NO801971L - Polymere polyelektrolytter. - Google Patents

Polymere polyelektrolytter.

Info

Publication number
NO801971L
NO801971L NO801971A NO801971A NO801971L NO 801971 L NO801971 L NO 801971L NO 801971 A NO801971 A NO 801971A NO 801971 A NO801971 A NO 801971A NO 801971 L NO801971 L NO 801971L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
polymer
water
weight
acrylate
acid
Prior art date
Application number
NO801971A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel F Herman
Uno Kruse
Original Assignee
Nl Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nl Industries Inc filed Critical Nl Industries Inc
Publication of NO801971L publication Critical patent/NO801971L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Det er tilveiebrakt en polymer som er nyttig som vannabsorpsjons-middel. Polymeren inneholder fortrinnsvis reaksjonsproduktet av en olefinisk-umettet karboksylsyre, et alkylakrylat og mindre mengder av et tverrbindingsmiddel, samtlige komponenter i spesifiserte proporsjoner.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer fremstilling av polymermate-rialer, spesielt faste, vann-svellbare, vann-uopploselige polymerer som benyttes i absorberende gjenstander.
Det er foreslått forskjellige metoder for fremstilling av vann-svellbare, vann-uopploselige polymermaterialer• Slike materialer er blitt fremstilt av karboksylholdige polymerer ved polymerisasjon av karboksylsyremonomerer i nærvær av et tverrbindingsmiddel. Slike monomerer omfatter akrylsyre, maleinsyre, maleinsyreanhydrid o.l. Slike lineare karboksylatpolymerer omfatter akrylsyre-akrylat-kopolymerer, akrylsyre-akrylamid-kopolymerer, akrylsyre-olefinkopolymerer. US patentskrift nr. 3 980 663 beskriver fremstilling av slike polymerer ved at en vannopploselig polyelektrolytt med lav molekylvekt, som inneholder nukleofile karboksylioner, bringes til å reagere med et tverrbindingsmiddel med to eller flere posisjoner som er utsatt for nukleofilt an-grep av karboksylatgruppene. Et eksempel på fremgangsmåten er gitt ved reaksjonen i en vandig opplosning av et natriumsalt av en akrylsyre-metakrylat-kopolymer (fremstilt ved tilsetning av natriumhydroksyd til en latex av kopolymeren), som tverrbindes med glycerindiglycidyleter. Det resulterende produkt ble stopt til en film og herdet i en time i en ovn. Fremgangsmåten og produktet har imidlertid forskjellige ulemper. Tverrbindingsreaksjo-nen er langsom og krever særlig store torkeanordninger for å gi tilstrekkelig oppholdstid for herding. Dessuten oppnås kryss-binding ved dannelse av diesterbroer mellom lineare polymerkje-der. Slike bindinger er utsatt for hydrolyse og dermed for polymer nedbrytning. En annen ulempe ved det nevnte patent er fremstillingen av en film som bare kan danne findelt materiale ved maling. Dette resulterer i et produkt med det lave overflate/ vektforhold som er eget for film, hvilket forer til langsom vannabsorpsjon og en tendens av den svellende filmoverflate til å blokkere ytterligere vanninntrengning under en absorpsjons-test. Filmens kjerne bidrar således bare langsomt, om overhodet, med sin svelleevne.
Det er også foreslått andre polymersystemer med det formål
å tilveiebringe et vann-svellbart, vann-uopploselig materiale som er i stand til å absorbere store vannmengder uten å brytes ned eller bli gjort opploselig. Det ble fremhevet av Verbrugge i en artikkel med tittelen "Mechanism of Alkali Thickening of Acid-Containing Emulsion Polymers", gjengitt i Journal of Applied Polymer Science/bd 14, sider 897 til 928, 1970, at syreholdige latexer under noytralisering til enhver tid gjen-nomgår en felles svelleprosess som leder til fullstendig opp-loseliggjoring av de mer hydrofile polymerer. Verbrugge be-skrev spesielle noytraliseringsreaksjoner i en rekke polymerer med varierende Tg og hydrofilitet med den generelle formel metyl-metakrylat/etyl akrylat/metakrylsyre (MMA/EA/MAA) ved bruk av 20 mol-% MAA og forskjellige forhold av MMA/EA fra 50/0 til 0/80. Både viskositetsendringer og visuelle forandrin-ger ble observert i et lett mikroskop. Det er også vist arbeid ved det hbyere hydrofile område av monomeren, f.eks. ved bruk av hoye EA/MMA-innhold, som 80/20 og 70/30 EA/MAA med null MMA. Det lette mikroskop viser gradvis svelling av partiklene etter hvert som karboksylsyregruppene ble progressivt nøy-tralisert. Ved 80% noytralisering viste det seg at partiklene er så sterkt oppsvelt at faseovergangen fra fast til flytende medium så vidt kan skjelnes. Ved 90 og 100% noytralisering er partiklene borte og det er dannet en virkelig opplosning. Poly-merlatexpartikler som er mindre hydrofile, f.eks. de som ble observert fra hoye MMA-nivåer og lavere EA og MAA-nivåer, f. eks. 60/20/20 MMA/EA/MAA, resulterer i viskose geler etter noytralisering og observeres i det lette mikroskop som så vidt synlige utsvelte gelpartikler uten klar grense mellom det svelte partikkel og opplosningen. Undersøkelse med elektronmikro-skop av torket 100% noytralisert latexpartikkel viser tallrike tentakler som rager ut fra den sentrale kjerne, hvilket forer til assosiering eller sammenklebing av partikler. Dette forer i sin tur til hoy viskositet. Verbrugge beskriver deretter fremstillingen av fire EA/MAA kopolymerer, som er sterkt tverrbundet med etylenglykol-dimetakrylat på 15 og 30% nivåer. MAA-innholdet er 20 og 30%. Latex som var fremstilt ved 15% tverrbinding svelte etter noytralisering og resulterte i langt storre viskositet enn det ble oppnådd ved ikke tverrbundet polymer. Det 30% tverrbundne materiale viser på grunn av sin særde-les hoye tverrbindingstetthet hverken svelling eller viskositet.
