HIDROGELES QUE ABSORBEN FLUIDOS ACUOSOS La presente invención se refiere a hidrogeles preparados empleando silicatos, un proceso para su preparación y su uso para absorber fluidos acuosos. Los hidrogeles de la presente invención capaces de absorber fluidos acuosos son polimeros de carboxilato insolubles en agua que contienen una matriz de polisilicato y pueden hincharse y formar hidrogeles para absorber fluidos acuosos y fluidos corporales, por ejemplo, orina o sangre, y para retener el fluido absorbido bajo cierta presión. Para preparar polímeros capaces de formar hidrogeles que tienen una capacidad de absorción particularmente elevada, una alta resistencia de gel y una alta absorbencia bajo carga, las particulas de polímero de adición pueden ser sometidas a un tratamiento superficial subsecuente, reticulación posterior. La reticulación posterior se efectúa de preferencia empleando compuestos conocidos como agentes de reticulación que contienen dos o más grupos capaces de formar enlaces covalentes con los grupos carboxilo de los polimeros hidrofilicos, véase EP-A-0 349 240. Agentes de reticulación conocidos son éteres de poliglicidilo, compuestos haloepoxi, polioles, poliaminas, o poliisocianatos. Los documentos DE-A-3 314 019, EP-A-0 317 106 y DE-A-3 737 196 mencionan adicionalmente compuestos de
aziridina polifuncionales, di (tri) haluros de alquilo asi como compuestos poliepoxi solubles en aceite como agentes de reticulación. De conformidad con DE-A—4 020 780 se obtiene una absorbencia mejorada bajo carga por tratamiento de reticulación superficial del polímero con 0.1 a 5% en peso de carbonato de alquileno. Se conoce también la adición subsecuente de sílices amorfas finamente divididas tales como AERIL© o CAB-O-SIL© o bentonitas sobre la superficie de polvos o granulos para dar acabado a los polimeros absorbentes. Los documentos EP-A-0 450 923, EP-A-0 450 922, DE-A-3 523 617, US-A-5 140 076 y US-A-4 734 478 muestran la adición de silice en el transcurso del proceso de reticulación posterior superficial de polvos secos de polimeros absorbentes empleando agentes de reticulación que reaccionan con carboxilo. El documente US-4 286 082 describe el uso de mezclas de silice con polimeros absorbentes para su uso en artículos para la higiene. Los documentos JP 65 133 028A y JP 61 017 542B describen mezclas de tipos de silice hidrofóbica con polimeros absorbentes. Los documentos EP-A-0 341 951, US-A-4 990 338 y US-A-5 035 892 describen el uso de silice en la producción de polimeros absorbentes con acabado antimicrobiano. Los documentos US-A-4 535 098 y EP-A-0 227 666 describen finalmente la adición de sustancias portadoras coloidales basadas en silice para
incrementar la resistencia de gel de polimeros absorbentes. Estas mezclas "secas", en donde los aditivos se adhieren simplemente sobre la superficie del polímero, sin embargo, modifican el perfil de características de los hidrogeles absorbentes, por ejemplo, volviéndolos hidrofilicos o hidrofóbicos, lo que afecta primariamente la velocidad de absorción. Además, la resistencia de gel de las particulas hinchadas es incrementada también en parte, pero es una característica común de todos estos polimeros que la permeabilidad a través del gel hinchado es insatisf ctoria, independientemente del tiempo de adquisición. Es un objeto de la presente invención ofrecer hidrogeles novedosos que poseen en particular una estabilidad mecánica mejorada y una permeabilidad incrementada de las particulas de gel hinchadas. Este objeto se logra sin ninguno de los agentes de reticulación habituales. Hemos encontrado que este objeto se logra, de manera sorprendente, a través del uso de silicatos que se agregan a los hidrogeles antes, durante o después de la reacción de polimerización, pero antes del secado de los hidrogeles. La presente invención proporciona por consiguiente hidrogeles capaces de absorber fluidos acuosos, preparados por polimerización de ácidos carboxilicos olefinicamente insaturados o derivados de los mismos, por lo que la mezcla de reacción de polimerización se mezcla con un silicato de
metal alcalino de la fórmula general I M20 x n SiO: (I) , en donde M es un metal alcalino y n es generalmente de 0.5 a 4, antes, durante o después de la reacción de polimerización y antes del secado y el hidrogel obtenido de esta forma es después secado a temperatura elevada. Los compuestos de la fórmula I se emplean de preferencia en cantidades de 0.05 a 100%, de manera particularmente preferida de 1 a 70%, especialmente de 1 a 40%, específicamente de 1 a 20% en peso, estimado en Si02 y basado en el peso de monómero total; es decir, el uso de 1005 en peso de compuestos de la fórmula I representa el uso de pesos iguales de monómeros y silicatos. M es de preferencia sodio o potasio . La preparación de esios silicatos de metales alcalinos es conocimiento común y se efectúa mediante la reacción de sustancias alcalinas acuosas con SiO; o mediante la fusión de arena de cuarzo cor. carbonato de metales alcalinos a temperaturas elevadas en una proporción molar de 1:2 a 4:1. Las fusiones vidriosas enfriadas son solubles en agua y por consiguiente se conocen también como "vidrio soluble". Las soluciones acuosas comercialmente disponibles de silicatos de metales alcalinos de la fórmula I se producen mediante la disolución de las fusiones sólidas en agua supercalentada bajo presión.
