidrófilos altamente hinchables así obtenidos. En este caso se aplican compuestos, que pueden reaccionar con los grupos carboxilo del hidrogel con reticulación, preferentemente en forma de una solución acuosa sobre la superficie de las partículas de hidrogel. Reticulantes adicionales son, por ejemplo, compuestos di- o poliglicidilicos, como éter diglicidílico del ácido fosfónico o éter diglicidílico de etilenglicol, compuestos de alcoxisililo, poliaziridinas, poliaminas o poliamidoaminas así como sus productos de reacción con epiclorohidrina, polioles, como etilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,4-butanodiol, glicerina, di- y poliglicerina, pentaeritrita, sorbita, los oxetilados de estos polioles así como sus ésteres con ácidos carboxílicos o del ácido carbónico, etilencarbonato, propilencarbonato, oxazolidona, bisoxazolina, polioxazolinas, di- y poliisocianatos. En caso de necesidad pueden agregarse también catalizadores ácidos, como, por ejemplo, ácido p-toluensulfónico, ácido fosfórico, ácido bórico o dihidrogenfosfato amónico.

Los agregados de mezcla adecuados para la aplicación por pulverización de la solución reticulante sobre las partículas de hidrogel son, por ejemplo, mezcladoras de Patterson - Kelly, mezcladoras de turbulencia DRAIS, mezcladoras Lödige, mezcladoras de husillo, mezcladoras de platillo, mezcladoras de capa remolinada y mezcladoras Schugi. Después de la aplicación por pulverización de la solución reticulante puede seguir una etapa de tratamiento de temperatura, preferentemente en una posterior secadora, a una temperatura entre los 80 y 230ºC, preferentemente entre los 80 y 190ºC y particularmente preferente entro los 100 y 160ºC, durante un intervalo de tiempo de 5 minutos hasta 6 horas, preferentemente de 10 minutos hasta 2 horas y particularmente preferente de 10 minutos hasta 1 hora, pudiendo tanto productos de disociación como también porcentajes de disolventes.

En una forma de ejecución particularmente preferente de la invención se modifica adicionalmente la hidrofília de la superficie de las partículas de hidrogel por la formación de complejos metálicos. La formación de los complejos metálicos sobre la envoltura externa de las partículas de hidrogel se lleva a cabo mediante aplicación por pulverización de soluciones de soluciones de sal metálica di- y polivalentes, pudiendo reaccionar los cationes metálicos con los grupos carboxilo del hidrogel con formación de complejos. Los ejemplos para cationes metálicos di- o polivalentes son Mg^{2+}, Ca^{2+}, Al^{3+}, Sc^{3+}, Ti^{4+}, Mn^{2+}, Fe^{2+/3+}, Co^{2+}, Ni^{2+}, Cu^{+/2+}, Zn^{2+}, Y^{3+}, Zr^{4+}, Ag^{+}, La^{3+}, Ce^{4+}, Hf^{4+} y Au^{+/3+}, los cationes metálicos preferentes son Mg^{2+}, Ca^{2+}, Al^{3+}, Ti^{4+}, Zr^{4+} y La^{3+}, y los cationes metálicos particularmente preferentes son Al^{3+}, Ti^{4+} y Zr^{4+}. Los cationes metálicos pueden emplearse bien solos como también en mezcla entre sí. De los cationes metálicos citados sirven todos los sales metálicas que muestran una suficiente solubilidad en el disolvente a emplear. Sirven particularmente sales metálicas con aniónes débilmente complejantes, como por ejemplo cloruro, nitrato y sulfato. Como disolventes para las sales metálicas pueden emplearse agua, alcoholes, DMF, DMSO así como mezclas, constituidas por estos componentes. Se prefieren particularmente agua y mezclas de agua/alcohol, como por ejemplo agua/metanol o agua/1,2-propanodiol.