Foreliggende oppfinnelse utgjor en bedring i forhold til de kjente vann-svellbare, vann-uopploselige polymerer/idet den kombinerer monomerer med særlig kort kjede med mindre mengder av et tverrbindingsmiddel under polymerisasjon. Den resulterende polymer danner etter noytralisering et absorberende produkt som i oppsvelt tilstand danner gelete mikrokuler/som foles torre. Sammen med absorberingsmidlenes usedvanlige tilbakeholdelse av absorberte væsker gjor dette absorberingsmidlene ifolge oppfinnelsen av stor betydning for alle produkter som krever absorpsjonsevne, f.eks. i så forskjellige gjenstander som svamp for sykehus og tannleger, menstruasjonstamponger/bleier, kjottbrett, papirservietter og engangs-avfallsmatter for kjeledyr.
Ifblge oppfinnelsen ble det uventet oppdaget en polymer, som inneholder (a) fra ca. 15 til ca. 50 vekt-% av en olefinisk-umettet karboksylsyre, (b) fra ca. 49,07 til ca.82 vekt-% alkylakrylat, hvor alkylgruppen har fra 1 til 4 karbonatomer og (c) fra ca. 0,03 til ca. 3,0 vekt-% av et tverrbindingsmiddel. Alle angitte mengder er angitt i vekt og basert på den totale vekt av polymerens komponenter.
Det tilveiebringes også et alkalisalt og et organisk aminsalt av ovenfor angitte polymer, som er nyttige som vannabsorbe-ringsmidler. Alkalisaltene kan f.eks. velges blant natrium, kalium, litium og ammonium. Organiske aminsalter kan f.eks. velges blant trimetylamin og trietanolamin.
Ved fremstilling av polymerene ifblge foreliggende oppfinnelse blir en monomer blanding som inneholder en olefinisk-umettet karboksylsyre og et alkylakrylat polymerisert i nærvær av mindre mengder av et vinyl-tverrbindingsmiddel. Tverrbinding oppnås ved at tverrbindingsmidlets vinylgrupper innfores direkte i polymerens karbon-karbon-skjelett. Dersom det kreves langva- rig motstandsdyktighet mot nedbrytning, kan hydrolyttisk stabile tverrbindingsmidler, som divinylbenzen eller triallylcyanurat benyttes.
De olefinisk-umettede karboksylsyrer som er hensiktsmessige i forbindelse med oppfinnelsen er de materialer som inneholder en aktivert karbon-til-karbon olefinisk dobbeltbinding og minst en karboksylgruppe, dvs. en syre som inneholder en olefinisk dobbeltbinding. Representative eksempler på hensiktsmessige karboksylsyrer omfatter akrylsyre, metakrylsyre, etakrylsyre, kroton-syre, mukonsyre, aconitinsyre og lignende forbindelser, likesom blandinger av dem. De foretrukne karboksylsyrene er akrylsyre og metakrylsyre.
De alkylakrylater som er hensiktsmessige i forbindelse med oppfinnelsen er de alkylakrylater hvor alkylgruppen har fra 1 til 6 karbonatomer og fortrinnsvis 1 til 4 karbonatomer. Representative eksempler på hensiktsmessige akrylater omfatter metylakrylat, etylakrylat, propylakrylat,. n-butylakrylat og iso-butylakrylat. Foretrukne akrylater er metylakrylat, etylakrylat.. og n-butylakrylat med metylakrylat som det mest foretrukne. Akrylater med lengre kjeder har en tendens til å bli hydrofobe, slik at det endelige polymersalt viser mindre svelling og vannabsorpsjon i vann og saltholdige oppiosninger.
Andre monomerer, som ikke faller innenfor den beskrivelse av monomerer som er gitt ovenfor, kan benyttes i mindre mengder, dvs. opp til ca. 8 vekt-%, forutsatt at de ikke motvirker de grunnleggende og nye trekk ved polymerene ifblge oppfinnelsen. For eksempel kan akrylamid, 2-etylheksylakrylat, hydroksy-etylakrylat og hydroksyetylmetakrylat brukes som delvis erstatning for metylakrylat eller etylakrylat,og itakonsyre, maleinsyre eller maleinsyreanhydrid kan benyttes som delvis erstatning for metakrylsyre eller akrylsyre.
Den tverrbindingsteknikk som benyttes ifblge oppfinnelsen for
å omforme vann-opplbselige polymerer til uopplbselige, vann-svellbare saltpolymerer er kjent som fri-radikal-tilsetnings-polymerisasjon. Tverrbindingsmidler som kan benyttes ifblge opp-
finnelsen er polyumettede polymeriserbare vinylmonomerer som inneholder to eller flere fri- radikal-polymeriserbare etylen-grupper. Stort sett enhver monomer som har mer enn en polyme-riserbar etylengruppe kan benyttes. Dog må monomeren være i stand til å tre inn i vinyltilsetnings polymerisasjonsreaksjo-ner med ovenfor nevnte syrer og akrylater. Illustrerende eksempler omfatter
(1) diakrylatestere og dimetakrylatestere av glykoler,
som etylenglykoldimetakrylat, propylenglykoldimetak-rylat, butylenglykoldimetakrylat og heksylenglykoldi-metakrylat;
(2) diakrylatestere og dimetakrylatestere av eter eller polyeterglykoler, som dietylenglykoldiakrylat, dietylenglykoldimetakrylat, trietylen eller tetraetylen-glykoldiakrylat og trietylen eller tetraetylenglykol-dimet akrylat; (3) allylestere av polymeriserbare umettede karboksylsyrer, som allylakrylat, metallylakrylat, allylmetakrylat, allyletakrylat, etallylakrylat, metallylmetakrylat; (4) di- eller trivinyl aromatiske forbindelser, som divinylbenzen og trivinylbenzen; (5) di- eller triallylestere av di- og tribasiske syrer, som diallylftalat, triallylcyanurat, diallylmaleat, diallylravsurt salt, triallylfosfat, diallyloksalat, diallylmalonat, diallylcitrat, diallylfumarsurt salt, diallyleter og (6) akrylat eller metakrylatestere av polyoler, som di-eller triakrylat eller metakrylatestere av trimetylol-etan, trimetylolpropan eller pentaerytritol.