Las soluciones acuosas de silicatos de metales alcalinos (vidrio soluble) proporcionan una reacción alcalina como consecuencia de hidrólisis parcial. A parte de metal alcalino y iones hidróxido, contienen también iones monosilicato, HSiOU, H2Si?U y H3SÍO" y también iones polisilicato cíclicos y tridimensionalmente reticulados. Al efectuarse la acidificación, las soluciones de silicato de metal alcalino acuosas forman sílices amorfas esféricas, que se conocen como soles de silice, que tienden a formar una masa de tipo gel (hidrogeles de silice) . Comprende un policondensato de sílices esféricas que es invadido por numerosos poros llenados de agua. El secado del hidrogel a temperaturas relativamente elevadas proporciona geles de silice sólidas, específicamente "aerogeles de silice". Ácidos carboxilicos olefinicamente insaturados útiles o derivados de los mismos incluyen particularmente ' ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido crotónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropansulfónico y -fosfónico, ácido vinilfosfónico, monoésteres vinilfosfónicos, sales de los mismos, acrilamida, N-vinilamidas, o mezclas de los mismos. Se prefieren el ácido acrilico y sus sales. La preparación y el uso de tales polimeros capaces de formar hidrogeles se describen en numerosas especificaciones de patente tales como EP-A-0 316 792, EP-A-0 400 283, EP-A-0 343 427, EP-A-0 205 674.
La polimerización se efectúa de preferencia en fase homogénea, por ejemplo, en una solución acuosa, como polimerización de gel. La polimerización, como se sabe en general, puede ser iniciada por formadores de radicales libres, por ejemplo, peróxidos orgánicos o inorgánicos, asi como compuestos azo. Ejemplos son peróxido de benzoilo, hidroperóxido de tert-butilo, hidroperóxido de eumeno, (NH4):S;0;, KS;?8, H202 o azodiisobutironitrilo . Sistemas redox son también muy útiles como iniciadores de polimerización. La polimerización puede finalmente ser iniciada también por medio de radiación de alta energía. De preferencia, los polimeros de adición ácidos se neutralizan con mezclas de silicato de metales alcalinos e hidróxidos de metales alcalinos, de preferencia en forma de solucione acuosas, después de la polimerización. Se prefiere de la misma manera neutralizar los polimeros de adición ácidos con mezclas de silicatos de metales alcalinos y carbonatos de metales alcalinos. Los polimeros de adición ácidos son neutralizados de preferencia a un pH de 3.5 a 9.0, especialmente 4.0 - 6.5. Las temperaturas para el secado subsecuente de los hidrogeles son de preferencia dentro de un rango de 40° C a 300° C, especialmente dentro de un rango de 120° C a 220° C. En un pH de polímero de 5.0 a 9.0, la permeabilidad de gel,
medida como GLP, es de preferencia de por lo menos 25 x 10"" cnrsec/g, particularmente de por lo menos 45 x 10"7 cmJsec/g, especialmente de por lo menos 60 x 10"' cm*sec/g. En un pH de polímero de menos que 5.0, la permeabilidad de gel, medida como GLP, es particularmente por lo menos 4 x 10" cmJsec/g, de preferencia por lo menos 10 x 10"' cm°sec/g, y especialmente por lo menos 20 x 10" cm~sec/g. Los hidrogeles de la invención son muy útiles como absorbentes para los fluidos acuosos, por ejemplo para absorber soluciones, dispersiones y emulsiones acuosas, especialmente para absorber fluidos corporales tales como sangre y orina para la producción de artículos para absorber fluidos acuosos y para producir artículos de higiene absorbentes . Los hidrogeles de la presente invención que se basan en ácido acrilico son especialmente útiles como polimeros superabsorbentes (SAPs) para su uso en artículos de higiene, por ejemplo, pañales, toallas sanitarias, para lo cual pueden estar presentes parcialmente como sal de amina o metal alcalino. La neutralización se efectúa de conformidad con la invención por adición de silicatos de metales alcalinos. La reticulación posterior, especialmente en la superficie, con mono-, bis-, y polioxazolidinonas, con el éster cíclico de propandiol con ácidos silícicos de la fórmula II
