MXPA01005304A - Gel de poli(oxido de etileno) inducido con humedad, metodo para hacer el mismo y articulos que usan el mismo. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo para hacer un poli(oxido de etileno) modificado mediante el injertar y polimerizar al mismo monomeros organicos que contienen un grupo funcional de trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para formar un grupo silanol, tal como el metacriloxipropil trimetoxi silano sobre el poli (oxido de etileno). La polimerizacion e injerto se logra mediante el mezclar el poli(oxido de etileno), el monomero o monomeros que contienen silano y un iniciador y aplicando calor. Preferiblemente, el metodo es un proceso reactivo-extrusion. Despues de la polimerizacion de injerto el poli (oxido de etileno) modificado puede ser expuesto o sometido a condiciones de humedad relativamente altas, provocando por tanto el enlazamiento cruzado y la formacion de una estructura que es capaz de absorber cantidades relativamente grandes de agua salada. El poli(oxido de etileno) modificado resultante tiene propiedades mejoradas sobre los articulos similarmente procesados de poli(oxido de etileno) no modificado.

Description

GEL DE POLI (OXIDO DE ETILENO) INDUCIDO CON HUMEDAD, MÉTODO PAR HACER EL MISMO Y ARTÍCULOS QUE USAN EL MISMO.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención esta dirigida a un méto para modificar el poli (óxido de etileno) . Más particularmente, presente invención está dirigida a modificar el poli (óxido etileno) que enlaza en forma cruzada con la exposición a humedad y también es procesable con fundido. La presen invención también se refiere a artículos hechos de poli (óxido etileno) modificado que son capaces de absorber cantidades fluido relativamente grandes.

.ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los productos para el cuidado person desechables, tales como forros para bragas, pañales, tapone etc., son de una gran conveniencia. Tales productos proporcion el beneficio de un uso sanitario de una vez y son convenient debido a que éstos son rápidos y fáciles de usar. Sin embargo, desecho de tales productos es una preocupación debido al espac de llenado de tierras limitado. La incineración de tal productos no es deseable debido a las preocupaciones en aumen acerca de la calidad del aire y los costos y dificultad asociadas con la separación de tales productos de otros artícul no incinerables desechados. Consecuentemente hay una necesida productos para el cuidado personal biodegradables.

El poli (óxido de etileno) ("PEO") es uno de u muy pocos polímeros que son ambos procesables térmicament solubles en agua. El poli (óxido de etileno) ha sido mostrado c que es biodegradable bajo una variedad de condiciones. El trab inicial se hizo con el poli (óxido de etileno) N-80 (p molecular -200,000) el cual está comercialmente disponible Union Carbide. Esta clase de poli (óxido de etileno) es adecu para el procesamiento de extrusión en una película. Sin embar las películas resultantes tienen una resistencia a la tens relativamente baja, una baja ductilidad y son quebradiz Típicamente, los valores son de una tensión al rompimiento de mega paséales y un alargamiento al rompimiento de 220%. En forma no modificada, el poli (óxido de etileno) de peso molecu superior no es térmicamente procesable. La fractura de fundid la vaporización excesiva son observadas al ser extruído poli (óxido de etileno). Las resinas resultantes no pue fraguarse en películas delgadas si no tienen propiedades que útiles para las aplicaciones de cuidado personal.

Un requerimiento clave para lograr un produ para el cuidado personal esencialmente biodegradable, tal como pañal es el de identificar y utilizar un material absorbe biodegradable que proporcione los niveles esperados de protecc al filtrado. Hay una amplia variedad de polímeros biodegradabl con el potencial para ser un absorbente funcional, pero en estado actual del desarrollo, ninguno proporciona la protecci al filtrado de los poliacrilatos de sodio. Sin embargo, l poliacrilatos de sodio no son degradados apreciablemente sistemas microbiales mezclados a menos que éstos sean tan baj en peso molecular (500-700 g/mol) que estos no funcionen co absorbentes .

Consecuentemente, hay una necesidad de product para el cuidado personal absorbentes y biodegradables que s hechos de materiales que pueden ser procesados en for relativamente fácil tal como mediante el procesamiento térmico manera que éstos pueden ser fácilmente fabricados en un ran amplio de estructuras, tales como películas, espumas y tejid fibrosos. Las resinas solubles en agua actualmente disponibles son prácticas para el procesamiento con fundido de películas fibras delgadas para aplicaciones para el cuidado personal. que se requiere en el arte por tanto es una resina soluble agua que supere las dificultades asociadas con el procesamien de fundido mientras que también posea unas buenas característic de absorción de agua salada y las formas funcionales hechas de misma sean aún absorbentes, flexibles y biodegradables. L ejemplos de las resinas solubles en agua incluyen poli (óxidos alquileno) tales como PEO, poli (etilenglicoles) , copolímeros bloque de óxido de etileno y de óxido de propileno, poli (alco vinílico) y poli (alquil viníl éteres) .

SÍNTESIS DE LA INVENCION La presente invención está dirigida a méto para mejorar las características de absorción de agua salada las formas funcionales hechas de poli (óxido de etile modificado injertado con silano de la presente invención mient que se mantiene la procesabilidad con fusión del poli (óxido etileno) modificado e injertado con silano así como la suavi y la flexibilidad de los productos para el cuidado perso hechos del mismo. Más particularmente, la presente invención refiere a métodos para modificar el poli (óxido de etileno) p mejorar sus características de absorción de agua salada mient que se retiene su procesabilidad de fundido mediante el injert los monómeros orgánicos que contienen grupos funcionales trialcoxisilano, tal como metacriloxipropiltrimetoxisilano, o mitad que reacciona con agua para formar un grupo silanol, so el poli (óxido de etileno) . El injerto se logra mediante combinar el poli (óxido de etileno) , el monómero o monómeros q contienen silano, un iniciador y aplicar el calor. En u incorporación preferida el método de modificación es un proce de extrusión reactivo. Los polo (óxidos de etileno) modificados acuerdo con esta invención tienen características de absorción agua mejoradas y de procesamiento de fundido y pueden procesadas térmicamente en películas, fibras, espumas y ot artículos los cuales tienen propiedades mejoradas sobre películas, fibras, espumas y artículos similarmente procesados las composiciones de poli (óxido de etileno) no modificadas.

Para superar las desventajas del arte previo, e invención enseña un método para injertar monómeros orgánicos contienen un grupo funcional de trialcoxisilano o monómeros contienen una mitad que reacciona con agua para formar un gr silanol, sobre el poli (óxido de etileno) en el fundido. modificación del poli (óxido de etileno) produce un polímero no enlaza en forma cruzada durante el procesamiento con fus sino que más bien puede ser procesado en formas funcionales, como fibras, películas, espumas y similares. No obstante es cuando estás formas funcionales hechas del polímero modificado la presente invención son expuestas o sometidas a condiciones humedad relativamente altas, éstas se enlazan en forma cruz unas con otras y forman un gel que es capaz de absor cantidades relativamente grandes de agua salada. Adicionalmen las resinas de óxido de polietileno modificadas de acuerdo con presente invención pueden ser solidificadas en pelotillas para procesamiento térmico posterior en formas útiles, tal c películas, fibras, espumas y otras formas útiles las cuales a vez son útiles como componentes en productos para el cuid personal. Los productos para el cuidado personal resultantes suaves y flexibles y biodegradables.

Como se uso aquí, el término "copolímero injertos" significa un copolímero producido por la combinac de dos o más cadenas de características constitucionalment configuracionalmente diferentes, una de las cuales sirve como cadena principal de columna, y por lo menos una de las cua está unida en algún punto o puntos a lo largo de la column constituye una cadena lateral. Como se uso aquí, el térm "injerto" significa la formación de un polímero mediante la un de las cadenas o especies laterales en algún punto o puntos a largo de la columna de un polímero padre. (Véase Sperling, L. Introducción a la Ciencia del Polímero Físico 1986 páginas 44 la cual se incorpora por referencia aquí en su totalidad) .