For oppnåelse av de onskede polymeregenskaper er det viktig at monomerene blir polymerisert sammen i visse spesifiserte proporsjoner, skjbnt de nbyaktige proporsjoner vil variere, avhengig av de onskede polymeregenskaper. De olefinisk-umettede karboksylsyrer ifolge oppfinnelsen brukes i mengder fra ca. 15 til ca. 50 vekt-% og med fordel fra ca. 20 til ca. 40 vekt-%, basert på den totale vekt av de benyttede monomerer. Hvis den anvendte karboksylsyremengde overskrider ca. 50 vekt-%, vil det resulterende polymersalt bli for hydrofilt, mens absorbe-ring av for store vannmengder leder til (1) en opploselig polymer, (2) en viskos opplosning eller suspensjon og (3) tap av polymerens strukturelle integritet. Hvis karboksylsyremengden er mindre enn ca. 15 vekt-%,blir det resulterende polymersalt utilstrekkelig hydrofilt og absorberer vann dårlig.
Alkylakrylatene anvendes i mengder på ca. 49,07 til ca. 82 ./ vekt-% og fortrinnsvis fra ca. 59,02 til ca. 78 vekt-%, basert på den totale vekt av de anvendte monomerer. Dersom mengden av anvendt akrylat overstiger ca. 82 vekt-%, vil den resulterende polymer i saltform være utilstrekkelig hydrofil og absorbere vann dårlig. Dersom akrylatmengden er mindre enn ca. 49,07 vekt-%, vil den resulterende polymer bli for hydrofil, mens absorpsjon av for store vannmengder forer til (1) en opplose-
lig polymer, (2) en viskos opplosning eller suspensjon og (3)
tap av polymerens strukturelle integritet.
Den anvendte mengde tverrbindingsmiddel er med fordel begren-
set til en mengde fra ca. 0,03 til ca. 3,0 vekt-%, fortrinns-
vis fra ca. 0,08 til ca. 2,0 vekt-%. Denne lave mengde tverrbindingsmiddel har vist seg å være tilstrekkelig til å gjore polymersaltet vann-uopploselig, mens det bibeholder en hoy grad av vann-absorpsjonsevne. Bruk av mindre enn 0,03 vekt-% resulterer i en polymer som etter noytralisering forst og fremst virker som tykningsmiddel og mangler separat partikkelidentitet. Etter hvert som mengden av tverrbindingsmiddel okes over 0,03 vekt-%, blir den resulterende polymer mer separat og stiv og ekspansjon av saltpartiklene blir mindre mulig. Evnen til å absorbere vann avtar til et kommersielt uakseptabelt nivå, når det anvendes storre mengder tverrbindingsmiddel enn 3,0 vekt-%.
Den foretrukne polymer fremstilles av en blanding som inneholder folgende viktige ingredienser r fra ca. 20 til ca. 40 vekt-% av en olefinisk-umettet karboksylsyre, valgt blant metakrylsyre og akrylsyre; fra ca. 59,02 til ca. 78 vekt-% av et alkylakrylat, valgt blant metylakrylat, etylakrylat og n-butylakrylat; og
fra ca. 0,08 til ca. 2,0 vekt-% tverrbindingsmiddel.
De polymere bestanddeler bor bringes til å reagere så fullstendig som mulig under polymerisasjonen. Polymeren kan fremstilles ved konvensjonell polymerisasjonsteknikk, f.eks. ved opplosnings-, suspensjons- eller emulsjonspolymerisasjon på sats-, kontinuerlig eller halv-kontinuerlig basis.
Suspensjonspolymerisasjon foretrekkes, idet denne teknikk resulterer i et surt polymerprodukt i form av en granulert ut-felling med stort overflateareal med en gjennomsnittlig partik-kelstbrrelse mellom 50 og 400 mikron. Produktet synes å være sammensatt av tilvekst av mindre partikler i området 10 til 50 mikron. En stor andel av disse mindre partikler opptrer som smultringer (donuts) med stor overflate av sammenfalte kulefor-mer med 2-5 mikrons fremspring på overflatene.
Polymerisasjonsreaksjonen gjennomfbres i nærvær av en katalysator. De katalysatorer som danner frie radikaler som er nødven-dige for reaksjonen er konvensjonelle og vanligvis organiske peroksyder, uorganiske persulfater og azo-forbindelser som ge-nererer frie radikaler. Katalysatormengden er normalt fra ca. 0. 01 til ca. 2,0 vektdeler pr. 100 vektdeler av det totale mo-nomermateriale som skal bringes til å reagere. Representative eksempler på organiske peroksyder omfatter benzoyl-peroksyder, acetylperoksyd, bis(p-brombenzoyl)peroksyd, di-t-butylperoksyd, t-butyl-hydroperoksyd, dicumylperoksyd, kumen-hydroperoksyd, bis(p-metoksybenzoyl)peroksyd, 2,2<1->azo-bis-isobutyronitril o.
1. Eksempler på uorganiske persulfater omfatter ammonium-,natrium- og kaliumpersulfater. De kan anvendes for seg eller i
forbindelse med natrium- eller kaliumbisulfit. Skjbnt polymeri-sas jonen fortrinnsvis gjennomfbres med en fri radikal katalysator, kan også strålingsindusert polymerisasjon benyttes, f.eks.
med hbyenergirbntgenstråler eller gammastråler»
Hensiktsmessige, konvensjonelt brukte overflateaktive stoffer og/eller kolloider kan også benyttes under polymerisasjonsreak-sj onene.
Polymerisasjonsvarigheten og temperaturene kan variere betydelig, avhengig av monomersystemet og katalysatoren som benyttes. Polymerisasjonsreaksjonen vil vanligvis være fullfort i lopet av minst 30 minutter til flere timer ved temperaturer fra ca. 0°C til 100°C og fortrinnsvis i lopet av 1-4 timer ved 65°C
til 90°C som gir maksimal effektivitet.
Ved det foretrukne utforelseseksempel gjennomfbres suspensjonspolymerisasjon på fblgende måte. En reaktor lades med avionisert vann og et suspensjonsmiddel og luften fjernes med en inert gass. Reaktoren kan om bnsket varmes opp for opplosning av sus-pens jonsmidlet. På forhånd fastsatte mengder av olefinisk-umettet karboksylsyre og alkylakrylat tilsettes enten hver for seg eller sammenblandet. Tilsetningen kan finne sted ved romstempe-ratur eller ved reaksjonstemperaturen. Tverrbindingsmidlet og katalysatoren kan tilsettes samtidig med monomerblandingen eller for seg.