o bien con compuestos que contienen por lo menos dos grupos funcionales que reaccionan con carboxilo en la molécula, por ejemplo, di-, tri- o poliepóxidos, por ejemplo, éter diglicidilico de etilenglicol o bien compuestos haloepoxi o compuestos de poliamina y también alcoholes polihidricos tales como etilenglicol, propilenglicol, trimetilolpropano, mejora sustancialmente el desempeño en cuanto a la capacidad de absorción bajo carga. El polímero de la presente invención tiene un carácter duro, más cristalino, en el estado hinchado, lo que no solamente suprime la pegajosidad pero resulta también en un transporte o drenaje de fluido mejorado, especialmente bajo una fuerza de restricción. Los ejemplos que presentamos a continuación ilustran la preparación y propiedades de polimeros de conformidad con la presente invención y los métodos de prueba para determinar las propiedades de los hidrogeles. Métodos de prueba
Capacidad de retención de centrifugación (CRC) : Este método determina la capacidad de hinchado libre del hidrogel en una bolsa de té. 0.2000 ± 0.0050 g del hidrogel secado se sellan en una bolsa de té (formato: 60 mm x 60 mm, papel Dexter 1234T) y se empapan durante 30 minutos en una solución de cloruro de sodio al 0.9% en peso. La bolsa de te es después centrifugada durante 3 minutos en una secadora giratoria comercialmente disponible (1400 revoluciones por minuto, diámetro de canasta: 230 mm) . La cantidad absorbida de liquido es determinada mediante el peso de la bolsa de té centrifugada. Para permitir la capacidad de absorción de la bolsa de té misma, se efectúa la prueba en una bolsa de té sin hidrogel absorbente de agua, como control. Retención CRC [g/g] = (peso final - valor de control - peso inicial) /peso inicial en donde peso final es el peso húmedo de la bolsa de té e hinchada y centrifugada más contenidos. peso inicial es el peso de la muestra seca y valor de control es el peso húmedo de la bolsa de té vacia después de centrifugación Capacidad de absorción bajo carga: Se distribuyó uniformemente 0.1600 ± 0.0050 g de hidrogel seco en la base de tamiz de una celda de medición. La celda
de medición consiste de un cilindro de Plexiglás de 33 mm de alto y 25 mm de diámetro, al cual se ha adherido una malla de acero de 36 mieras como base. Se coloca una placa de cubierta en la parte superior del hidrogel uniformemente distribuido y se carga con un peso apropiado. La celda es colocada en una caja de Petri de 10 mm de alto y 100 mm de diámetro, que contiene 13 ml de una solución de cloruro de sodio al 0.9% en peso. Se permite que el hidrogel absorbe la solución de sal durante 60 minutos. La celda completa con el gel hinchado es después removida de la caja de Petri y después de la remoción del peso del aparato se pesa otra vez. La capacidad de absorción bajo carga AUL se calcula de la siguiente manera: AUL [g/g/] = (Wb - Wa) /Ws en donde Wb es la masa del aparato + gel después de hinchado, Wa es la masa del aparato + peso inicial antes de Hinchado, y Ws es el peso inicial del hidrogel seco El aparato consiste de un cilindro de medición + una placa de cubierta. Permeabilidad de capa de gel (GLP) : La permeabilidad de una capa de gel hinchada bajo una presión de confinamiento de 210.93 kg/ertr (0.3 psi) se determina de
conformidad con lo descrito en el documento EP-A-0 640 330 como la permeabilidad de capa de gel (GLP) de una capa de gel hinchada de polímero superabsorbente, aún cuando el aparato descrito en la página 19 y en la figura 8 de la patente mencionada arriba fue modificado de tal manera que ya no se usó la frita de vidrio (40), el pistón (39) se elabora del mismo material plástico que el cilindro (37) y contiene ahora 21 orificios del mismo tamaño distribuidos de manera uniforme en la totalidad de la superficie de contacto. El procedimiento y la evaluación del método de prueba permanecen sin cambio en comparación con lo descrito en los documentos EP-A-0 640 330 y DE-A-195 43 366. La velocidad de flujo (g de solución de NaCl/sec) se registra automáticamente a ciertos intervalos de tiempo. GLP = (Fg(t=0) *L0) / (d*A*WP) (cm*sec/g) . en donde F?(t=0) es la velocidad de flujo de una solución de NaCl en g/sec que se obtiene a partir de un análisis de regresión lineal de los datos Fg(t) de las condiciones de velocidad de flujo por extrapolación a t=0, L; es el espesor de la capa de gel en cm, d es la densidad de la solución de NaCl en g/cmU A es el área de la capa de gel en crtr y WP es la presión hidrostática en la capa de gel en dinas/cm-. Ejemplo de la invención 1 En condiciones adiabáticas, se cargó un frasco de reacción cilindrico de 2 litros de cuello ancho con 1080 g de agua