La aplicación de la solución de sal metálica sobre las partículas de hidrogel puede llevarse a cabo tanto antes como también después de la reticulación adicional y superficialmente de las partículas de hidrogel. En un procedimiento particularmente preferente se lleva a cabo la aplicación por pulverización de la solución de sal metálica en la misma etapa con la aplicación por pulverización de la solución reticulante, pudiendo aplicarse ambas soluciones por separado entre sí o al mismo tiempo a través de dos toberas, o la solución de reticulante y de sal metálica unificadas a través de un tobera.

En caso dado, puede llevarse a cabo todavía una otra modificación de las partículas de hidrogel mediante incorporación por mezcla de productos sólidas inorgánicos finamente divididos, como, por ejemplo, gel de sílice, óxido de aluminio, dióxido de titanio y óxido ferroso, por lo cual se refuercen todavía más los efectos del tratamiento superficial. Particularmente preferente es la incorporación por mezcla de gel de sílice hidrófilo o de óxido de aluminio con un tamaño medio de las partículas primarias de 4 hasta 50 nm y una superficie específica de 50 a 450 m^{2}/g. La incorporación de productos sólidos inorgánicos y finamente divididos se lleva a cabo preferentemente según la modificación superficial mediante reticulación/formación de complejos, puede llevarse a cabo, sin embargo, también antes o durante estas modificaciones superficiales.

Los hidrogeles según la invención destacan por una excelente capacidad de absorción, una elevada capilaridad y bajos contenidos de extraíble y sirven por esta razón excelentemente como agente de absorción para agua y líquidos acuosos, particularmente de líquidos corporales, como, por ejemplo, orina o sangre, por ejemplo en artículos de higiene, como, por ejemplo, pañales para bebés o adultos, compresas, tampones y similares. Pueden emplearse, sin embargo, también como agentes para la mejora del suelo en la agricultura y la jardinería, como aglutinante de la humedad en el revestimiento para cables así como para el espesamiento de residuos acuosos.

Descripción de los métodos de ensayo empleados en los ejemplos CRC (Centrifuge Retention Capacity)

Para la determinación de la CRC se llenan pesado 0,2 g de hidrogel (fracción de grano 106 a 850 \mum) en una bolsita de té del tamaño de 60 x 85 mm, que se cierra a continuación por soldadura. La bolsita de té se coloca entonces en un exceso de una solución de sal común al 0,9% en peso (al menos 0,83 l de solución de sal común/1 g de hidrogel). Después de un tiempo de hinchamiento de 30 minutos se saca la bolsita de té de la solución de sal común y se centrífuga a 250 g durante tres minutos. Mediante pesado de la bolsita de té centrifugado se determina la cantidad del líquido retenida por el hidrogel.

Porcentajes extraíbles (16 h)

Para la determinación de los porcentajes extraíbles se incorporan por agitación 1 g de hidrogel (fracción de grano 106 a 850 \mum) en 200 ml de solución de sal común al 0,9% en peso. Se impermeabiliza el vaso y se agita la mezcla durante 16 horas. A continuación se filtra a través de un filtro de 0,22 \mum y se determina el contenido de extraíble mediante una titulación de ácido - base de los grupos carboxilo (titulación con NaOH 0,1 normal hasta pH 10, a continuación titulación con HCl 0,1 normal hasta pH 2,7).