Reaktorinnholdet blir deretter agitert med konvensjonelle orga-ner og varmet opp, slik at polymerisasjonen begynner ved en temperatur nær laveste kokepunkt av monomerene. Når metylakrylat polymeriseres, ligger denne temperatur ved ca. 70°C. Reaksjonen får deretter fortsette til fullstendig polymerisasjon, hvorpå reaktorinnholdet avkjbles. Polymerproduktet kan alterna-tivt gjenvinnes fra suspensjonen ved konvensjonell filtrering eller direkte omdannes til sin saltform i suspensjonen. Det endelige suspensjonsprodukt kan dampbehandles ved ca. 100°C for fjernelse av ethvert spor av ikke-reagerte monomerer. Alterna-tivt tilsettes en sterkt reaktiv redoks-katalysator, slik at det i det vesentlige oppnås et 100% utbytte. Suspensjonen kan deretter filtreres for gjenvinning av polymeren i sin ikke-svellende sure form eller nbytralisert ved tilsetning av bereg-nede mengder av en vandig alkalisk opplosning til den endelige suspensjon for omdanning av de frie syregrupper til salt. En annen mulighet er at den filtrerte polymerkake dispergeres i vann igjen og nbytraliseres som nevnt eller tbrkes, pulverise-res og deretter nbytraliseres med alkali.
Innholdet av faste stoffer i den endelige reaksjonsblanding er gjerne fra ca. 15% til ca. 50%. Lavere faststoffinnhold kan benyttes, men er som regel uonsket fra et okonomisk standpunkt.
Det resulterende polymerprodukt i tbrket eller suspendert form kan deretter lagres eller brukes direkte i en absorberende gjenstand, f.eks. ved behandling av et substrat. Gjenstanden, som f.eks. kan være et substrat, kan behandles med syrepolyme-ren, som deretter nbytraliseres med en alkalisk opplosning for dannelse av en vann-svellbar polymer ved hjelp av konvensjonelle nbytraliseringsmetoder. Det skal bemerkes at behandlingstrin-net i forbindelse med oppfinnelsen betyr fullstendig partikkel-dispersjon på substratet eller en diskontinuerlig dispersjon0 Substratene som skal behandles kan variere innen vide grenser, avhengig av den tiltenkte bruk, men de omfatter fibersubstrat, som tremasse, cellulosevatt, papir, vevet eller ikke-vevet teks-til o.l.
Under noytralisering kan enhver hensiktsmessig organisk eller uorganisk base benyttes. Representative forbindelser omfatter natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd, litiumhydroksyd, ammonium-hydroksyd, ammoniak og natriumkarbonat. Noytralisering kan også oppnås med organiske aminer, som etanolamin, dietanolamin, trietanolamin, metyldietanolamin, butyldietanolamin, butyldietanolamin, dietylamin, dimetylamin, trimetylamin, trietylamin, tributylamin m.v., samt blandinger av disse. Den mest foretrukne base er natriumhydroksyd. Kort sagt, kan et hvilket som helst basis materiale brukes, som ikke har dårlig påvirkning på polymerkomposisjonen.
Ved fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen, og især under nbytrali-seringsreaksjonen, er det avgjbrende at man bruker minste nbd-vendige vannmengde for gjennomfbring av fullstendig og jevn reaksjon og noytralisering. Det har vist seg at effektive vannmengder som kan benyttes i forbindelse med oppfinnelsen varie-rer fra et vektforhold på ca. 4 til 10:1, fortrinnsvis ca. 5 til 7:1, hvilket gjelder forholdet total vannmengde til polymer. Når det brukes et forhold under 4:1, er det fare for at alt fritt vann raskt vil absorberes av bare en del av syrepoly-meren når denne nbytraliseres, slik at det gjenstår lite eller ikke noe vann til å' lede gjenstående nbytraliseringsmiddel til unbytr ali serte sure polymerpartikler. På den annen side vil et forhold over 10:1 medfbre et for stort energiforbruk under tbrking for at den unbdig store absorberte vannmengde skal fjernes.
For oppnåelse av fullstendig noytralisering, bor det opprettes stbkiometri mellom ekvivalentene av base som er opplost i den alkaliske nbytraliseringsopplbsning og karboksylsyreekvivalen-tene i polymerdispersjonen. Det bor således anvendes minst en ekvivalent av base, som natriumhydroksyd pr. ekvivalent av karboksylsyre, som inneholder monomerandel. Men det kan brukes så mye som et 20 ekvivalentprosent overskudd av base for sikring av at alle karboksylsyregrupper blir nådd av den nøytraliseren-de opplbsningen. Et svakt overskudd er i realiteten bnskelig for å sette fart på reaksjonen og oppnå maksimal svelling. Den overskytende alkalitet er ikke skadelig, idet den ved tbrking reagerer ved delvis å forsåpe akrylatesterleddene, særlig metylakrylat, for å gi ytterligere natriumakrylatmonomerenheter i polymerkjedens skjelett.
Tbrking av polymersaltet kan gjennomfbres på konvensjonell måte f.eks. ved "fluid-bed" tbrking, rotasjonsovnstbrking, trautbr-king, vakuumtbrking og ovnstbrking, ved tilstrekkelige temperaturer for fjernelse av i det vesentlige alt vann som er asso-siert med polymerproduktet uten at dette resulterer i polymer-nedbrytning. Produkter som inneholder opp til 5% gjenværende absorbert vann er akseptable materialer. Foretrukne tbrketempe-raturer kan ligge mellom 25°C og 150°C, fortrinnsvis mellom 80°C og 100°C.
Under tbrking blir polymersaltpartiklene sammenklumpet til en lettsmuldrende masse av faste partikler. Denne masse kan males opp for dannelse av atskilte partikler, som er lettere å hånd-tere og frakte. Avhengig av den spesielle tilsiktede bruk, har det vist seg at partikler mellom ca. 50 mikron og ca. 2 mm ab sorberer vann raskt og tillater vann å passere en masse av alle-rede svelte partikler for å nå frem til ennå uberort materiale. Det skal bemerkes at forholdet mellom partikkeloverflateareal og volum reduseres med okning av partikkelstbrrelsen, hvilket medforer langsommere vannabsorpsjon og til slutt i storre oppsvelte partikler. Likeledes vil et materiale med liten partik-kelstbrrelse, når det brukes i los masse, tendere til å absorbere vann langsommere enn storre partikler, som folge av redusert interpartikkelporestorrelse og dermed redusert perkole-ringshastighet.