La modificación de las resinas de poli (óxido etileno) con los pesos moleculares de inicio de entre alrede de 3,350 g/mol y 8,000,000 g/mol son útiles en la prese invención. La modificación de las resinas de poli (óxido etileno) con pesos moleculares de inicio de entre alrededor 300,000 g/mol a alrededor de 8,000,000 g/mol permite a resinas de poli (óxido de etileno) modificadas al ser jaladas películas con los grosores de menos de alrededor de 0.5 milési de pulgada . Las modificaciones de las resinas de poli (óxido etileno) con los pesos moleculares de inicio de entre alrede de 400,000 g/mol alrededor 8,000,000 g/mol se prefiere para fabricación de películas. Las películas jaladas de composiciones de poli (óxido de etileno) modificadas tienen mej suavidad, flexibilidad, y mayor claridad que las películas ja de poli (óxido de etileno) de peso molecular no modificado. procesamiento térmico de las películas de poli (óxido de etile de peso molecular alto modificadas de acuerdo con esta invenc también resulta en películas con propiedades mecánicas mejora sobre las películas similarmente procesadas de películas poli (óxido de etileno) de peso molecular bajo no modificadas.

La modificación de las resinas de poli (óxido etileno) con los pesos moleculares de inicio de entre alrede de 50,000 g/mol alrededor de 400,000 g/mol permite a las resi de poli (óxido de etileno) modificadas el ser extruídas en fib usando procesos de hilado de fundido convencionales. modificación de las resinas de poli (óxido de etileno) con l pesos moleculares de inicio de entre alrededor de 50,000 g/mol alrededor de 200,000 g/mol se prefiere para la fabricación fibras. La modificación del poli (óxido de etileno) de acuerdo c esta invención mejora las propiedades de fundido del poli (óxi de etileno) permitiendo a dicho poli (óxido de etileno) modifica al ser fundido y atenuado en fibras. Por tanto, el poli (óxido etileno) modificado puede ser procesado en fibras absorbentes agua usando ambos procesos de soplado con fusión y de unido c hilado los cuales son útiles para los forros, las cubiert exteriores de tipo de tela, etc., en los productos persona desechables con descarga de agua. El poli (óxido de etile modificado puede ser procesado en fibras básicas absorbentes agua para usarse en tejidos unidos y cardados o en estructu colocadas por aire.

Estas y otras características y ventajas de presente invención serán evidentes después de un revisión de siguiente descripción detallada de las incorporaciones descri y de las reivindicaciones anexas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS INCORPORACIONES DESCRITAS La presente invención comprende un poli (óxido etileno) injertado que, con la exposición a la humedad, se enl en forma cruzada en una estructura de gel capaz de absor cantidades de fluidos relativamente grandes, tal como el agu el agua salada. De acuerdo con la presente invención, poli (óxido de etileno) es polimerizado e injertado con una mi orgánica capaz de la polimerización de injerto con poli (óxido etileno) cuya mitad contiene un grupo funcional trialcoxisilano o cuya mitad reacciona con agua para formar grupo silanol . La resina de poli (óxido de etileno) modificada injertada con silano puede ser procesada térmicamente en for funcionales, tal como películas, fibras y espumas. Cuando es formas funcionales son expuestas a la humedad, ocurre reacción de enlazamiento cruzado. Mediante el mecanismo mostr abajo, para proporcionar una estructura de gel capaz de absor cantidades relativamente grandes de agua, tal como más de gramos de agua salada por gramo de polímero bajo condiciones hinchado libre.

Los polímeros solubles en agua útiles en presente invención incluyen, pero no se limitan a poli (óxidos alquileno), tal como poli (óxido de etileno) ("PEO poli (etilenglicoles) , copolímeros de bloque de óxido de etil y de óxido de propileno, poli (alcohol vinílico) y poli (alq viníl éteres) . Estos polímeros solubles en agua deben ser capa de injertar por polimerización con una mitad orgánica contiene un grupo funcional de trialcoxisilano una mitad reacciona con agua para formar un grupo silanol . El polím soluble en agua preferido para usarse en la presente invención poli (óxido de etileno) . El proceso para la polimerización injerto del poli (óxido de etileno) con metacriloxipro rialcoxisilano seguido por el enlazamiento cruzado con exposición a la humedad está mostrado abajo.

Polimerización de injerto de poli (óxido etileno) con metacriloxipropiltrialcoxisilano seguido por exposición a la humedad + SiíRo ' Dado que el enlazamiento cruzado de el poli (ó de etileno) modificado e injertado con silano no oc normalmente durante el procesamiento térmico, el poli (óxido etileno) modificado e injertado de la presente invenc proporciona un procesamiento térmico más robusto en las for funcionales. Además, dado que el proceso de la formación poli (óxido de etileno) modificado e injertado con silano de presente invención no requiere el uso de soluciones acuosas, que no hay pasos de evaporación costosos y consumidores de tie involucrados .

Las resinas de poli (óxido de etileno) útiles p la modificación de injerto de acuerdo con la presente invenc incluyen pero no se limitan a las resinas de poli (óxido etileno) que tienen pesos moleculares aproximados inicialme reportados variando de desde alrededor de 10,000 g/mol alrededor de 8,000,000 g/mol como se determino por las medicio reológicas. Tales resinas de poli (óxido de etileno) es comercialmente disponibles de como por ejemplo, de Union Carb Corporation que tiene oficinas en Danbury, Connecticut, y que venden bajo las designaciones de comercio POLYOX®205, POLYOX® 10, POLYOX® N-80, POLYOX® WSR N-750, POLYOX® WSR N-12K POLYOX®UCARFLOC® polímero 309.

Las fibras, películas y espumas pueden hace usando métodos de procesamiento convencionales de resinas poli (óxido de etileno) comercialmente disponibles cuando modifican de acuerdo con la invención. Las resinas de poli (óx de etileno) útiles para la modificación para los propósitos fabricación de fibra incluyen, pero no se limitan a las resi de poli (óxido de etileno) que tienen pesos molecula aproximados reportados iniciales variando de desde alrededor 50,000 g/mol a alrededor de 400,000 g/mol. Los pesos molecula superiores son deseados para aumentar las propiedades mecáni y físicas y bajar los pesos moleculares es deseado para facili de procesamiento. Las resinas de poli (óxido de etileno) deseab para hacer papel tienen pesos moleculares que varían de de 50,000 a 300,000 g/mol antes de la modificación en donde resinas de poli (óxido de etileno) más deseadas para fabricación de fibras tienen pesos moleculares que varían desde 50,000 a 200,000 g/mol antes de la modificación. composiciones de poli (óxido de etileno) modificadas de resinas de poli (óxido de etileno) dentro de las resinas arr mencionadas proporcionan balances deseables entre las propie mecánicas y físicas y las propiedades de procesamiento. T resinas de poli (óxido de etileno) dentro de los rangos arr preferidos está comercialmente disponibles de Union Carb Corporation y son vendidas bajo las designaciones de ma POLYOX®N-750, POLYOX® WSR N-10 y POLYOX® WSR N-80. Estas t resinas han reportado pesos moleculares aproximados, como determino por medio de mediciones reológicas, de alrededor 100,000 g/mol a 300,000 g/mol.

Otras resinas de poli (óxido de etile disponibles por ejemplo, de Union Carbide Corporation, dentro los rangos de peso molecular arriba aproximados se venden b designación de comercio WSR N-750, WSR N-3000, WSR-3333, WSR-20 WSR-N-12K, WSR-N-60K, WSR-301, Coagulante, WSR-303. (vé POLYOX®: Resinas solubles al agua, Union Carbide Chemicals Plástic Company, Inc. de 1991 la cual se incorpora aquí referencia en su totalidad. Ambos el polvo de poli (óxido etileno) y las pelotillas de poli (óxido de etileno) se pue usar en esta invención ya que la forma física del poli (óxido etileno) no afecta su comportamiento en el estado fundido pa las reacciones de injerto. Esta invención ha sido demostrada p el uso del poli (óxido de etileno) en forma de polvo como suministró por Union Carbide. Sin embargo, las resinas poli (óxido de etileno) que van a ser modificadas pueden s obtenidas de otros proveedores y en otras formas, tales co pelotillas. Las resinas de poli (óxido de etileno) y l composiciones modificadas pueden opcionalmente contener vari aditivos, tal como plastificantes, auxiliares de procesamient modificadores de reología, antioxidantes, estabilizadores de l ultravioleta, pigmentos, colorantes, aditivos de resbalad agentes antibloque, etc., los cuales pueden ser agregados ant o después de la modificación.