totalmente exenta de iones enfriada a una temperatura de 15° C, y se disolvieron ahi 430 g de ácido acrilico y también 3.4 g de tetraaliloxietano. Se pasó nitrógeno en la solución de monómeros a una velocidad de aproximadamente 2 l/min durante aproximadamente 20 minutos para disminuir el contenido de oxigeno. A un contenido de 0; de 1.5 ppm, se agregaron 7.7 g de una solución acuosa al 10% en peso de dihidrocloruro de 2, 2' -azobis (2-amidinopropano) , seguido, después de pasaje de N2 adicional y a un contenido de O de 1.3 ppm, por 2.6 g de una solución de H202 al 1% en peso y finalmente a un contenido de 02 de 1.0 ppm por la adición de 6.4 g de una solución de ácido ascórbico al 0.1% en peso. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la cual temperatura se elevó a aproximadamente 75° C, produce un gel sólido que es subsecuentemente sometido a trituración mecánica. Se mezclan 1000 g del gel triturado con 10 g de silicato de sodio (27% en peso con base en Si02 y 14% en peso con base en NaOH) , disueltos en 228.2 g de una solución de hidróxido de sodio acuoso al 50% en peso (grado de neutralización de ácido acrilico: 74% molar), el gel obtenido de esta forma es pasado dos veces a través de un extrusor de mezclado, y las particulas de gel resultantes son secadas a una temperatura superior a los 150° C, molidas y tamizadas. El producto obtenido se caracteriza esencialmente, inter-alia, por los siguientes datos físicos, todos medidos en 0.9%
en peso de NaCl: elementos que pueden extraerse (valor a 1 hora) 2.1%, capacidad de absorción bajo carga AUL (20 g/cm) = 20.9 g/g, permeabilidad de capa de gel (GLP) = 3 (xlO" cnrsec/g) . 100 g del producto obtenido de esta forma fueron rociados con lOg de una solución homogénea que consistía de 3.0 g de metanol, 7.0 de agua y 0.1 g de éter diglicidilico de etilenglicol en un ensamble de mezcla de polvo y se calentaron 140° C durante 40 minutos. El producto obtenido presentó los siguientes datos de desempeño (medidos en una solución de NaCl acuosa al 0.9%): Retención de centrifugación: 33.1 g/g AUL (60 g/cm-) : 24.7 g/g GLP: 60 (x 10"" cmsec/g) . Ejemplo de comparación 1 La polimerización se efectúa de manera totalmente análoga al ejemplo 1 de la presente invención, excepto que no se emplea ninguna solución de silicato de sodio en el tratamiento a 1000 g del gel triturado, en su lugar la neutralización es efectuada exclusivamente con 168 g de una solución de hidróxido de sodio acuosa al 50% en peso. El producto obtenido difiere del producto del producto del ejemplo de la presente invención 1 en la medida en que no tiene permeabilidad, es decir, no permite que ningún fluido pase a través de la capa de gel hinchada y la permeabilidad de la
capa de gel tiene por consiguiente un valor de 0 (x 10"' citTsec/g) . Al efectuarse la reticulación posterior superficial de este producto de manera similar al ejemplo de la presente invención 1, el producto reticulado posteriormente tiene solamente una permeabilidad de capa de gel (GLP) de 20 (x 10"" c?rr_ec/g) Ejemplo de la presente invención 2 Un recipiente de polietileno con una capacidad de 10 litros totalmente aislado por material plástico espumado se carga con 3500 g de agua totalmente exenta de iones a una temperatura de 4° C y se agregan 1800 g de ácido acrilico con agitación. A este punto, se agregan 10.8 g de pentaeritritoltrialileter y la solución es vuelta inerte mediante el pasaje de nitrógeno a través de ella. Esto es seguido por la adición del sistema de iniciador que consiste de 2.5 g de dihidrocloruro de 2, 2' -azobisamidinopropano
(disuelto en 20 g de agua totalmente exenta de iones) , 4 g de peroxidisulfato de potasio (disuelto en 50 g de agua totalmente exenta de iones), y también 0.4 g de ácido ascórbico (disuelto en 20 g de agua totalmente exenta de iones), agregados sucesivamente con agitación. Se deja reposar la solución de reacción sin agitación. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la cual la temperatura se eleva a aproximadamente 80° C, produce un gel sólido.