Polymerproduktet ifblge oppfinnelsen har en ubestemt "vektgjen-nomsnitts" molekylvekt på grunn av dets tverrbinding og uopplb-selighet i opplosningsmidler som vanligvis benyttes for bestemmelse av molekylvekt. Det nbytraliserte polymer er i stand til å absorbere mange ganger sin egen vekt av omgivende vann. Når dette skjer, sveller eller forstorres hver enkelt absorpsjons-middelpartikkel til flere ganger sin individuelle diameter uten at partikkelens partikkelintegritet bdelegges. Det er observert absorpsjon av destillert vann i storre mengder enn 100 x vekten. I 1%-ige natriumkloridopplbsninger har opp til 30 x vektens bk-ninger funnet sted, mens det i 15 til 25% natriumkloridopplbsninger er notert opp til 10 X vektens okning. Denne absorpsjons-mengde er verd å legge merke til, særlig når man betenker at polymerpartikkelen i det vesentlige immobiliserer den absorberte væske og at det resulterende partikkelmateriale bibeholder sin strukturelle integritet.
Den vann-uopploselige, vann-svellbare polymer ifblge foreliggende oppfinnelse benyttes fortrinnsvis i absorberende bandasjemateriale eller produkter som krever evnen til å holde igjen vann.
Når polymermaterialet benyttes som nevnt ovenfor, foreligger det fortrinnsvis i fast, kornet form for å presentere stbrst mulig overflateareal for absorpsjon og for sikring at et maksi-malt overflateareal er tilgjengelig for absorpsjonsvirkning. Det bor foreligge minst 1 vekt-% og muligens opp til 90 vekt-% polymersalt i de absorberende gjenstander, basert på den sam-
mensatte absorberende gjenstands vekt.
Avhengig av den spesielle absorberende gjenstands egenart, kan polymersaltet være dispergert på en bæreduk eller et fleksibelt underlag som omfatter et absorberende lag av tekstilfibre, tre-massefibre, bomullslinters o.l. eller blandinger derav. Slike absorberende lag kan være av den type som vanligvis benyttes for fremstilling av absorberende bandasjer og gjenstander som nevnt ovenfor, som svamp til sykehus- og dentalbruk, menstrua-sjons tamponger, bleier, kjottbrett, avfallsmatter for kjeledyr, vannfraskillingsanordninger som filterkjerner o.l. Disse materialer kan inneholde1 mange lag av bæreduk eller underlag og ytre dekksjikt, som alle er kjent på området.
Slike absorberende gjenstander kan fremstilles ved at polymermaterialet innlemmes i den absorberende bandasje ved konvensjonelle metoder. Derved sikres at den onskede partikkelformede polymer holdes i sin endelige struktur. Ved menstruasjonstampon-ger kan dette oppnås ved at polymerpartiklene spres som et lag over et lag av absorberende fibre og at laget deretter vikles til en rull, slik at polymerpartiklene er innestengt i rullen. Damping og tbrking av tampongen vil oke partiklenes adhesjon til fibrene. Det resulterende absorberende materiale vil bibe-holde sin partikkelform når det absorberer vann. Andre kjente metoder for fremstilling av slike gjenstander kan også brukes i forbindelse med oppfinnelsen.
De vann-uopploselige, vann-svellbare polymerer ifblge foreliggende oppfinnelse kan også benyttes som jord-modifiseringsmid-del for bedring av evnen til å holde på fuktighet og okning av luftkapasiteten. Når polymerpartiklene blandes med jord av for-skjellig sand-slam-leire-sammensetninger og særlig med jord med hbyt sandinnhold, noteres betydelig bedret evne til å holde på fuktigheten. Denne bedring observeres også ved trykk fra 1-15 bar.
Jord som er iblandet polymersaltene er klart overlegen i forhold til ubehandlet jord og virkningen sees tydeligst i sand holdig, porosere jord. Slik jord mister gjerne for store vannmengder både ved fordampning og drenering, og polymerene motvirker dette sterkt. En virkning som ledsager for sterk drenering i sandholdig jord er tap av næringssalter som vaskes ut. Polymeren ifblge oppfinnelsen motvirker også dette, slik at næringsstoffer som tilsettes jorden blir holdt tilbake i lengre tid.
Med henblikk på disse polymerers fremragende evne til å holde på fuktigheten, er de særlug velegnet til bruk for å hindre plantevisning i sandholdig, fritt drenerende jord som fins i torre strok. Polymerene er gunstige, når det gjelder å bevare planters levedyktighet under tbrkeperioder og er særlig hensiktsmessige i gressbakker som er bygget opp av sand eller fritt drenerende, sandholdig jord, slik de benyttes til golf-baner, idrettsplasser og beplantninger. De er også hensiktsmessige i gartnerier, drivhus, småhager, i kunstig jord og til potteplanter. Utgiftene til og behovet for stadig vanning og overvåkning blir vesentlig redusert. Polymerene letter således vanningen ved at de holder på mer vann i et beplantet bed og reduserer vanningsbehovet på åker og i drivhus»slik at det spares arbeid. De vil også bedre marginaljord ved å oke dens evne til å holde på fuktigheten, slik at jorden blir egnet til oppdyrking. Endelig vil jord som er komprimert av naturlige eller menneskestyrte prosesser, som i gressbevokste eller ubevoks-te stier. o.l. kunne lbsnes med polymerene. De egner seg også
i forbindelse med omplanting, hvor evnen til å holde på vannet og den nære kontakt mellom rottrådene og de vannsvelte polymerpartikler reduserer omplantningssjokket og tap av plantema-teriale. Polymeren kan også benyttes i frbbelegg, som gir vann-rike, omgivelser, som er motstandsdyktige mot trekk og dermed heldige for spiring og de fbrste vekststadier.