Los monómeros orgánicos capaces de polimerización de injerto con poli (óxido de etileno) cuy monómeros contienen un grupo funcional de trialcoxisilano o mitad que reacciona con agua para formar el grupo silanol útiles en la práctica de esta invención. El grupo funciona trialcoxisilano tiene la siguiente estructura: OR2 R,O. I /OR, Si en donde R1# R- y R, son grupos de alq independientemente teniendo de 1 a 6 átomos de carbono, término "monómero (s) " como se uso aquí incluye los monóme oligómeros, polímeros, mezclas de monómeros, oligómeros polímeros y cualesquier otras especies químicas reactivas cuales son capaces de la unión covalente con el polímero pad poli (óxido de etileno) . Los monómeros etilénicamente insatura contienen un grupo funcional de trialcoxisilano son apropia para esta invención y son deseados . Los monómeros etilénicame insaturados deseados incluyen acrilatos y metacrilatos. monómero etilénicamente insaturado particularmente deseado contiene un grupo funcional de trialcoxisilano es me t a c ri l oxiprop i l t rime toxi s i l ano . metacriloxipropiltrimetoxisilano está comercialmente disponi de Dow Corning, tendiendo oficinas en Midland, Michigan, baj designación de comercio Z-6030 silano. otros monóm etilénicamente insaturados adecuados que contienen el grupo trialcoxisilano funcional incluyen, pero no se limita metacriloxietilotrimetoxisilano, metacriloxipropiltrietoxisil me t r a c r i l o x i p r o p i l t r i p r o p o x i s i l a n acri loxiprop i l met i l odime toxi s i l a ns , a c r i l o x i p r o p i l t r i m e t o x i s i l a n o , metacriloxipropi lmet ildietoxi s il ano , metacriloxipropilmetildimetoxisilano y 3 -metacriloxipropil t (metoxietoxi) silano. Sin embargo, se contempla que un ra amplio de monómeros vinílico y acrílico que tienen gru trialcoxisilano funcionales o una mitad que reacciona fácilme con agua para formar un grupo de silanol tal como el clorosil o un acetoxisilano, proporciona los efectos deseados poli (óxido de etileno) y son monómeros efectivos para injerta acuerdo con la presente invención.

La cantidad del monómero orgánico que tiene grupos de trialcoxisilano funcionales o los grupos funciona formadores de silanol en relación a la cantidad de poli (óxido etileno) pueden variar de desde alrededor de 0.1 a alrededor 20% por peso del monómero al peso del poli (óxido de etilen Deseablemente la cantidad de monómero debe exceder de 0.1% peso a fin de suficientemente mejorar el procesamiento poli (óxido de etileno) . Un rango de niveles de injerto e demostrado en los ejemplos. Típicamente, los niveles de adic de monómero están entre alrededor de 1.0% y alrededor de 15% peso de la resina de poli (óxido de etileno) de ba particularmente, entre alrededor de 1.0% y alrededor de 10% peso de la resina de poli (óxido de etileno) de ba especialmente entre alrededor de 1.5% y alrededor de 5.5% peso de la resina de poli (óxido de etileno) de base.

Una variedad de inciadores puede ser útil en práctica de esta invención. Cuando el injerto es logrado media la aplicación de calor, como en el proceso de reacción-extrusi es deseable el que el iniciador genere radicales libres a tra de la aplicación de calor. Tales iniciadores son generalme mencionados como iniciadores térmicos. Para que el inicia funcione como una fuente útil de radicales para el injerto, iniciador puede ser comercialmente y fácilmente disponib estable a las condiciones ambiente o refrigeradas, y gene radicales a temperaturas de reacción-extrusión.

Los compuestos que contienen un enlace de 0-0, S, o N=N pueden ser usados como iniciadores térmicos. compuestos que contienen enlaces 0-0 ; por ejemplo, los peróxid son comúnmente usados como iniciadores para la polimerización injerto. Tales iniciadores de peróxido comúnmente usa incluyen: peróxidos de alquilo, dialquilo, diarilo y arilalqu tal como peróxido de cumilo, peróxido de t-butilo, peróxido di-t-butils, peróxido de dicumilo, peróxido de cumilo y buti 1 , 1-di-t-butil peroxi-3 , 5 , 5-trimetilciclohexano, 2 , 5-dimeti 2, 4, di (t-butilperoxi)hexano, 2,5-dimetilo-2,5-bis( butilperoxi) hexine-3 y bis (a-t-butilo peroxiisopropilbencen peróxidos de acilo tal como peróxidos de acetilo y peróxidos benzoilo; hidroperóxidos tales como hidroperóxido de cumilo, butil hidroperóxido, p-metano hidroperóxido, hidroperóxido pinano e hidroperóxido de eumeno; perésteres o peroxiéste tales como t-butil peroxipivalato, t-butilo peroctoato, t-but perbenzoato, 2 , 5-dimetilhexilo-2 , 5-di (perbenzoato) y t-but di(perftalato) ; peróxidos de alquilsulfonil peroximonocarbonatos de dialquilo; peroxidicarbonatos dialquilo; diperoxicetales ; peróxidos de cetona tal como peróxi de ciclohexanona y peróxido de metil etil ceto Adicionalmente, los compuestos azo tales como 2,2 azobisisobutyronitrilo abreviados AIBN, 2 , 2 ' -azobis (2 , dimetilpentanenitrilo) y 1, 1 ' -azobis (ciclohexanecarbonitril pueden ser usados como el iniciador. Esta invención demostrado en los siguientes ejemplos por el uso de un líquid un iniciador de peróxido orgánico disponible de R. T. Vanderbi Company, Inc., de Norwalk, CT, vendido bajo la designación comercio peróxido V.AROX DBPH el cual es un iniciador de radic libre y comprende 2,5- (tert butilperoxy) -2 , 5-dimetilo hexa junto con las cantidades más pequeñas de di (tert butilperóxido Otros iniciadores también pueden ser usados, tal como LUPERSOL® 101 y LUPERSOL® 130 disponible de Elf Atochem de N America, Inc. de Philadelphia, Pennsylvania.

Una variedad de recipientes de reacción pueden útiles en la práctica de ésta invención. La modificación poli (óxido de etileno) puede llevarse a cabo en cualesqu recipiente siempre que el mezclado necesario del poli (óxido etíleno, del monómero y del iniciador se logre y se proporci suficiente energía térmica para afectar el injerta Deseablemente, tales recipientes incluyen un dispositivo mezclado adecuado, tal como los extrusores Braben Plasticordes, Haake, las mezcladoras Bandbury, los extrusores tornillo único o múltiple, o cualesquier otros dispositivos mezclado mecánico los cuales pueden ser usados para mezcl combinar, procesar o fabricar polímeros. En una incorporac deseada, el dispositivo de reacción es un extrusor de torni gemelo contra giratorio, tal como un extrusor Haake disponible Haake, 53 West Century Road, Paramus, New Jersey 07652 o extrusor de tornillo gemelo contragiratorio, tal como un extru de combinación de tornillo gemelo ZSK-30 fabricado por Werne Pfleiderer Corporation de Ramsey, New Jersey. Deberá notarse pueden ser usados una variedad de extrusores para modificar poli (óxido de etileno) de acuerdo con la invención siempre que mezclado y el calentamiento ocurran.

La presente invención está además ilustrada los siguientes ejemplos los cuales no deben ser considerados ninguna manera como que imponen limitaciones sobre el alcance la misma. Por el contrario, se entiende claramente que d acudirse a varias otras incorporaciones, modificaciones equivalentes de la misma las cuales, después de la lectura de descripción dada aquí puede sugerirse a sí misma a aquel expertos en el arte sin departir del espíritu de la prese invención y/o la del alcance de las reivindicaciones anexas.

EJEMPLO 1 Material El óxido de polietileno ("PEO"), suministrado p Union Carbide bajo el nombre de resinas solubles en agua POLYO fue usado. El POLYOX WSR-205 tiene un peso molecular alrededor de 600,000 gramos por mol y fue usado en forma polvo. El monómero de vinilo polar reactivo usado fue (trimetoxisilil) propil metacrilato suministrado por Aldri Chemical Company fabricado por Dow Corning bajo la marca, D Corning Z-6030 Silano. El iniciador de peróxido usado fue Var DBPH, suministrado por R.T. Vanderbit Company, Inc.