Lotes de 1000 g del gel preparado de esta forma son triturados mecánicamente en presencia de una solución de 0.96 g de silicato de sodio al 27% (de MERCK) en 216.6 g de NaOH al 50% y después tratados una vez más en un extrusor de mezclado. Las particulas de gel resultantes son secadas a una temperatura superior a los 150° C y molidas. 100 g del polvo de polimeros preparado de esta forma fueron rociados con una solución de 7 ml de agua, 3 g de metanol y 0.20 g de 2-oxazolidinona en un ensamble de mezcla de laboratorio y tratados térmicamente una temperatura de 175° C durante 60 minutos. El material obtenido es caracterizado por los siguientes datos de producto: Retención de centrifugación: 24.6 g/g AUL (60 g/cm2) : 23.9 g/g GLP: 8 (x 10"7 cm3sec/g) . Ejemplo de comparación 2 La polimerización se efectúa de manera totalmente análoga al ejemplo 2 de la presente invención, excepto que no se agrega solución de silicato de sodio en el tratamiento a 1000 g del gel triturado, en su lugar la neutralización es efectuada exclusivamente con 218.2 g de una solución de hidróxido de sodio acuosa al 50% en peso. El producto obtenido tiene, después de una reticulación posterior superficial de manera similar al ejemplo 2 de la presente invención, una permeabilidad de capa de gel de solamente 4 (x 10"' cm^sec/g) .
Ejemplo de la presente invención 3 La polimerización se efectúa de manera totalmente análoga al ejemplo de la presente invención 2, excepto que en el transcurso del tratamiento 1000 g del gel triturado son neutralizados con una solución de 4.9 g de silicato de sodio al 35% (27% de Si02 + 8% de Na;0) en 215.2 g de NaOH al 50% en peso y secados. 100 g del polvo de polimeros se rocían con una solución de 0.01 g de monococoato de sorbitano y 0.25 g de N-metiloxazolidinona en 10 ml de agua en un ensamble de mezcla de laboratorio y tratados térmicamente a una temperatura de 180° C durante 45 minutos. El producto obtenido se caracteriza por los siguientes datos: Retención de centrifugación CRC: 31.3 g/g Capacidad de absorción bajo carga, AUL (60 g/cnr) : 21.4 g/g Permeabilidad en capa de gel GLP: 4 (x 10" cprsec/g) . Ejemplo de comparación 3 La polimerización se efectúa de manera totalmente análoga al ejemplo 3 de la presente invención, excepto que no se emplea ninguna solución de silicato de sodio en el tratamiento a 1000 g del gel triturado, en su lugar la neutralización es efectuada exclusivamente con 221.5 g de una solución de hidróxido de sodio acuosa al 50% en peso. El producto obtenido tiene, después de una reticulación posterior superficial de manera similar al ejemplo 3 de la presente invención, los siguientes datos:
Retención de centrifugación CRC: 31.8 g/g Capacidad de absorción bajo carga, AUL (60 g/cm-1): 20.9 g/g Permeabilidad en capa de gel GLP: 1 (x 10" cm'sec/g) . Ejemplo de comparación 4 En condiciones adiabáticas, se cargó un frasco de reacción cilindrico de 5 litros de cuello ancho con 2837 g de agua totalmente exenta de iones enfriada a una temperatura de 10° C, y se disolvieron ahi 1040 g de ácido acrilico y también 8.3 g de pentaeritritoltrialileter . Se pasó nitrógeno en la solución de monómeros a una velocidad de aproximadamente 2 l/min durante aproximadamente 20 minutos para disminuir el contenido de oxigeno. A un contenido de 02 de 1.5 ppm, se agrega una solución de 0.52 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobis (2-amidinopropano) , en 25 g de agua totalmente exenta de iones, seguido, después del pasaje de N adicional y a un contenido de 02 de 1.3 ppm, por 12.165 g de una solución de H202 al 0.47% y finalmente a un contenido de 02 de 1.0 ppm por 16.5 g de una solución de ácido ascórbico al 0.1% en peso. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la cual la temperatura se elevó a aproximadamente 75° C, produce un gel sólido que es subsecuentemente sometido a trituración mecánica. Se mezclan 1000 g de un gel triturado con 216.7 g de una solución de hidróxido de sodio acuosa al 50% en peso
(grado de neutralización de ácido acrilico: 74% molar), el gel obtenido de esta forma es pasado dos veces a través de un
extrusor de mezclado, y las particulas de gel resultantes son secadas a una temperatura superior a los 150° C, molidas y tamizadas . El producto obtenido se caracteriza esencialmente, inter alia, por los siguientes datos físicos, todos medidos en 0.9% en peso de NaCl: Elementos que pueden extraerse (valor a 1 hora) : 3.7% Capacidad de absorción bajo carga, AUL (21 g/cpr) : 11.1 g/g Retención de centrifugación CRC: 33.8 g/g Permeabilidad en capa de gel GLP: 0.1 (x 10" cm'sec/g) . De manera similar, lotes de 100 g del gei de poliacrilato preparado de conformidad con el ejemplo de comparador. 4 fueron después empleados con varias cantidades de mezcla de silicato de sodio/NaOH al 50% o bien silicato de sodio/carbonato de metal alcalino. En cada caso, se empleó silicato de sodio de MERCK, que contiene 27% en peso de Si02 y 8% en peso de Na20. Los niveles de uso y datos de producto de los ejemplos de preparación 4 a 9 aparecen a continuación en la tabla 1. Tabla 1 Ejemplo Silicato de Álcali pH sodio (para (para 1000 1000 g de g de gel) gel) g de comparación 4 216.7 g NaOH 50% 5.83
de la invención 4 288.9 124.2 g NaOH 50% 5.65 de la invención 5 288.9 110.0 g K2C03 5.66 de la invención 6 288.9 85.0 G Na2C02 5.63 de la invención 7 481.5 62.6 g NaOH 50% 5.49 de la invención 8 481.5 124.2 g NaOH 50% 7.48 de la invención 9 674.0 1.0 g NaOH 50% 11.9
Ejemplo CRC AUL GLP g/g (21 g/cpr) 10"7 crtrsec/g g/g de comparación 4 33.8 11.1 0.1 de la invención 4 17.9 20.5 10 de la invención 5 17.1 19.9 de la invención 6 18.0 20.1 11 de la invención 7 15.0 17.3 32 de la invención 8 15.4 16.9 28 de la invención 9 11.9 14.8 45
Ejemplo de comparación 4a 100 g de producto obtenido de conformidad con el ejemplo de comparación 4 fueron rociados con 10.42 g de una solución homogénea que consiste de 6.0 g de 1, 2-propandiol, 2.3 g de agua, 2.0 g de una resina de poliamidoamina en solución acuosa al 15% (RESAMIN © VHW 3608 de Clariant GmbH) y 0.12 g de A12(S04)3"18 H20 en un ensamble de mezclado de polvo y tratados térmicamente a una temperatura de 140° C durante 120 minutos .