Til bruk i jord er det foretrukne polymermateriale natriumsaltet av 65/35/0,1 EA/maa/EGDMA. Skjbnt kaliumsaltet i alminne-lighet ikke er likeverdig med natriumsaltet, når det gjelder evnen til å holde på vann, har kaliumsaltet en fordel ved å forsyne jorden med et næringsstoff som ikke lett vaskes ut og er tilgjengelig for planten i en utstrakt vekstperiode. Dette skyldes det forhold at kaliumet i form av mot-ion til polymeren bare langsomt frigis, sammenlignet med opplosliggjoringshastig-heten av typisk opploselig, syntetisk kaliumholdig gjodsel. Ka-liumgjbdsling og tilbakeholdelse av vann kan dermed optimalise-res ved bruk av blandinger av både natrium- og kaliumpolymersal-tene.
I forbindelse med denne beskrivelse skal betegnelsen jord bety ethvert medium, hvor planter kan dyrkes og som gir stotte, oksy-gen, vann og næringsstoffer. Eksempler på slike materialer omfatter naturlige vekstmedier og kunstige eller unaturlige vekstmedier, som glasskuler, oppskummet, organisk materiale, som oppskummet polystyren eller polyuretan, kalsinerte leirpartikler findelt plast e.l.
Nedenstående eksempler skal illustrere oppfinnelsen ytterligere, men er ikke ment som en begrensning av denne. Samtlige deler og prosentandeler er basert på den totale vekt, med mindre noe annet er angitt.
Fblgende fremgangsmåte ble benyttet i eksemplene, når det var mulig, for å bestemme vann- og saltopplosnings-absorpsjon. Til-sett 1 g polymersalt til 100 g av en 1% NaCl opplosning eller 200 g destillert vann. La blandingen stå uten omroring i to timer. Filtrer materialet ved bruk av Whatman filterpapir No. 4 inntil intet vann passerer igjennom (vanligvis 5-15 min.). Vei det oppsvelte produkt, trekk fra polymerens vekt, dvs. 1 g, og angi resultatet som svelleverdi. Absorpsjonshastigheten bestem-mes ved tilsetning av 1 g polymersalt til 30 g destillert vann i en liten beholder. Beholderens innhold rores forsiktig om ved rysting. Den tid det tar polymeren å bli helt fast, dvs. at produktet ikke flyter fritt når beholderen blir snudd opp ned, registreres og noteres.
EKSEMPEL 1
Dette eksempel illustrerer en fremgangsmåte for fremstilling av polymerene ifolge oppfinnelsen med den foretrukne suspensjonspolymerisasjonsteknikken.
En polymerisasjonsreaktor ble ladet med 2.000 g avionisert
vann og 3 g Cellosize QP-4400 (et produkt fra Union Carbide, som er et hydroksyetyl-cellulosepulver med en 2% viskositet på 4.000 til 6.000 eps) som suspensjonsmiddel. Reaktorens innhold ble oppvarmet til.65°C, inntil hydroksyetylcellulosen oppløses, og ble deretter avkjolt til 35°C.
Under omrøring ble det deretter tilsatt en blanding av 325 g metylakrylat, 175 g ismetakrylsyre, 0,5 g etylenglykoldimet - akrylat som tverrbindingsmiddel og 0,5 g azobisisobutyronitril som katalysator. Reaktorens innhold ble befridd for luft ved rensing med nitrogen, som ledes gjennom reaktoren med moderat stromningshastighet (f.eks. 100 ml/min.). Temperaturen ble hevet til 70°C og blandingen fikk polymeriseres i tre timer0 I siste time ble reaktortemperaturen hevet til 80°C for fullforing av reaksjonen. Den totale reaksjonstid var 3 timer. Reaktorens innhold ble kontinuerlig omrort under hele polymerisasjonsreaksjonen.
Etter at reaksjonen var fullfort, ble reaktorsuspensjonen avkjolt til 25°C og filtrert ved at suspensjonen ble fort gjennom et vakuumfilter. Filterkaken veide 1.000 g. For analysering av produktet og bestemmelse av utbyttet ble en femtedel av filterkaken torket i 16 timer i en vakuumovn ved 80°C og malt til en gjennomsnittsstørrelse på 40 mesh (US Standard Sieve stør-relse) for fremstilling av en kornet syrepolymer som inneholder ca. 34 til 36% metakrylsyre. Omdanningsandelen fra monomerer til polymerprodukt var 97,0%.
De gjenstående deler av filterkaken ble nøytralisert med en basisk opplosning av natriumhydroksyd ved at hver gjenstående femtedel av kaken for seg ble dispergert i 400 g avionisert vann, etterfulgt av rask og fullstendig tilsetning av 195 g av en 10% natriumhydroksydopplosning (f.eks. et 20% overskudd over den teoretisk nødvendige mengde for noytralisering av polymeren)• De resulterende masser ble torket ved 80°C i en vakuumovn for fjernelse av vanninnhold og deretter malt til en storrelse som passerer gjennom en/ 20 mesh sikt (US Standard Sieve storrelse).
Polymerens absorpsjonsevne når det gjelder saltholdig vann ble bestemt i en 1% natriumkloridopplosning. Filterkaken veide 24g, hvilket svarer til et vannopptak på 23 ganger kakens egen vekt. I vannabsorpsjonstesten ble det oppnådd et vannopptak på ca. 100 ganger polymerens vekt.
EKSEMPLER 2 til 17
I eksemplene 2 til 17 ble polymerer fremstilt ved suspensjonspolymerisasjonsteknikken ifblge eksempel 1 ved bruk av forskjellige vektf orhold av metylakrylat (MA),. metakrylsyre (MAA) og etylenglykol-dimetakrylat (EDMA) som tverrbindingsmiddel i mengder som angitt i tabell 1. Polymerene i eksemplene 2-12 ble noytralisert som angitt i eksempel 1/bortsett fra at det ble brukt litiumhydroksydopplosning i stedet for natriumhydroksyd-opplbsning. Fremgangsmåten ifblge eksempel 1 ble benyttet for noytralisering av syrepolymerene i eksemplene 13-17.
I tabell 1 er absorpsjonsevnen av de alkaliske polymerer angitt i mengder ganger polymerens tbrrvekt. Verdier for absorpsjonsevne er angitt for avionisert vann, en 15% kalsiumkloridopplbs-ning og en 15% natriumkloridopplosning. Av hensyn til en enkle-re beregning, representerer de angitte mengder av tverrbindingsmiddel den mengde materiale som er tilsatt de bvrige to anvendte monomerer.