Química El monómero está compuesto de dos gru funcionales. La función de metacrilato reacciona con el óxid polietileno después de que un sitio de radical libre es inici con peróxido. La resina de óxido de polietileno modific resultante es aún térmicamente procesable siempre que ésta mantenga relativamente seca. El enlazamiento cruzado tiene lu desde el otro extremo de la molécula en la función alcoxisilano. El alcoxisilano es fácilmente hidrolizado en silanol más reactivo y el silanol condensa con el otro sila para formar una red de enlazamiento cruzado. Debido a que monómero de injerto tiene 3 alcoxilanos, cada sitio de injerto teóricamente capaz de formar tres enlaces cruzados. El uso éste tipo de monómero de injerto proporciona una res modificada con la cual, mientras que se mantiene relativame seca, puede ser fabricada en estructuras útiles, y despu cuando se expone al aire húmedo, hacerse enlazada en fo cruzada. El resultado es un material que retiene la versatili de la procesabilidad térmica en una variedad de estructuras ju con la capacidad de usar esas estructuras para la absorbenc Esta combinación inusual de características está disponi debido a la red enlazada en forma cruzada e hidrofílica que generada después de que la estructura es fabricada.

Equipo Se usó un extrusor de tornillo gemelo HAAKE escala de banca. La unidad contiene un juego de tornil gemelos cónicos contragiratorios hechos a la medida.

Diseño de Tornillo para el Extrusor HAAKE Una descripción de características generales proporciona en la Tabla 1 ya que las dimensiones exactas pue ser propiedad del fabricante del extrusor.

TABLA 1 La matriz tiene dos aberturas de 3 milímetro diámetro las cuales están separadas por 10 milímetros. Los h fueron enfriados en aire y se peletizaron subsecuentemente. sección de suministro no fue calentada más bien se enfrió agua. El extrusor tuvo tres secciones de calentamiento desd sección de suministro hacia la matriz designadas como Zona Zona 2 y Zona 3. La matriz fue designada como Zona 4.

Proceso de Extrusión Reactivo: La primera extrusión reactiva se hizo sobre extrusor de tornillo gemelo Haake de 10/1 L/D con tornil diseñados a la medida (descritos arriba) una tasa de 5 libras hora. El POLYOX 205 peletizado fue dosificado en la garganta extrusor a una tasa de 37.8 gramos por minuto con un alimenta K-Tron. En la misma manera, el peróxido Varox DBPH dosificado a una tasa equivalente a 0.25% por peso del POLYOX y el silano 6030 fue dosificado con la bomba Eldex a una tasa 2 a 5% por peso del POLYOX 205. El perfil de temperatura p las zonas de calentamiento fue de 150° , 160°, 160°, y 170° C. velocidad de tornillo fue de 150 revoluciones por minuto. hilos fueron enfriados en aire usando una banda de transporta enfriada con ventilador. Los hilos solidificados del POLYOX injertado fueron entonces peletizados usando un peletiza Conair.

Las pelotillas de muestra de éste experime fueron almacenadas bajo condiciones ambiente por cuatro mese bajo una lata humedad (33° C y 80% de humedad relativa) por si días. Las muestras de resina fueron probadas para determinar fracción de gel final de acuerdo al procedimiento descrito aba La fracción de gel es la porción de la muestra que está enlaz en forma cruzada y que ya no es soluble en agua. La fracc soluble en agua es igual a 1- (fracción de gel) .

Prueba de Fracción de Gel Una muestra de películas o de pelotilla de res con un peso de 30 a 50 miligramos es pesada en el estado sec lo más cercano a la décima de 1 miligramo. La muestra de pru es colocada en una botella de 500 mililitros a la cual se agregado 100 mililitros de agua destilada. La botella es agit sobre un agitador de laboratorio por 30 minutos a la temperat ambiente. Los contenidos de la botella son filtrados bajo va con un embudo Beuchner usando un papel de filtro Whatman de milímetros (catálogo No. 1001 55) el cual fue presecado a 60 y pesado a lo más cercano a 1 décima de un miligramo. La pa insoluble de la muestra secada junto con el papel de filtro a C por 2 horas y después se pesó para determinar el peso seco material insoluble.

El porciento de gel o la fracción de gel es to como el peso seco del material recuperado (insoluble) divi por el peso seco inicial de la muestra. Generalmente, promedio de 5 duplicados es reportado en la Tabla 2 dada ab TABLA 2 La adición del monómero y del iniciador peróxido resulta en una reducción en la presión del extruso comparación al control . La presión reducida es indicativa d viscosidad de fundido reducida. Este resultado indica que óxido de polietileno ha sido modificado en una forma que absorbente de agua y no completamente soluble en agua como resina de control (muestra 1-1) .

EJEMPLO 2 Las siguientes muestras fueron preparadas usa el mismo método y temperaturas de extrusión tal y como describió arriba en el ejemplo 1 y usando las proporciones ingredientes indicadas en la Tabla 3 dada abajo. Dado que primera muestra resultó en una presión de extrusor baja, temperaturas fueron reducidas para llevar a la presión extrusor al rango adecuado .

TABLA 3 Las pelotillas de las muestras 2-1-b, 2-2 y fueron almacenadas por aproximadamente 10 semanas b condiciones de laboratorio, se expusieron a la humedad ambien Todas las tres muestras se añejaron bajo éstas condiciones, disolvieron en agua después de permanecer durante la noche.

Las muestras de resina preparadas con triet vinil silano permanecieron solubles en agua. Este result sugiere que éste monómero no fue injertado sobre el P205 bajo mismas condiciones que las que fueron efectivas para injertar 6030. Esta reducción significante en la presión de fundido en viscosidad de fundido indica que la decisión escisión de cad del óxido de polietileno estaba ocurriendo más bien que injerto. Diferente condiciones o iniciadores pueden necesita para inducir el injerto entre el óxido de polietileno y trietoxi vinil silano.

EJEMPLO 3 Un tercer experimento reactivo fue llevado a c para evaluar el efecto del nivel de adición superior del monóm Z-6030 junto con una adición proporcionalmente superior iniciador de peróxido. El mismo diseño de tornillo y la tasa producción del ejemplo 1 fueron usados. El POLYOX 205 peletiz fue dosificado en la garganta del extrusor a una tasa de 3 gramos por minuto con el alimentador K-Tron. El silano Corning Z-6030 fue dosificado en la garganta del extrusor con bomba Eldex a una tasa de 3.78 gramos por minuto, equivalent un 10% por peso del POLYOX 205. En la misma manera, el peróx Varox DBPH fue dosificado a una tasa equivalente a 0.40% por p del POLYOX 205. Un segundo código fue corrido .a 5% por peso adición de Z-6030 con peróxido Varox DBPH dosificado a una t equivalente a 0.33% por peso del POLYOX 205. El perfil temperatura para las zonas de calentamiento fue de 150°, 16 160° , y 170° C. Los hilos fueron enfriados en aire usando banda transportadora de enfriador-ventilador. Los hi solidificados del POLYOX 205 injertados fueron ento peletizados sobre un peletizador Conair.

Las descripciones de muestra y los resultado la fracción de gel están mostrados en la Tabla 4 dada ab Estos resultados de fracción de gel fueron obtenidos despué seis meses a las condiciones ambiente seguido por una sema 80% de humedad relativa.

TABLA 4 Este resultado indica que cinco porciento de 6030 es un monómero suficiente para proporcionar un gel de óx de polietileno casi completamente enlazado en forma cruzada.

EJEMPLO 4 El Z-6030 injerto reactivo se hizo con el extru ZSK-30. Un extrusor de tornillo gemelo cogiratorio ZSK (fabricado por Werner & Pfleiderer) con 14 secciones de barri 1,338 milímetros de longitud de sección de procesamiento to fueron usados. Este primer barril no fue calentado, pero enfrió por agua. El peróxido fue inyectado adentro del barri y el monómero Z6030 fue inyectado en el barril #6. A químicos fueron inyectados a través de un inyector de boqui presurizada. La matriz tuvo cuatro aberturas de 3 milímetros diámetro, las cuales estaban separadas por 7 milímetros. hilos de polímero fueron extruidos sobre una banda enfriadora aire y se peletizaron subsecuentemente.