Absorción vertical

Se determina la capilaridad mediante la absorción vertical. El aparato de ensayo consiste en células de medición y un recipiente para líquidos. Las células de medición representan un tubo de plexiglas cilíndrico con un diámetro interior de 2,6 cm y una longitud de 15 cm. El extremo superior del tubo está abierto, el extremo inferior del tubo muestra un fondo de criba de 36 \mum. En la altura de 3 cm (desde el fondo inferior del tubo) muestra el tubo un anillo de soporte. El recipiente para líquidos es una caja de plexiglas con una longitud de 30,0 cm, una anchura de 20,5 cm y una altura de 3,8 cm. En una distancia de 1,5 cm de una pared lateral está montada una pared rebosadera con una altura de 2 cm. En el lado opuesto se encuentra una conexión con el recipiente de líquidos, de modo que se garantiza un nivel constante de líquido. La caja de plexiglas muestra una tapa desmontable, que está dotada de 6 perforaciones redondas con un diámetro de respectivamente 3,2 cm. Para la realización de la medición se colocan pesando 1 g de hidrogel (absorción vertical 1 g) o bien 3 g de hidrogel (absorción vertical 3 g) en una célula de medición, distribuyéndose las partículas de hidrogel uniformemente sobre el fondo de criba. A continuación se cubren las partículas de hidrogel con un disco que contacta con la pared y se introduce un cilindro de plexiglas, que contacta también con la pared, con una barra metálica, ascendiendo la totalidad del peso del disco de plexiglas y del cilindro con la barra metálica a 100 g, de modo que se pesa sobre las partículas de hidrogel una presión de 19,6 g/cm^{2}. Se llena el recipiente de líquido con una solución de sal común al 0,9% en peso. A continuación se sumerge la célula de medición a través de una perforación en la tapa en el líquido (profundidad para el sumergido: 1,2 cm), sujetándose la célula de medición mediante el anillo de sujeción. Pueden medirse al mismo tiempo hasta 6 células de medición. Se dejan las células de medición durante 60 minutos en el recipiente para líquidos, absorbiendo las partículas de hidrogel con hinchamiento el líquido contra la fuerza de gravedad con carga de peso adicional. Por la muy elevada ocupación superficial de partículas de hidrogel son necesarias para la consecución de una elevada altura de hinchamiento una elevada permeabilidad de la capa de gel y una elevada capilaridad. Después de 60 minutos se saca la célula de medición del recipiente de líquido y se determina la altura del gel hinchado.

Ejemplos Ejemplo 1

En una cuba de carga 1 se libra una mezcla, constituida por 367,7 kg de agua desalinizada, 130,0 kg de ácido acrílico, 1,0 kg de éter trialílico de pentaeritrita, 220 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobisamidino y 400 g de peroxodisulfato potásico del oxígeno de aire y se temperó hasta 4ºC. En una otra cuba de carga 2 se obtenía una solución librada de oxígeno del aire, formada por 40 g de ácido ascórbico en 20 kg de agua. Después de acabado de las soluciones se aplicó prensando el contenido de ambas cubas de carga con una presión de 1,5 bar a contracorriente de nitrógeno de forma sincronizada en el reactor de polimerización, habiéndose mezclado ambas soluciones mediante una mezcladora estática antes de la entrada en el reactor. El reactor de polimerización es un reactor con una capacidad para 600 litros con un diámetro de 0,50 m, que se estrecha al final del tipo cono. El reactor tubular se cerro entonces y se dejó reposar la solución de reacción sin agitación, produciéndose por la polimerización iniciante, en cuyo transcurso aumenta la temperatura hasta aproximadamente 86ºC, un gel sólido. Se dejó enfriar por la noche hasta temperatura ambiente y se aplicó después por presión en la cabeza del reactor una presión de nitrógeno de 6 bar, Después de la abertura de la válvula de cierre, que se encuentra en el extremo del cono del reactor, pudo descargarse el gel mediante la actuación de una bomba, triturándose el gel por la actuación de la bomba. El hidrogel se hacía llegar a continuación conjuntamente con una solución al 50% en peso de hidróxido sódico a una trituradora, que está caracterizada de la manera siguiente:

Capacidad/Potencia:	5000 Wh/m^{3}
Frecuencia de la cuchilla rotativa:	3 s^{-1}
Densidad de disipación de energía:	750 W/l de volumen de mezcla
Tiempo de residencia del hidrogel en la trituradora:	25 s
Superficie perforada libre del disco perforado:	un 30%
Diámetro inicial del taladro de las superficies perforadas:	8 mm (con ampliación cónica bajo un
	ángulo de 15º),