El producto obtenido presentó los siguientes datos de desempeño (medido en una solución de NaCl acuosa al 0.9% en peso) : Retención de centrifugación: 28.2 g/g AUL (60 g/cm2): 24.6 g/g GLP: 20 (x 10"7 cm3sec/g) . Geles de poliacrilato adicionales preparados de conformidad con el Ejemplo de Comparación 4 y neutralizados con varias cantidades de mezcla de silicato de sodio/NaOH al 50% fueron reticulados posteriormente superficialmente de manera similar al ejemplo de comparación 4a. Los niveles de uso y datos de producto de los ejemplos de preparación 10 a 15 aparecen a continuación en la tabla 2. Tabla 2 Ejemplo Silicato de ^aOH al 50% CRC sodio (para (para 1000 g/g 1000 g de g de gel) gel) g de comparación 4a 216.7 28.2 de la invención 10 9.6 213.6 27.2 de la invención 11 19.3 210.5 26.7 de la invención 12 28.9 207.4 24.7 de la invención 13 38.5 204.3 24.3 de la invención 14 48.1 201.3 24.2 de la invención 15 96.3 155.1 22.7
Ejemplo AUL GLP (21 g/cm2) 10"' cnrsec/g de comparación 4a 24.6 20 de la invención 10 24.0 35 de la invención 11 23.3 41 de la invención 12 23.2 52 de la invención 13 22.9 65 de la invención 14 22.7 75 de la invención 15 21.4 87 Ejemplo de comparación 16 Un recipiente de polietileno con una capacidad 10 litros totalmente aislado por material plástico espumoso se carga con 3650 g de agua totalmente libre de iones a una temperatura de 20° C y se suspenden ahi 50 g de bicarbonato de sodio. Se introducen 2000 g de ácido acrilico en la suspensión agitada a una velocidad tal que se evita la formación excesiva de espuma debido a la emisión subsecuente de C02. En el transcurso de la adición, la solución de monómero se enfria hasta una temperatura de aproximadamente 13° C. Esto es seguido por la adición de 3 g de monococoato de sorbitan (disperso en 100 g de agua totalmente exenta de iones) y también 8.1 de metacrilato de alilo y obteniendo que la solución se vuelva inerte mediante el pasaje de nitrógeno en ella. Esto es seguido por la adición sucesiva con agitación del sistema de iniciador que consiste de 1.66 g de
dihidrocloruro de 2, 2' -azobisamidinopropano (disuelto en 20 g de agua totalmente exenta de iones), 3.3 g de peroxidisulfato de potasio (disuelto en 150 g de agua totalmente exenta de iones), y también 0.3 g de ácido ascórbico (disuelto en 25 g de agua totalmente exenta de iones) . Se deja reposar la solución de reacción sin agitación. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la cual la temperatura se eleva a aproximadamente 110° C, produce un gel sólido. Lotes de 1000 g del gel preparado de esta forma son triturados mecánicamente en presencia de una solución que contiene cantidades diferentes de silicato de sodio al 27% (de MERCK) en NaOH al 50% y después tratados una vez más en un extrusor de mezclado. Las particulas de gel resultantes son secadas en una corriente de aire caliente a una temperatura de 170° C y después molidas y tamizadas. Los niveles de uso y los datos de producto de los ejemplos de preparación 16 a 19 aparecen a continuación en la tabla 3: Tabla 3 Ejemplo Silicato de NaOH al 50% pH sodio (para (para 1000 1000 g de g de gel) gel) g comparación 16 18.35 4.4 invención 17 30.8 4.3 invención 18 61.7 4.3
invención 19 123.3 4.5
E emplo CRC AUL GLP g/g ( 21 g/ cm- ) 10"7 crrrsec/g comparación 16 20 . 7 10 . 8 2 . 5 invención 17 17 . 2 15 . 4 14 invención 18 17 . 7 15 . 3 23 invención 19 18 . 7 15 . 6 27 E emplo de comparación 20 En condiciones adiabáticas, se carga un frasco de reacción cilindrico de cuello ancho de 5 litros con 2942 g de agua totalmente exenta de iones enfriada a una temperatura ae 10° C, y se disuelven ahi 1000 g de ácido acrilico y también 4.5 g de pentaeritritoltrialileter . Se para nitrógeno en la solución de monómero a una velocidad de aproximadamente 2 1/rt??n durante aproximadamente 20 minutos para disminuir el contenido de oxigeno. A un contenido de 0_ de 1.5 ppm, se agrega una solución de 0.52 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobisamidmopropano en 25 g de agua totalmente exenta de iones, seguido, después de pasaje de N_ adicional y a un contenido de 02 de 1.3 ppm, por 12 g de una solución ae H 0 de 0.47% y finalmente, a un contenido de 0_ de 1.0 ppm, por 16.5 g de una solución de ácido ascórbico al 0.1% en peso. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la caal la temperatura se elevó a aproximadamente 70° C, produce jn gel