Las siguientes temperaturas de barril de extru (en grados centígrados) fueron puestas a los siguientes nive durante la extrusión como se muestra en la Tabla 5.- TABLA 5 La temperatura de fundido de polímero fue 195°C-205°C. Los hilos de polímero fueron enfriados sobre banda enfriadora de acero inoxidable y se peletiza subsecuentemente .

TABLA 6 Configuración de Tornillo ZSK-30 para Extrusión Reactiva La resina de polvo de óxido de polietileno alimentada al extrusor ZSK-30 con el alimentador volumétric Tron a una producción de 20 libras por hora. Los hilos de ó de polietileno modificados fueron enfriados entre las banda acero inoxidable que fueron enfriadas con agua desde el opuesto seguido por la peletización.

Los resultados están mostrados en la Tabla 7 abajo : TABLA 7 La variación en los niveles de monómero y peróxido tuvo un efecto mínimo sobre los datos de proceso par presión y fuerza de torción. La fracción de gel parta muestras 4-1 y 4-4 fue probada después de cuatro meses a temperatura ambiente y humedad y una semana de humeda temperatura elevadas (33 °C y 89% de humedad relativa.

EJEMPLO Otra corrida de extrusión reactiva sobre el ZS fue diseñada para determinar el efecto de la adición de inicia de peróxido y de las revoluciones por minuto del tornillo, cual determina el tiempo de residencia para la reacción, so las propiedades de la resina. El nivel de adición de monómer silano fue mantenido constante a 1.3% mol (basado sobre los mo de repetición de óxido de etileno) o 7.3% por peso. colocaciones estándar para la temperatura fueron las misma c se describió en el ejemplo 4.

Las colocaciones para las variables experimenta y los datos de proceso recolectados durante el experimento es mostrados en la Tabla 8 dada abajo.

TABLA 8 Colocaciones Variables y Datos de Proceso Los datos del proceso en la Tabla 8 indican efecto significante de las revoluciones por minuto del torni sobre la fuerza torcional. Nótese que una reducción en revoluciones por minuto desde 300 a 100 resulta en lecturas fuerza torcional que aumentan a casi el doble. Un aume significante pero menos dramático es observado en la presión fundido a una colocación de revoluciones por minuto reduci Los cambios en el nivel de adhesión de peróxido tienen un efe mínimo sobre la fuerza torcional o presión dentro del ra estudiado.

Resultados de Fracción de Gel Los resultados de fracción de gel 165 horas curado a 33° C, y 80% de humedad relativa están mostrados en Tabla 9 dada abajo: TABLA 9 EJEMPLO Para proporcionar la resina de óxido de etil modificada adecuada para el hilado de fibra, fue usado un óx de polietileno de peso molecular bajo, POLYOX N-80 como la res de inicio para el injerto reactivo del extrusor ZSK-30. El p molecular inicial de ésta resina fue de 200,000 gramos por m Las colocaciones de temperatura para el extrusor fueron mismas que para los ejemplos 4 y 5. Otras colocaciones proceso están mostradas en la Tabla 10 abajo: TABLA 10 El óxido de polietileno de peso molecular más b resulta en una presión de extrusor más baja en comparación POLYOX 205.

En los ejemplos que siguen la resina de óxido polietileno modificada fue convertida en una película dentro uno o dos días de la preparación de manera que la resina estaría en estado no enlazado en forma cruzada.

Para el procesamiento de película, un extrusor tornillo gemelo contragiratorio Haake fue usado con una matriz hendidura de 4 pulgadas sujetada. Un rodillo de enroll enfriado mantenido a 15°C-20°C fue usado para recolectar película. El perfil de temperatura para las cuatro zonas calentamiento fue de 170°, 180°, 180° y 190°C. La velocidad tornillo y la velocidad de enrollado fueron ajustadas de man que el grosor de película fue de 2 milésimas de pulgada a milésimas de pulgada. El proceso se dejó estabilizar antes que la película fuera recolectada. Las muestras de pelíc fueron probadas para una fracción de gel de acuerdo al método prueba previamente descrito. Además, las películas fue probadas respecto de la absorbencia de fluido (toma de gramo gramo) bajo condiciones de hinchamiento no restringidas acuerdo al siguiente método de prueba.

Toma de Gramo por Gramo (hinchado libre) Una muestra de película o de pelotilla de res con un peso de 30 a 50 miligramos es pesada en el estad seco a más cercano aun miligramo. La muestra de prueba se colocó en botella de 500 mililitros y a la cual se agregaron 100 mililit de agua destilada. La botella de agitó sobre un agitador laboratorio por 30 minutos a la temperatura ambiente. contenidos de la botella son filtrados bajo vacío con un emb Beuchner usando un papel de filtro Whatman de 55 milímetros. muestra hinchada es removida del papel de filtro y se pesó a más cercano al miligramo.

La toma de gramo por gramo es calculada como peso húmedo del material recuperado (insoluble) dividido por peso seco inicial de la muestra menos 1. Generalmente promedio de cinco duplicados es reportado. Un procedimie similar es usado con 0.9% de agua destilada de reemplazo de a salada.

Las películas de los Ejemplos 1 y 2 fue acondicionadas en un ambiente de alta humedad (80% de humed relativa a 33 °C) por 16 horas. Se cortaron 4 muestras película y se pesaron: 5% de chalanea (película seca), 5% chalanea (humedad acondicionada) , 2% de chalanea (película sec 2% de chalanea (humedad acondicionada) . Las películas fue colocadas en un recipiente de 20 mililitros de 0.9% de a salada y se mantuvieron a 35°C. Después de 16 horas en condición de hinchado libre, el líquido fue vertido fuera y gel se aisló, se secó para remover la humedad de superficie y pesó. La toma de gramo por gramo bajo estas condiciones muestra en la Tabla 11 dada abajo.

TABLA 11 Estos resultados iniciales indican la a absorbencia de las resinas de óxido de polietileno modifica cuando éstas son exitosamente injertadas y se dejan enlazar forma cruzada. Si embargo, si el injerto no es exitoso, como las muestras 7-4 y 7-5, la película responde al agua salada muc como el óxido de polietileno no modificado y de disuelve.

Toma de Fluidos Menstruales Simulados Dado que el enlazamiento cruzado del óxido polietileno por otros medios fue previamente conocido como sie un absorbente efectivo para los fluidos menstruales, películas de este experimento de extrusión también fue probadas respecto de la absorbencia con fluidos menstrua simulados .

Las muestras de películas (1.5 pulgadas por pulgadas) preparadas de POLYOX 205 injertado con 5% de Z6030, empaparon en 20 mililitros de simulador de fluidos menstrua compuestos de sangre de cero de hemocrito controlado con albúmi agregada para simular las propiedades viscoelásticas de l fluidos menstruales. Las muestras fueron empapadas pro minutos, se removieron, el exceso de fluido fue drenado de superficie se y pesaron. Este peso es usado para calcular toma saturada. La muestra es entonces colocada bajo presión 0.5 libras por pulgada cuadrada y después se pesaron de nue para determinar la toma con secante. Los resultados est mostrados abajo en la Tabla 12.

TABLA 12 Análisis Térmico La Tabla 13 abajo contiene los resultados calorimetría de exploración diferencial ("DSC") para el POL 205 injertado con Z6030 en comparación a la resina no injerta Ambas las tasas de calentamiento y de enfriamiento fueron de 2 por minuto. Hay varias notables diferencias en el polím injertado en comparación al P205 no injertado. 1. Hay un aumento significante en la temperat de cristalización (Tc) para las resinas injertadas (~40°C para resina no injertada en comparación a ~47°C para la injertada) 2. Basado sobre el segundo ciclo de calor ( cual borra los efectos de la historia de calor previos) l resinas injertadas parecen tener una temperatura de fundido baja y una temperatura de transición del vidrio ligeramen superior (Tg) en comparación a la resina no modificada.

TABLA 13 Resultados de Análisis Térmico Inicial Propiedades de Película Las propiedades de la película para el POLYOX 2 injertado con Z6030 están mostradas en la Tabla 14 abajo pa ambas condiciones ambiente y de película humedecida. Por la v de comparación, las propiedades del POLYOX 205 injertado con hidroxietil metacrilato ("HEMA") también están mostradas. general, las películas ambiente tienen propiedades similares a película injertada de hidroxietil metacrilato, particularment módulo bajo, una tensión de rompimiento alta y un alargamie alto al rompimiento. El cambio más notable para las pelíc que se han acondicionado bajo una alta humedad para inducir enlazamiento cruzado es un aumento en el módulo de película.