Resultatene tyder klart på at polymerene ifblge foreliggende oppfinnelse har hby absorpsjonsevne for vann og saltvannopplbs-ninger over et vidt spektrum av monomer- og tverrbindingsmid-delkonsentrasjoner• Data viser også at vannopptaket avtar når tverrbindingsmiddelnivået oker. Erholdte produkter med ca. 95% absorbert vanninnhold besto av harde oppsvelte partikler som bibeholdt sin strukturelle integritet og var torre å ta på. Ved hbyere vannabsorpsjonsnivåer er de oppsvelte partikler noe my- kere, men fortsatt atskilte og ikke-sammenbakte partikler som virker halv-torre når man tar på dem.
EKSEMPLER 18 - 24
Eksemplene 18 - 24 demonstrerer fremstillingen av polymerer ifblge fremgangsmåten som angitt i eksempel 1 ved bruk av forskjellige vektforhold av forskjellige monomerer. Polymerene fra eksemplene 18, 20 og 21 ble nbytralisert ifblge fremgangsmåten som er angitt i eksempel 1, bortsett fra at det ble brukt en litiumhydroksydopplbsning i stedet for natriumhydrok-sydopplbsningen. Eksemplene 19 og 22 - 24 illustrerer bruk av nbytraliseringsprosessen ifblge eksempel 1 med natriumhydroksyd. Mengdene av polymerkomponenter som ble brukt og proven av absorpsjonsevne er angitt i tabell II. Av hensyn til en enkle-re utregning, representerer de angitte mengder av tverrbindingsmiddel den mengde materiale som ble tilsatt til de bvrige anvendte monomerer.
Resultatene tyder på at akrylsyre gir tilnærmet likeverdige resultater som metakrylsyre ved svelling i vann. For svelling i nærvær av hoye elektrolyttkonsentrasjoner foretrekkes meta-krylsyren. Skjbnt resultatene tyder på at alle testede polymerer er fblsomme for hoye CaC^ og NaCl konsentrasjoner, bibeholder polymerene fortsatt et hbyt absorpsjonsnivå samtidig som de bibeholder sin strukturelle integritet. Eksempel 24 demonstrerer også nytten av en polymer, der en del av karboksylsyremono-meren er erstattet med en mindre mengde av en annen syremonomer.
EKSEMPLER 25 og 26
I eksemplene 25 og 26 ble det brukt polymerer fremstilt ved suspensjonspolymerisasjonsteknikken som angitt i eksempel 1 ved bruk av forskjellige vektforhold av monomerer og tverrbindingsmidler .De sure polymerer ble nbytralisert med basiske opplbsninger fremstilt av litiumhydroksyd, natriumhydroksyd, kaliumhydroksyd og trietanolamin. De benyttede monomerer er metylakrylat (MA), metakrylsyre (MAA) og etylendimetakrylat (EDMA). Mengden av anvendte monomerer og resultatene er angitt i tabell III. Tverr-bindingsmiddelmengden representerer den mengde som ble tilsatt til de to andre monomerer som ble brukt.
Resultatene viser virkningen av at nbytralisasjonsmidlet varieres og dermed det resulterende polymersaltprodukt. Resultatene tyder på at natrium- og litiumpolymerene har i det vesentlige lik absorpsjon i vann, skjbnt litiumforbindelsen viser overlegne resultater i elektrolyttiske opplbsninger. Kaliumpolymeren viser lavere svelleeffekt, skjbnt den finner særlig anvendelse i jordbruket på grunn av sin potensielle næringsverdi. Tri-etanolaminsaltene har enda lavere absorpsjonsevne, men vil være nyttige i kosmetisk anvendelse.
EKSEMPLER 27 - 40
Disse eksempler viser virkningen av at mengden av polymerkomponenter varieres for fremstilling av vann-svellbare, vann-uopploselige polymerer. Fremgangsmåten som angitt i eksempel 1 ble gjentatt for fremstilling av polymer-natriumsaltet. Mengden av monomerer som ble brukt og resultatene er angitt i tabell IV.
Ett enkelt system som består av metylakrylat, metakrylsyre og etyl endimet akryl at (MA/MAA/EDMA) ble undersokt over et MA spektrum fra 50 til 80, MAA fra 20 til 50 og EDMA fra 0,03 til 0,3. Resultatene tyder på at det for hvert tverrbindingsnivå ble oppnådd maksimal svelling i 1% NaCl med polymerer med ca. 35-40% MAA. Polymerpartiklene som resulterte i oppsvelte partikler med høyeste strukturelle integritet ble funnet innenfor MAA konsent-rasjonsområdet ca. 20 til 40%. Ved mer enn 50% MAA og innenfor 0,3-0,03 tverrbindingsmiddel-området gikk den strukturelle integritet av det svelte partikkel tapt. Strukturell integritet ble også nedsatt ved mindre enn 0,03 tverrbindingsmiddel, slik at den nøytraliserte polymer i vann resulterte i udefinerte, ufil-trerbare partikler som ikke kunne skjelnes fra de geite viskose oppslemminger eller oppløsninger av tidligere kjent type.
EKSEMPLER 41 til 46
I eksemplene 41-46 fremstilles polymerer ved suspensjonspoly-merisas jonsteknikken som angitt i eksempel 1 ved bruk av metylakrylat og metakrylsyre med forskjellige mengder av forskjellige tverrbindingsmidler. Resultatene er gjengitt i tabell V.
Resultatene tyder på at polymeren som fremstilles med dietylenglykoldimetakrylat ved 0,1% og 0,05% gir svelleforhold i 1% NaCl på 25 og 34X. Det lavere tverrbindingsmiddelnivå gir således den lettere hydrerbare og oppsvellbare polymer. Den laveste nyttegrense er dog nådd ved 0,03%, fordi partiklene deretter ikke lenger ekspanderer til et ekvilibriumabsorpsjonsnivå hvor de svelte partikler bibeholder sin strukturelle integritet, men snarere absorberer så mye vann at den strukturelle integritet går tapt. I sistnevnte tilfelle blir partiklene svært myke, smelter sammen og danner til slutt en viskos gel eller endog en viskos polymeropplosning. Utenom dietylenglykoldimetakrylat er hoyere glykoler, som tetraetylenglykol i form av dets dimetakry-latderivat blitt brukt for å oke tverrbindingsenhetens hydrofilitet. AllyImetakrylat er et eksempel på et tverrbindingsmiddel der en vinylgruppe er i alkylgruppen for en akrylatester og den andre er i karboksylatgruppen, dvs. metakrylatgruppen. Divinylbenzen er et eksempel på et hydrokarbon-tverrbindingsmiddel som ikke inneholder hydrolyserbare estergrupper,og den resulterende polymer blir folgelig strukturelt komplettert med hydrolyttisk stabile karbon-karbon ledd i hele sitt skjelett og i tverrbin-dingsbroene.