seleccionándose los porcentajes cuantitativos de hidrogel y lejía de sosa de tal manera, que se consiguió un grado medio de neutralización de las unidades del ácido acrílico del hidrogel de un 74% en mol. La homogeneidad de pH del hidrogel una vez triturada se comprobó por aplicación por pulverización de una solución indicadora de pH. Las partículas de hidrogel se secaron entonces mediante una secadora de cilindros, se molieron y se eliminó la fracción de grano de 106 hasta 850 \mum. En una mezcladora de reja de arado con una capacidad para 100 litros se disponían 35 kg de este polvo de hidrogel. En el transcurso de 5 hasta 10 minutos se aplicó por tobera una solución de 35 g de éter diglicidílico de etilenglicol, 1170 g de agua y 580 g de 1,2-propanodiol. Se calentó hasta 120ºC de temperatura de producto y se mantenía durante 60 minutos a esta temperatura, para eliminar otra vez el disolvente por destilación. A continuación de enfrió, se descargó el producto y se eliminó por tamizado la fracción de grano de 120 a 850 \mum. Se obtenía un producto, que se caracterizó por los siguientes datos físicos, todos medidos en una solución de sal común al 0,9% en peso:

CRC	= 32 g/g
Porcentajes extraíbles (16 h)	= un 1,5%
Absorción vertical (1 g), Altura de hinchamiento	= 4,2 cm

Ejemplo 2

Una película copolímera de tetraflúoretileno - etileno recubierta de aluminio se fijó en la superficie de una cinta continua, hecha de acero inoxidable con una anchura de 450 mm y una longitud eficaz de 3000 mm de tal manera, que la superficie metalizada está en contacto con la superficie de la cinta. Se introdujo la cinta continua en una cámara llenada de nitrógeno, para mantener la concentración de oxígeno en no mas de un 1% en volumen, mientras los dispositivos de pulverización estaban posicionados de tal manera, que pudo aplicarse mediante pulverización agua caliente o fría sobre la parte inversa de la cinta continua. La cinta continua se transportó con una velocidad de 100 mm/min y se aplicó por pulverización agua de 15ºC hacia arribe sobre la cinta.

En una cuba de carga 1 se disponían 5080 partes en peso de agua desalinizada, se suspendieron en la misma 669 partes en peso de bicarbonato sódico y se agregó lentamente una mezcla, constituida por 2294 partes en peso de ácido acrílico y 8 partes en peso de metilenbisacrilamida, de tal manera, que se evitó un espumado en exceso de la solución de reacción, enfriándose la misma hasta una temperatura de aproximadamente 3 a 5ºC. A una temperatura de 4ºC se agregaron sucesivamente 2,2 partes en peso de 2,2'- azobisaminopropanodihidrocloruro, disuelto en 20 partes de peso de agua desalinizada, y 4 partes en peso de peroxodisulfato potásico, disuelto en 150 partes en peso de agua desalinizada, y se removieren bien. En una segunda cuba de carga 2 se preparó una solución de 0,4 partes en peso de ácido ascórbico en 50 partes en peso de agua desalinizada.

Las soluciones de la cuba de carga 1 y 2 se aplicaron entonces en la proporción de 80 : 1 a través de una mezcladora estática de forma continua con una cuota de 135 l/h sobre un extremo de la cinta en movimiento.

Bajo las condiciones anteriormente citadas ascendió el tiempo, en el cual se sometió la solución monómera a la polimerización sobre la cinta en movimiento, a 30 minutos y el espesor de la capa de solución monómera en la cinta a 5 cm.

En el otro extremo de la cinta continua se obtenía 30 minutos después del inicio de la alimentación de la solución monómera acuosa en gel polímero en forma de una barra con un espesor de aproximadamente 5 cm. Esta barra polímera se quitó de la superficie de cinta y se introdujo directamente en un dispositivo de corte del tipo de cilindros. Se obtenían de esta manera partículas de hidrogel trituradas, que se hacían llegar conjuntamente con un 0,9% en peso (referido a ácido acrílico) substancia sólida de una resina de poliamidoamina catiónica corriente en el comercio (KYMENE 557H® de la firma Hercules Corp., EE UU), así como con una solución al 50% en peso de hidróxido Sódica a la trituradora descrita en el ejemplo 1, seleccionándose las partes cuantitativas de hidrogel y lejía de sosa de tal manera, que se consiguió un grado medio de neutralización de las unidades del ácido acrílico del hidrogel de un 70% en mol. La homogeneidad de pH del hidrogel una vez triturado se comprobó mediante aplicación por pulverización de una solución indicadora de pH. El hidrogel triturado se secó entonces mediante aire caliente, ascendiendo la temperatura del aire a 175ºC y la velocidad del aire a 1,5 m/s y el tiempo de residencia en la corriente caliente del aire a 20 minutos. Se obtenía un producto, que está caracterizado después de la molienda y criba de la fracción de grano de 106 a 850 \mum por los datos físicos siguientes, todos medidos en un solución de sal común al 0,9% en peso:

CRC	= 29 g/g
Porcentajes extraíbles (16 h)	= un 1,2%
Absorción vertical (1 g), altura del hinchamiento	= 3,8 cm

Ejemplo 3

En una cuba de carga 1 se libró una mezcla, constituida por 367,7 kg de agua desalinizada, 130,0 kg de ácido acrílico, 0,2 kg de metacrilato de alilo, 0,5 kg de tetraaliloxietano, 0,4 kg de diviniladipato, 220 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobisaminopropano y 350 g de peroxodisulfato potásico del oxígeno de aire y se temperó hasta 4ºC. En otra cuba de carga 2 se preparó una solución librada de oxígeno de aire, formada por 40 g de ácido ascórbico en 20 kg de agua. Después del acabado de las soluciones se aplico el contenido de ambas cubas de carga bajo una presión de 1,5 bar en la contracorriente de nitrógeno de forma sincronizada al reactor de polimerización descrito en el ejemplo 1, habiéndose mezclado ambas soluciones mediante una mezcladora estática antes de la entrada en el reactor. Se cerró entonces el reactor y se dejó reposar la solución de reacción sin agitación, produciéndose por la polimerización iniciante, en cuyo transcurso aumentó la temperatura hasta aproximadamente 86ºC, un gel sólido. Se dejó enfriar por la noche hasta temperatura ambiente y se aplicó entonces por presión en la cabeza del reactor una presión de nitrógeno de 6 bar. Después de abrir la válvula de cierre, que se encuentra en el extremo del cono del reactor, pudo descargarse el gel mediante una bomba, triturándose el gel por el efecto de la bomba. Se hacía llegar el hidrogel a continuación conjuntamente con una solución al 50% en peso de hidróxido sódico a una trituradora, que está caracterizado de la manera siguiente:

Capacidad/Potencia:	4000 Wh/m^{3}
Frecuencia de la cuchilla rotativa:	3 s^{-1}
Densidad de disipación de energía:	6000 W/l Volumen de mezcla
Tiempo de residencia del hidrogel en la trituradora:	20 s
Superficie perforada libre del disco perforado:	un 32%
Diámetro inicial del taladro de las superficies perforadas:	10 mm (con ampliación cónica bajo
	un ángulo de 12º),

seleccionándose las partes cuantitativas de hidrogel y lejía de sosa de tal manera, que se consiguió un grado medio de neutralización de las unidades del ácido acrílico del hidrogel de un 74% en mol. La homogeneidad de pH del hidrogel una vez triturada se comprobó mediante aplicación por pulverización de una solución indicadora de pH. Las partículas de hidrogel se secaron entonces mediante una secadora de cilindros, se molieron y se eliminó por tamizado la fracción de grano de 106 a 850 \mum. Se disponían 6 kg del polvo de hidrogel en una mezcladora de Petterson & Kelly con una capacidad para 10 litros. Mezclando se aplicó por pulverización en el transcurso de 5 minutos una solución, formada por 10 g de bisoxazolina, 12 g de sulfato de aluminio, 225 g de i-propanol y 225 g de agua y se mezcló durante 1 minuto adicionalmente. El producto se temperó a continuación en el armario desecador durante 30 minutos a 185ºC. Estaba caracterizado por los siguientes datos físicos, todos determinados en un solución de sal común al 0,9% en peso:

CRC	= 35 g/g
Partes extraíbles (16 h)	= un 3,2%
Absorción vertical (1 g), Altura de hinchamiento	= 4,0 cm