TABLA 14 Propiedades de Película para el Experimento de Extrusión Inicial Injertando el POLYOX 205 con Z6030 silano proporciona una estructura enlazable en forma cruzada con buena absorbencia para el agua, el agua salada y los flui menstruales simulados. Las excelentes propiedades de pelíc seca previamente obtenidas con el óxido de etileno injertado retenidas cuando Z6030 es usado como el monómero de injer Todas las películas preparadas con trietoxi vinil sil permanecieron solubles en agua.

EJEMPLO 7 Se corrió otro experimento de extrusión como experimento de control sin la adición del iniciador de peróx para confirmar la química de injerto descrita arriba. Sin iniciador de peróxido, el material resultante será una mezcla óxido de polietileno y el monómero Z6030 más bien que copolímero inj ertado .

El POLYOX 205 peletizado fue dosificado adentro la garganta del extrusor Haake descrito arriba a una tasa de 3 gramos por minuto con un alimentador . K-Tron. metacriloxipropil silano (silano Dow Corning Z-6030) dosificado en la garganta del extrusor como una bomba Eldex a tasa de 3.78 gramos por minuto, equivalente 10 por ciento peso del POLYOX 205. El perfil de temperatura para las zonas calentamiento fue de 150° , 160°, 160° y 170°C. Los hi resultantes fueron enfriados en el aire usando una ba transportadora de enfriador con ventilador. Y los hi solidificados del POLYOX 205 injertados fueron enton peletizados sobre un peletizador Conair. Una película se fra con un grosor de alrededor de 0.76 milímetros.

Fracción de Gel Una muestra de película de este experimento acondicionada 37°C y a 80% de humedad relativa por 7 días. prueba de fracción de gel usando el procedimiento descrito ar resultó en un contenido de gel de menos de 2%. En contras cuando el iniciador es incluido para promover el injerto alcoxisilano en el óxido de polietileno, la fracción de gel b un acondicionamiento similar es típicamente más de 60% aún co tiempo más corto de humedecimiento.

EJEMPLO 8 Las películas fueron preparadas de las resinas óxido de polietileno modificadas del Ejemplo 4 y las propieda mecánicas de las películas secas se probaron. Las propiedades película en la dirección de la máquina en el estado seco es mostradas en la Tabla 15 dada abajo. Los cambios en propiedades que resultan de la formación de los enlazamien cruzados bajo las condiciones de curado son evidentes. Para e tabla la condición de curado fue de 92 horas a 37°C y de 80% humedad relativa.

TABLA 15 Propiedades de Película como una Función de Curado Como los resultados indican, el enlazamie cruzado proporciona propiedades de película mejoradas. mejoras significantes son evidentes para la tensión rompimiento y la energía al rompimiento. Un aumento en el mód también es evidente, pero el módulo no aumenta los niveles son mucho muy diferentes del óxido de polietileno injertado c hidroxietilmetacrilato, con un módulo de alrededor de 165 Mp La tensión alta al rompimiento no es impactada negativamente p la reacción de enlazamiento cruzado.

EJEMPLO 9 Las películas fueron preparadas de las resinas óxido de polietileno modificadas del Ejemplo 5.

Los resultados de la fracción de gel después de y 165 horas a 33 °C y de 89% de humedad relativa están mostra en la Tabla 16 abajo, junto con los resultados para la toma gramo por gramo de 0.9% de agua salada.

TABLA 16 Los resultados indican un efecto significante las revoluciones por minuto de tornillo y un efecto mínimo nivel de peróxido. Nótese que una revolución por minuto tornillo baja, lo cual resulta en un tiempo de residencia prolongado, produce una fracción de gel, presumiblemente como resultado de un injerto superior.

En general, los datos del tiempo de cur extendido siguen el mismo patrón observado después de 26 horas curado. La revolución por minuto del tornillo (tiempo residencia) tuvo el impacto más grande, mientras que el nivel peróxido tuvo el efecto más pequeño . A notar que hay un aume global en la fracción de gel con el tiempo de curado adicion Los resultados para la toma de g/g sugieren que capacidad del óxido de polietileno enlazado en forma cruzada aumentada con un nivel inferior de enlazamiento cruzado. E relación inversa entre la capacidad y la concentración de enl cruzado es consistente con las corrientes observadas con superabsorbentes de poliacrilato y también con el enlazamie cruzado de óxido de polietileno con los uretanos. Los resulta también sugieren que los niveles más bajos del monómero enlazamiento cruzado Z6030 bajo condiciones de injerto reacti que promueven una eficiencia de injertado superior pue proporcionar una capacidad superior a un costo más bajo. tanto, para ciertas aplicaciones es deseable el que el polím tenga un nivel de formación de gel de alrededor de 2%-3% peso; deseablemente, de por lo menos de alrededor de 2% por pe Tales niveles bajos de enlazamiento cruzado también pueden usados para producir un polímero que tiene una solubilida disolución de agua retrasada.

Sin embargo, estos datos de toma son obten bajo condiciones de hinchado libre. Para la absorbencia carga (AUL) , puede ser necesaria una densidad de enlazami cruzado superior. Por tanto, para otras aplicaciones es dese que el polímero tenga un nivel de formación de gel de h alrededor de 98% por peso. Para otras aplicaciones puede deseable el tener un nivel de formación de gel de alrededo 50%-60% por peso.

Una estructura aún más ideal sería similar a poliacrilatos enlazados en forma cruzada de concha. E gradiente en el enlazamiento cruzado puede ser logrado media una aplicación de superficie de un catalizador para la reacc de enlazamiento cruzado . Tal producto puede tener un gr superior de enlazamiento cruzado sobre la superficie de un gr inferior de enlazamiento cruzado en el interior. Por tanto, p ciertas aplicaciones es deseable el tener un nivel de formac de gel de alrededor de 2% a alrededor de 60% por peso, y p otras aplicaciones un nivel de formación de gel de alrededor 50% a alrededor de 98% por peso. La capacidad para variar cantidad de formación de gel proporciona la capacidad p seleccionar las propiedades que son deseadas en el produ final .

EJEMPLO 10 Fracción de Gel Bajo Condiciones de Añejamiento de Ambiente Las muestras de película fueron almacenadas bolsas de plástico bajo condiciones de laboratorio de ambiente temperatura y la humedad disponible dentro de la bolsa plástico. Estas condiciones simulan las condiciones exposición para películas fabricadas en un componente de producto para el cuidado personal que es empacado en una bolsa plástico. Como se mostró en la Tabla 17 dada abajo, el óxido polietileno injertado con alcoxisilano enlaza en forma cruz lentamente bajo estas condiciones de almacenamiento.

TABLA 17 EJEMPLO 11 Adición de Catalizador para Acelerar la Reacc de Enlazamiento Cruzado Los resultados obtenidos para las muest preparadas hasta este momento parece que se enlazan en fo cruzada completamente después de alrededor de 7 días a humedad elevada y dentro de 18 semanas bajo condiciones almacenamiento empacado de ambiente. Basándose sobre es resultados es evidente el que puede aún ser más deseable el cr una estructura de enlazado en forma cruzada sin exponerse a alta humedad o el requerir un almacenamiento extendido a condiciones ambientales. Este obtenido puede ser satisfecho un catalizador para la reacción de enlazamiento cruzado puede identificado el cual se ha agregado justo antes de la fabricac en la estructura final. El catalizador debe acelerar la reacc de enlazamiento cruzado de manera que dicho enlazamiento cruz de la estructura ocurra bajo condiciones de almacenamiento ambiente dentro del tiempo normal entre la fabricación y el u Las pelotillas de resina obtenidas del segu experimento de fabricación sobre el óxido de polietileno ZSK (POLYOX 205 injertado reactivamente con 7.3 por ciento por p de Z6030) se recubrió con varios niveles de ácido esteár mediante el agitar las pelotillas y el polvo de ácido esteár junto en una bolsa de plástico. Dado que no hubo suficiente cualesquier muestra única para llevar a cabo el estudio catalizador, una muestra compuesta fue preparada mediante mezclar las Muestras 1-9 en una composición "promedio" úni Los niveles de adición del ácido esteárico fueron de 0, 0.1, 0 0.4, 0.6 y de 0.8 por ciento por peso. Las muestras con el ác esteárico fueron preparadas dentro de cuatro días de la extrus de reacción para minimizar el enlazamiento cruzado durante almacenamiento. Cada muestra fue fraguada en una película usa el extrusor HAAKE bajo las condiciones descritas arriba.