sólido que es subsecuentemente sometido a trituración mecánica. Lotes de 1000 g del gel preparado de esta forma son triturados mecánicamente y neutralizados con NaOH (ejemplo 20) o bien con silicato de sodio al 27% (de MERCK) (ejemplos 21 - 24) y subsecuentemente tratados una vez más en un extrusor de mezclado. Las particulas de gel resultantes son secadas en una corriente de aire caliente a una temperatura de 100° C y después molidas y tamizadas. Los niveles de uso y los datos de producto de los ejemplos de preparación 20 a 24 aparecen a continuación en la tabla 4: Tabla 4 Ejemplo Silicato de NaOH al 50% PH sodio (p;ara (para 1000 1000 g cie g de gel) gel) g comparación 20 75 4.36 invención 21 244 4.03 invención 22 305 4.25 iinnvveenncciióónn 2233 3 35500 4.36 invención 24 400 4.50
Ejemplo CRC GLP g/g 10"1 cm3sec/g comparación 20 29.5 1 invención 21 4.03 12
invención 22 4.25 17 invención 23 4.36 21 invención 24 4.50 25 Ejemplo de la invención 25 En condiciones adiabáticas, se carga un frasco de reacción cilindrico de cuello ancho de 5 litros con 2840 g de agua totalmente exenta de iones enfriada a una temperatura de 10° C. Se disuelven 77.0 g de silicato de sodio al 35% de MERCK (27% en peso de Si02+ 8% en peso de Na20) y 1040 g de ácido acrilico y también 10.4 g de pentaeritritoltrialileter, en la carga inicial. El silicato y el ácido acrilico tienen que ser agregados lentamente y en el orden correcto para evitar la precipitación del silicato de sodio. Se pasa nitrógeno en la solución de monómero a una velocidad de aproximadamente 2 l/min durante aproximadamente 20 minutos para disminuir el contenido de oxigeno. A un contenido de 02 de 1.5 ppm, se agrega una solución de 0.52 g de dihidrocloruro de 2,2'-azobis (2-amidinopropano) en 25 g de agua totalmente exenta de iones, seguido después del pasaje de N adicional a un contenido de 02 de 1.3 ppm por 12.165 g de una solución de H202 al 0.47% y finalmente, a un contenido 02 de 1.0 ppm por 16.0 g de una solución de ácido ascórbico al 0.1%. La polimerización subsecuente, en el transcurso de la cual la temperatura se eleva a aproximadamente 75°C, produce un gel sólido subsecuentemente sometido a trituración mecánica. Se
mezclan 1000 g del gel triturado con 198 g de una solución de hidróxido de sodio acuoso al 50% en peso y se pasa dos veces a través de un extrusor de mezclado, y las particulas de gel resultantes son secadas en rodillo a una temperatura superficial de secadora de aproximadamente 180°C, molidas y tamizadas . El producto obtenido se caracteriza esencialmente, inter-alia, por los siguientes datos físicos (todos medidos en NaCL al 0.9%) : Capacidad de absorción bajo carga (AUL, 21 g/crtr) : 21.6 g/g, Retención de centrifugación (CRC) : 30.0 g/g. 100 g del producto obtenido fueron roseados con 10.00 g de una solución homogénea que consiste de 3.83 g de 1,2-propandiol, 4.05 g de agua, 2.0 g de una resina de poliamidoamina en una solución acuosa de 15% (RESAMIN VHM 3608® de CLARIANT GmbH) y 0.12 g de Al:(S0 )a'18 H20 en un ensamble de mezclado de polvo y fueron tratados térmicamente a una temperatura de 140°C durante 120 minutos . El producto obtenido fue caracterizado por los siguientes datos físicos (todos medidos en NaCl al 0.9%): Retención de centrifugación: 26 g/g AUL (60 g/cm2) : 24 g/g GLP : 62 (10"" cm3sec/g) . Ejemplo de Comparación 25 La polimerización se efectúa de manera totalmente análoga al
ejemplo de la presente invención 25, excepto que no se emplea silicato de sodio y en su lugar se emplean 214 g de NaOH al 50% en peso para 1000 g de gel de polímero en la neutralización subsecuente. El secado y la molienda son también idénticos al Ejemplo de la presente invención 25. El producto obtenido se caracteriza esencialmente, inter alia, por los siguientes datos físicos (todos medidos en NaCl 0.9%) : Capacidad de absorción bajo carga (AUL, 21 g/cm2) : 12.0 g/g Retención de centrifugación (CRC) : 32.8 g/g. 100 g del producto obtenido fueron reticulados superficialmente posteriormente también de una manera totalmente análoga al Ejemplo 25 de la presente invención para obtener un producto caracterizado por los siguientes datos físicos (todos medidos en NaCl al 0.9%) : Retención de centrifugación: 28 g/g AUL (60 g/cm2) : 24 g/g GLP : 33 (10"7 cmsec/g) .