Ejemplo 4

En una cuba de carga 1 se libró una mezcla, constituida por 367,7 kg de agua desalinizada, 130,0 kg de ácido acrílico, 2,0 kg de polietilenglicol-400-dialiléter, 0,5 kg de trialil-s-triazin-2,4,6(1H, 3H, 5H)-triona, 220 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobisaminopropano y 300 g de peroxodisulfato potásico de oxígeno del aire y de temperó a 2ºC. En una otra cuba de carga 2 se preparó una solución librada de oxígeno del aire, formada por 40 g de ácido ascórbico en 20 kg de agua. Después de acabar las soluciones se aplicó el contenido de ambos cubas de carga bajo una presión de 1,5 bar en la contracorriente de forma sincronizada al reactor de polimerización descrito en el ejemplo 1, mezclándose ambas soluciones mediante una mezcladora estática antes de la entrada en el reactor. El reactor se cerró entonces y se dejó reposar la solución de reacción sin agitación, en cuyo transcurso aumenta la temperatura hasta aproximadamente 82ºC y por la polimerización iniciante se forma un gel sólido. Se dejó enfriar por la noche a temperatura ambiente y se aplicó después en la cabeza del reactor una presión de nitrógeno de 6 bar. Después de abrir la válvula de cierre, que se encuentra en el extremo de cono del reactor, pudo descargarse el gel mediante una bomba, habiéndose triturado el gel por el efecto de la bomba. Se hizo llegar el hidrogel a continuación conjuntamente con un 0,05% en peso de oxazolidona, referido a ácido acrílico, y una solución al 50% en peso de hidróxido sódico a la trituradora descrita en el ejemplo 3, seleccionándose las partes cuantitativas de hidrogel y lejía de sosa de tal manera, que se consiguió un grado medio de neutralización de las unidades del ácido acrílico del hidrogel de un 72% en mol. La homogeneidad de pH del hidrogel una vez triturado se comprobó mediante aplicación por pulverización de una solución iniciadora de pH. Las partículas de hidrogel se secaron entonces por aire caliente, ascendiendo la temperatura del aire a 165ºC, las velocidad del aire a 2 m/s y el tiempo de residencia a 20 minutos. Después de la molienda y tamizado de la fracción de grano de 106 a 850 \mum se disponían 35 kg de este polvo de hidrogel en una mezcladora de rejilla de arado de Lödige con una capacidad para 100 litros de contenido. En el transcurso de 5 hasta 10 minutos se aplicó por tobera una solución, formada por 70 g de éter poliglicidílico de poliglicerina (Denacol EX-5127 de la firma Nagase Chemicals Ltd.), 10 g de ácido cítrico, 1300 g de agua y 3900 g de metanol. Se calentó hasta una temperatura de producto de 150ºC y se mantenía durante 40 minutos a esta temperatura, para eliminar otra vez el disolvente por destilación. A continuación se enfrió, se descargó el producto, se mezcló con un 0,05% en peso de gel de sílice hidrófilo (Aerosil 200) y se eliminó la fracción de grano de 120 a 850 \mum por tamizado. Se obtenía un producto, que está caracterizado por los datos físicos siguientes, todos determinados en una solución de sal común al 0,9% en peso:

CRC	= 30 g/g
Partes extraíbles (16 h)	= un 2,0%
Absorción vertical (1 g), Altura de hinchamiento	= 5,3 cm.

Ejemplo 5

En una cuba de carga 1 se disponían 5080 partes en peso de agua desalinizada, se suspendieron en la misma 500 partes en peso de bicarbonato sódico y se agregó lentamente una mezcla, constituida por 2412 partes en peso de ácido acrílico y 20 partes en peso de metacrilato de alilo de tal manera, que se evitó un espumeo en exceso de la solución de reacción, enfriándose la misma hasta una temperatura de aproximadamente 3 a 5ºC. A una temperatura de 4ºC se agregan sucesivamente 2,5 partes en peso de dihidrocloruro de 2,2'-azobisaminopropano, disueltos en 20 partes en peso de agua desalinizada, y 4 partes en peso de peroxodisulfato potásico, disueltos en 150 partes en peso de agua desalinizada y se remueven bien. En una segunda cuba de carga 2 se preparó una solución, formada por 0,6 partes en peso de ácido ascórbico en 50 partes en peso de agua desalinizada.