Observaciones de Película y Fracción de Gel Los resultados están mostrados en la Tabla 18 d abajo.

TABLA 18 Los resultados dados arriba son algo oscureci por el hecho de que la resina sin un ácido esteárico agreg tuvo una fracción de gel alta. (La fracción de gel probada las Muestras 1-9, las cuales fueron combinadas para este estud se completó después del estudio del catalizador) . No obsta esto, los resultados indican que la adición de ácido esteáric un nivel de por lo menos de 0.45 es efectiva para aumentar fracción de gel después de sólo un día de almacenamiento b condiciones ambientales. Sin embargo, los resultados tamb indican que la adición de ácido esteárico excesivo prov dificultad en la fabricación de la resina en una forma fin presumiblemente del enlazamiento cruzado prematuro adentro extrusor.

EJEMPLO 12 La resina del Ejemplo 6 (muestras 6-1) fue us para preparar los monofilamentos sobre una línea de hilado fibra de escala piloto. La línea de hilado consistió de extrusores de 3/4 de pulgada de diámetro 24:1 (longitud: diámetro) con tres zonas de calentamiento las cua alimentaron adentro de una bomba de hilado a través de una uni mezcladora estática 3/4 Koch SMX y después adentro de un paqu de hilado, desde el cual fueron hiladas las fibras monocomponente. El paquete de hilado tuvo 15 orificios de 0 milímetros de diámetro.

Las fibras de monofilamento fueron procesa usando el un extrusor con un perfil de temperatura de 170 175°C, 180°C, 180°C, 180°C, 185°C, 185°C para las zonas 1 a 3, bomba de fundido, la mezcladora y el paquete de hilado. fibras fueron enfriadas a ~26°C y se recolectaron en un estado caída libre (sin jalar hacia abajo por un rodillo de jalad Las fibras fueron recolectadas en un huso para la prueba.

Las muestras de fibra fueron expuestas al a húmedo (37°C y 80% de humedad relativa) por una semana y desp se probaron respecto de la fracción de gel de acuerdo al mét de prueba previamente descrito. Se encontró que las fib tuvieron una fracción de gel de 57% y absorbieron 21 gramos agua por gramo de fibra.

Las fibras exhibieron un hinchado significante el agua. Las fibras se cortaron a 25 milímetros de longitud y encontró que tuvieron un diámetro de 0.38 milímetros en el est seco. Después de 30 minutos de inmersión en el agua, temperatura ambiente, las fibras se hincharon a una longitud 57 milímetros y el diámetro aumentó a 2.0 milímetros. cambios dimensionales observados fueron un aumento de longitud 2.25 veces la longitud original y un aumento en el diámetro 5.2 veces el diámetro de la fibra seca.

La serie de ejemplos anteriores indica que material de la presente invención tuvo una combinación únic atributos: buena absorbencia para el agua, orina y flui menstruales junto con la capacidad de fabricar un rango ampli estructuras usando el procesamiento térmico. La capacidad generar estructuras en una forma latente (no enlazada en fo cruzada, a través del procesamiento de fundido acoplado con método fácil para inducir el enlazamiento cruzado en un mater absorbente es muy raro.

Las propiedades de absorbencia de este nu material están a un nivel intermedio entre los superabsorben de poliacrilato y la pulpa de celulosa como se muestra en Tabla 19 dada abajo.

TABLA 19 Otra propiedad benéfica proporcionada por el del óxido de polietileno como un polímero de inicio es temperatura de transición del vidrio baja. Este atributo particularmente benéfico para los productos médicos o para cuidado personal debido a que las estructuras hechas de e material son suaves y flexibles -- mucho como el polietileno polipropileno el cual es comúnmente usado para fabricar productos en estos mercados. Las propiedades de fabricació mecánicas de tipo de plástico también con buena hacen a e material altamente único. Algunos usos potenciales de presente invención están descritos abajo.

Es a el nivel de estructuras fabricadas el que procesabilidad termoplástica de la presente invención abre rango amplio de estructuras potenciales. La presente solici describe películas simples con buenas propiedades de secado y alta absorbencia. Cuando éstas películas son colocadas contacto con el fluido, éstas se hinchan significativamente ( un factor de alrededor de 3 veces la dirección transversal a máquina original. Además, las películas con la absorción fluido son transformadas de una película plástica a un mater inesperadamente elastomérico y más dócil y suave.

Las aplicaciones de película no están limitada las películas de monocapa. También están anticipadas películas de capas múltiples (coextruidas o microcapas) . películas pueden ser llenadas con partículas, tales c partículas de superabsorbente de poliacrilato, o rellenado minerales, tal como la arcilla. Las formas descritas tamb pueden ser aplicadas a las mezclas compuestas del óxido polietíleno injertado de alcoxisilano con otros polímer También una amplia variedad de estructuras laminadas posibles. Por ejemplo, las películas pueden ser laminadas estructuras no tejidas, tal como el soplado con fusión o la u con hilado. Los laminados son posibles con tejidos de tis telas tejidas. Específicamente, una capa de película de acu con la presente invención puede ser laminada entre dos capas tejidas, tal como una hoja de tisú. Las fibras de acuerdo co presente invención pueden ser laminadas con otras estructura con otras fibras hechas de el mismo o de un material difere tal como la borra. Las fibras pueden ser laminadas con pelícu del mismo o de un diferente material. Debido a que el óxido polietileno injertado con alcoxisilano tiene un punto de fus más bien bajo, los laminados pueden ser fabricados por extrus con fundido sobre el otro componente o mediante el apli presión a ambos componentes al pasar éstos a través de los pun de presión calentados.

Debido a la procesabilidad térmica del óxido polietileno injertado con alcoxisilano, la presente invenc puede ser usada para fabricar estructuras de espuma. tecnología de espuma procesada térmicamente es ampliame practicada con el polietileno mediante el utilizar agentes soplado químico y físico. El óxido de polietileno injertado alcoxisilano tiene propiedades similares al polietileno de man que se contempla que el uso de los agentes de soplado quím también producirán estructuras de espuma. Sin embargo, diferencia de las espumas de polietileno, las espumas hechas óxido de polietileno injertado de alcoxisilano deben altamente absorbentes. La extensión de la tecnología de esp para producir estructuras de tipo de red también está anticipa Los laminados también pueden ser formados de estructuras espuma. Específicamente, las espumas de acuerdo con la prese invención pueden ser laminadas con películas de los mismo diferentes materiales.

Se espera que las estructuras fibrosas puedan fabricadas con el óxido de polietileno injertado de alcoxisila Tales estructuras fibrosas incluyen los no tejidos soplados fusión y unidos con hilado, así como las fibras de bicompone y las estructuras hechas de éstos. Los filamentos que se hinc y se hacen elastoméricos cuando se ponen en contacto con fluido son posibles.

Las composiciones de la presente invención tamb pueden funcionar como un adhesivo. Por ejemplo, un pri material puede ser adherido a un segundo material mediante interponer entre los materiales primero y segundo en contacto los mismos un poli (óxido de etileno) procesado con fundido tiene polimerizado con injerto al mismo una mitad orgánica incluye un grupo funcional de trialcoxisilano o una mitad reacciona con agua para formar un grupo silanol a una temperatu elevada y que permite al material procesado con fusión enfriarse a la temperatura ambiente.

Con este rango amplio de estructuras potencia los usos del producto para el óxido de polietileno injertad alcoxisilano son enormes. Los artículos que son hechos medi el moldeado por inyección, el moldeado por soplado o termoformado también pueden hacerse de óxido de polieti injertado de alcoxisilano. Dentro del mercado del cui personal, la presente invención está muy adecuada para película elastomérica delgada para la absorción de orina o fluidos menstruales. El óxido de polietileno injertado alcoxisilano también puede ser usado como un vendaje de her para absorber el exudado de la herida. Los laminados prepar de este material también pueden ser usados como almohadillas cama absorbentes .

El cambio en las propiedades con el contacto el fluido de un plástico a un material elastomérico indican proceso de relajamiento dentro de la estructura que puede utilizado para controlar la liberación de agentes benéfic Otra aplicación es un material implantable para evitar adhesiones quirúrgicas. Las propiedades en contra de la adhes del óxido de polietileno están muy bien documentadas. E propiedad del óxido de polietileno combinada con la capacidad óxido de polietileno injertado con alcoxisilano para formar estructura de gel insoluble cuando se expone a un fluido pu proporcionar la combinación de propiedades para resolver problema significante de las adhesiones quirúrgicas.

Las propiedades del óxido de polietileno injert con alcoxisilano en el estado de gel no se han investig extensivamente. Sin embargo, debido a que éste forma un llenado con fluido fácilmente procesable éste puede ser us como un material conductor para detectar electrodos o como medio conductor para baterías de polímero. Además, hay un b potencial de que el óxido de polietileno injertado alcoxisilano puede funcionar como un medio cromatográf efectivo en el estado de gel.

La presente invención se ha ilustrado en ma detalle por los ejemplos específicos dados arriba. Se entie que estos ejemplos son incorporaciones ilustrativas y que invención no está limitada por ninguno de los ejemplos o detal de la descripción. Aquellos expertos en el arte reconocerán la presente invención es capaz de muchas modificaciones variaciones sin departir del alcance de la invención. Por tan la descripción detallada de los ejemplos se quiere que s ilustrativos y no significa que limiten en ninguna manera alcance de la invención como se establece en las siguien reivindicaciones . Más bien, las reivindicaciones anexas a deben considerarse ampliamente dentro del alcance y espíritu la invención .

Claims (35)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un método que comprende exponer a la hume un artículo hecho de poli (óxido de etileno) que tiene injert y polimerizado al mismo una mitad orgánica que incluye un gr funcional de trialcoxisilano o una mitad que reacciona con a para formar un grupo silanol, de manera que el poli (óxido etileno) polimerizado con injerto por lo menos se enl parcialmente en forma cruzada y es capaz de absorber una canti de líquido.

2. El método tal y como se reivindica en cláusula 1, caracterizado porque dicho artículo es una pelícu

3. El método tal y como se reivindica en cláusula 1, caracterizado porque dicho artículo es una fibra

4. El método tal y como se reivindica en cláusula 1, caracterizado porque dicho artículo es una espum

5. Una fibra hecha de un poli (óxido de etile procesado y fundido que tiene polimerizado e injertado al mi una mitad orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para formar grupo silanol.

6. Una película hecha de poli (óxido de etile procesada con fusión que tiene polimerizado e injertado al mi una mitad orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para formar grupo silanol .

7. Una espuma hecha de poli (óxido de etile procesada con fusión que tiene polimerizado e injertado al mi una mitad orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para formar grupo silanol .

8. Una pelotilla hecha de poli (óxido de etile procesada con fusión que tiene polimerizado e injertado al mi una mitad orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para formar grupo silanol.

9. Un método que comprende : combinar poli (óxido de etileno) , un iniciador y monómero orgánico capaz de una polimerización e injerto con di poli (óxido de etileno) , dicho monómero orgánico incluye un gr funcional de trialcoxisilano o una mitad que reacciona con a para formar un grupo silanol; someter la combinación de poli (óxido de etile el iniciador y un monómero orgánico al condiciones suficie para injertar el monómero orgánico en el poli (óxido de etilen procesar con fusión el polímero injertado en forma funcional; y someter la forma funcional a condiciones humedad suficientes para inducir por lo menos el enlazamie cruzado parcial del polímero.

10. Una estructura laminada que comprende primera capa hecha de un poli (óxido de etileno) procesad fundido que tiene injertado y polimerizado al mismo una mi orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o mitad que reacciona con agua para formar un grupo sila laminado a una segunda capa .

11. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque dicha prim capa es seleccionada de un grupo de una fibra, de una películ una espuma .

12. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque dicha segu capa hecha de poli (óxido de etileno) procesado y fundido tiene injertado y polimerizado al mismo una mitad orgánica incluye un grupo funcional de trialcoxisilano o una mitad reacciona con el agua para formar un grupo silanol.

13. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 12, caracterizada porque dicha segu capa es seleccionada del grupo de una fibra, una película y espuma .

14. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque dicha segu capa comprende una capa no tejida.

15. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 12, caracterizada porque dicha segu capa comprende una capa no tej ida .

16. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque dicha segun capa comprende pulpa de madera .

17. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada además porq comprende una tercera capa laminada a dicha primera capa.

18. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 10, caracterizada porque dicha pri capa es una película y dichas capas segunda y tercera compre hojas de material no tejido.

19. La estructura laminada tal y como reivindica en la cláusula 18, caracterizada porque dicho mate no tejido es un tisú.

20. Un adhesivo que comprende un poli (óxido etileno) procesado con fusión que tiene un injerto y polimeriz al mismo una mitad orgánica que incluye un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con el agua para for un grupo silanol.

21. Un método para adherir un primer material segundo material que comprende el interponer entre dic materiales primero y segundo y en contacto con los mismos adhesivo tal y como se reivindica en la cláusula 20, a temperatura elevada y permitiendo que dicho material procesad fundido se enfríe a la temperatura ambiente.

22. Un método que comprende el exponer a humedad un artículo hecho de poli (óxido de etileno) que ti injertado y polimerizado al mismo una mitad orgánica que incl un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona agua para formar un grupo silanol, de manera que por lo menos parte de dicho poli (óxido de etileno) injertado y polimerizado enlaza en forma cruzada y absorbe por lo menos una parte de líquido, por lo que por lo menos una parte de dicho poli (óxido etileno) polimerizado e injertado forma un nuevo gel soluble.

23. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compre hasta alrededor de 98% por peso.

24. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compre alrededor de 2% por peso.

. 25. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compren alrededor de 2%-98% por peso.

26. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compren alrededor de 2%-60% por peso.

27. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compren alrededor de 50%-60% por peso.

28. El método tal y como se reivindica en cláusula 22, caracterizado porque dicha fracción de gel compre alrededor de 50%-98% por peso.

29. Una composición de materia que compre poli (óxido de etileno) que tiene injertado y polimerizado mismo una mitad orgánica que incluye un grupo de trialcoxisil funcional o una mitad que reacciona con agua para formar un gr silanol, el poli (óxido de etileno) modificado estando por menos enlazado en forma cruzada parcialmente.

30. Una composición de materia que compre poli (óxido de etileno) que tiene injertado y polimerizado mismo una mitad orgánica que incluye un grupo de trialcoxisil funcional o una mitad que reacciona con agua para formar un gr silanol, el poli (óxido de etileno) modificado tiene una fracc de gel de hasta alrededor de 98% por peso.

31. La composición tal y como se reivindica en cláusula 30, caracterizada porque dicha fracción de gel compre alrededor de 2% por peso.

32. La composición tal y como se reivindica en cláusula 30, caracterizada porque dicha fracción de gel compre alrededor de 2%-98% por peso.

33. La composición tal y como se reivindica en cláusula 30, caracterizada porque dicha fracción de gel compre alrededor de 2%-60% por peso.

34. La composición tal y como se reivindica en cláusula 30, caracterizada porque dicha fracción de gel compre alrededor de 50%-60% por peso.

35. La composición tal y como se reivindica en cláusula 30, caracterizada porque dicha fracción de gel compre alrededor de 50%-98% por peso. R E S U M E N Se describe un método para hacer un poli (óxid etileno) modificado mediante el injertar y polimerizar al m monómeros orgánicos que contienen un grupo funcional trialcoxisilano o una mitad que reacciona con agua para forma grupo silanol, tal como el metacriloxipropil trimetoxi sil sobre el poli (óxido de etileno) . La polimerización e injert logra mediante el mezclar el poli (óxido de etileno) , el monó o monómeros que contienen silano y un iniciador y aplica calor. Preferiblemente, el método es un proceso reacti extrusión. Después de la polimerización de injerto el poli (óx de etileno) modificado puede ser expuesto o sometido condiciones de humedad relativamente altas, provocando por ta el enlazamiento cruzado y la formación de una estructura que capaz de absorber cantidades relativamente grandes de a salada. El poli (óxido de etileno) modificado resultante ti propiedades mejoradas sobre los artículos similarmente procesa de poli (óxido de etileno) no modificado. ot/S3 o<f