Las soluciones de la cuba de carga 1 y 2 se aplican entonces en la proporción de 80: 1 sobre una mezcladora estática de forma continua con una cuota de 135 l/h sobre un extremo de la cinta movida del reactor descrito en el ejemplo 2.

Bajo las condiciones anteriormente citadas ascendió el tiempo, en el cual se sometió la solución monómera a la polimerización en la cinta movida, a 30 minutos y el espesor de la capa de solución monómera en la cinta aproximadamente a 5 cm.

En el otro extremo de la cinta continua se obtenía 30 minutos después del inicio de la alimentación de la solución monómera acuosa en gel polímero en forma de una barra con un espesor de aproximadamente 5 cm. Se desprende esta barra de la superficies de la cinta y se introduce directamente en un dispositivo de corte del tipo cilindro. Se obtenían de esta manera partículas de hidrogel trituradas, que se hacían llegar con carbonato sódico pulverulento a la trituradora descrita en el ejemplo 1, seleccionándose las partes cuantitativas de hidrogel y carbonato sódico de tal manera, que se consiguió un grado medio de neutralización de las unidades de ácido acrílico del hidrogel de un 60% en mol. A continuación se pulverizaron las partículas de hidrogel en una mezcladora de tubo giratorio continua con lejía de sosa al 50% en peso, de modo que resultó un grado terminal de neutralización de las unidades de ácido acrílico del hidrogel de un 70% en mol. Se obtenían geles copiosos y muy flojos con partículas de gel separadas, que se secaron mediante aire caliente, ascendiendo la temperatura del aire a 180ºC, la velocidad del aire a 2,5 m/s y el tiempo de residencia a 10 minutos. Después de la molienda y el tamizado de la fracción de grano de 106 a 850 \mum se disponían 35 kg del polvo de hidrogel en una mezcladora de rejilla de arado de Lödige con una capacidad para 100 litros. En el transcurso de 5 hasta 10 minutos se aplicaron mediante tobera al mismo tiempo a través de dos toberas una solución, formada por 50 g de KYMENE 557H®, 600 g de agua y 600 g de 1,2-propanodiol así como una solución, formada por 14 g de éter diglicidílico de etilenglicol, 53 g de sulfato de aluminio, 840 g de agua y 360 g de 1,2-propanodiol. Se calentó hasta 170ºC de temperatura de producto y se mantenía durante 15 minutos a esta temperatura, para eliminar el disolvente otra vez por destilación. A continuación se enfrió, se descarga el producto y se eliminó la fracción de grano de 120 a 850 \mum por tamizado. Se obtenía un producto, que está caracterizado por los siguientes datos físicos, todos determinados en una solución de sal común al 0,9% en peso:

CRC	= 24 g/g
Partes extraíbles (16 h)	= un 1,8%
Absorción vertical (3 g), Altura de hinchamiento	= 5,4 cm

Los hidrogeles obtenidos según los ejemplos 1 a 5 destacan por una excelente capacidad de absorción con una elevada capilaridad y bajos contenidos de extraíbles, y sirven por eso de manera excelente como absorbentes para agua y líquidos acuosos, particularmente de líquidos corporales, como, por ejemplo, orina o sangre, por ejemplo en artículos de higiene, como, por ejemplo, pañales para bebés y adultos, compresas, tampones y similares.

Claims

1. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable a base de monómeros (co)polimerizados o a base de (co)polímeros de injerto, obtenido por

a): (co)polimerización por medio de radicales de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula

3

en la cual

R^{1}: significa hidrógeno, metilo o etilo,

R^{2}: significa un grupo -COOR^{4}. hidroxisulfonilo, fosfonilo, el grupo fosfonilo esterificado con alcanol con 1 a 4 átomos de carbono o un grupo de la fórmula general (II)

4

R^{3}: significa hidrógeno, metilo, etilo o el grupo carboxilo,

R^{5}: significa hidroxisulfonilo, fosfonilo o carboxilo,

o (co)polimerización de injerto de uno o varios monómeros hidrófilos de la fórmula sobre una base de injerto, ascendiendo el grado medio de neutralización de los monómeros, que contienen grupos ácido, a un 0 hasta un 40% en mol,

b): trituración del hidrogel ácido,

c): neutralización de hidrogel ácido hasta un grado terminal de neutralización de un 50 hasta un 85% en mol mediante adición de un neutralizante, y

d): secado, molienda y tamizado de las partículas de hidrogel,

caracterizado porque el hidrogel

-: muestra una retención de centrífuga para una solución acuosa al 0,9% de NaCl de al menos 29 g/g,

-: una altura de hinchamiento a una absorción vertical (1 g) de al menos 3,5 cm, y

-: un contenido de extraíble (valor de 16 h) menor de un 5%,

o

-: muestra una retención de centrífuga para una solución acuosa al 0,9% de NaCl de la menos 23 g/g,

-: una altura de hinchamiento a una absorción vertical (3 g) de al menos 5 cm, y

-: un contenido de extraíble (valor de 16 h) menor de un 4%.

2. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo la polimerización en situación estática.

3. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque los monómeros hidrófilos son compuestos de la fórmula (I)

5

en la cual

R^{1}: significa hidrógeno, metilo o etilo,

6

R^{3}: significa hidrógeno, metilo, etilo o el grupo carboxilo,

R^{5}: significa hidroxisulfonilo, fosfonilo o carboxilo.

4. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las bases de injerto adecuadas son almidón, derivados de almidón, celulosa, derivados de celulosa, polivinilalcohol, óxido de polialquileno, óxido de polietileno, óxido de polipropileno y poliésteres hidrófilos.

5. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se lleva a cabo la copolimerización de los monómeros hidrófilos en presencia de reticulantes.

6. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se lleva a cabo la neutralización del hidrogel ácido hasta un grado de neutralización terminal de un 50 hasta un 85% en mol mediante mezcla con un neutralizante en una trituradora mediante un sistema, formado por husillo, cuchilla rotativa, zona de remanso y disco perforado, en el cual

a): asciende la capacidad/potencia de la trituradora a 1000 hasta 6000 Wh/m^{3},

b): se pasa el hidrogel por una zona con una densidad de disipación de energía de 400 hasta 800 W/l de volumen de mezcla,

c): asciende el tiempo medio de residencia del hidrogel en la trituradora a 5 hasta 30 segundos,

d): asciende la superficie perforada libre del disco perforado a un 20 hasta un 40%

y que las partículas de hidrogel neutralizadas adicionalmente se someten sin más carga de cizallamiento a la etapa de secado.

7. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se agregan en la neutralización del gel conjuntamente con el neutralizante todavía uno o varios otros productos, que pueden reaccionar con ácido acrílico y/o con los grupos carboxílicos del hidrogel, y/o grano fino de polímeros hidrófilos hinchables con agua.

8. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el hidrogel muestra una retención de centrífuga para una solución de NaCl acuosa al 0,9% de al menos 31 g/g.

9. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el hidrogel muestra una altura de hinchamiento en la absorción vertical (1 g) de al menos 4,0 cm.

10. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se lleva a cabo la neutralización adicional en dos etapas, teniendo lugar la primera etapa de neutralización en la trituradora y la segunda etapa de neutralización mediante aplicación del neutralizante son solicitación de cizallamiento mecánica sobre las partículas de hidrogel.

11. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las partículas de hidrogel secadas y molidas se reticulan adicionalmente de forma superficial covalentemente.

12. Hidrogel hidrófilo altamente hinchable según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque se modifica la superficie de las partículas de hidrogel secadas y molidas por la formación de complejos metálicos.

13. Empleo de los hidrogeles según una o varias de las reivindicaciones 1 a 12 como absorbente para agua y líquidos acuosos.

14. Empleo según la reivindicación 13 para la absorción de líquidos corporales, particularmente en artículos de higiene, como, por ejemplo, pañales, tampones o compresas.