EKSEMPEL 47
Dette eksempel illustrerer en fremgangsmåte for fremstilling av polymerene ifolge foreliggende oppfinnelse og for noytralisering av polymeroppslemmingen i nærvær av forskjellige overflateaktive stoffer.
En polymerisasjonsreaktor ble ladet med 2.000 g avionisert vann og 3 g Cellosize QP-4400 (produkt fra Union Carbide som er et hydroksyetyl-cellulosepulver med en 2% viskositet på 4.000 til 6.000 eps) som suspensjonsmiddel. Reaktorens innhold ble oppvarmet til 65°C, inntil hydroksycellulosen var opplost og deretter avkjolt til 35°C.
Til reaktoren' ble deretter under omrbring tilsatt en blanding som inneholdt 325 g metylakrylat, 175 g ismetakrylsyre, 0,5 g etylenglykoldimetylakrylat som tverrbindingsmiddel og 0,5 g azobisisobutyronitril som katalysator. Innholdet i reaktoren ble deretter tomt for luft ved rensing med nitrogen, som sendes gjennom reaktoren med moderat stromningshastighet (f.eks. 100 ml/min.). Temperaturen ble hevet til 70°C og blandingen fikk deretter polymeriseres i tre timer. I den siste timen ble reaktortemperaturen hevet til 80°C for fullforing av reaksjonen. Den totale reaksjonstid var tre timer. Innholdet i reaktoren ble kontinuerlig omrbrt under hele polymerisasjonsreaksjonen.
Etter at reaksjonen var fullfort, ble reaktoroppslemmingen avkjolt til 25°C. Oppslemmingen ble fortynnet med 500 g vann, slik at omrbring og strbmning ble bedret.
En femtedels aliquotporsjon (600 g) av oppslemmingen ble over-fort til et stålbeger og omrbrt meget raskt (3000 omds/min.) med en dispersator. Denne porsjon ble tilsatt 5% Aerosol OT som overflateaktivt stoff (et dioktyl-natrium-sulforavsurt salt fra American Cyanamid). Til suspensjonen ble deretter tilsatt 195 g 10% NaOH og oppslemmingen stivnet straks til en myk, oppsvelt, smuldret kornet masse. Vektforholdet mellom vann og polymer var i nbytraliseringstrinnet 6,76:1. Det smuldrete faste natriumpo-lymersalt ble deretter tbrket ved 80°C i en vakuumovn for fjernelse av vanninnhold. Deretter ble det malt til en storrelse som passerer gjennom en 20 mesh sikt, US Standard Sieve storrelse. Det resulterende tbrkede produkt absorberte 100 ganger sin vekt i vann. I en 1% NaCl opplosning ble 21 ganger produktets vekt absorbert. Absorpsjonshastighetene var 8 sekunder hhv. 21 sekunder.
EKSEMPEL 48
Dette eksempel illustrerer fremstilling av forskjellige absorberende gjenstander med polymerene ifblge foreliggende oppfinnelse.
A. 0,5g finmalt tort polymersalt fra eksempel 1 ble langsomt tilsatt til en 250 g oppslemming av defibrert cellulose med 5 g celluloseinnhold. Etter blanding i 2 minutter, ble oppslemmingen fortynnet i beholderen for en konvensjonell labo-ratorie-foliemaskin fra Noble and Wood. Det ble dannet en
duk på 30,48 x 30,48 cm, og denne ble tbrket og utprbvet med henblikk på vannabsorberingsevne. Gjenstanden inneholdt 10% polymersalt. Det torre papir absorberte 12 ganger sin vekt
av vann.
B. „En polymersuspensjon, fremstilt som angitt i eksempel 47,ble fortynnet til et faststoffinnhold på 15% og nbytralisert med 20 mol-% overskudd av 10% NaOH opplosning. Den nbytraliserte
polymer svelte og absorberte alt vann. Det ble dannet en
fast, oppsmuldrende pasta. Denne ble deretter fortynnet med vann til et faststoffinnhold på 0,5%. 100 g av oppslemmingen ble tilsatt en 250 g oppslemming av en malt cellulosemasse med 5 g celluloseinnhold. Også av dette ble det laget en duk på 30,48 x 30,48 cm på samme måte som nevnt ovenfor og duken ble utprbvet med henblikk på vannabsorberingsevne. Det torre papir absorberte 6,6 ganger sin egen vekt av vann. C. Seks duker av 10,16 x 25,4 cm papirhåndkle som veide 3,5 g ble lagt oppå hverandre i en stapel og mellom lagene ble det jevnt påfbrt 3,5 g finmalt polymersalt fra eksempel 1. Den resulterende flerlags-vattering ble spryet med vanntåke inntil vekten var okt til 20 g. Den våte vattering ble deretter tbrket ved 80°C for sammensmelting av lagene. Vatteringen ble rullet tett sammen til en avlang form, nedsenket i en 1% NaCl opplosning i noen få minutter og deretter presset med et trykk på 0,105 kp/cm i 5 min. for bestemmelse av salt-vannsabsorpsjonen. Vatteringen absorberte 9 ganger sin vekt av 1% NaCl opplosning. Et lignende kontrollhåndkle fremstilt som omtalt uten polymer absorberte 3 ganger sin vekt av salt-opplbsningen.
SAMMENLIGNENDE EKSEMPLER A- G
I disse eksempler sammenlignes vann- og saltopplosnings-absorpsjonshastigheten for forskjellige kommersielt tilgjengelige, vann-svellbare, vann-uopploselige polymerprodukter med det tor-kede polymersaltets som er fremstilt ifolge eksempel 1. De testede polymerer og deres kjente kjemiske sammensetning samt testresultatene er angitt i tabell VI. Resultatene tyder på at polymerene ifolge oppfinnelsen er uventet overlegne vann-svellbare, vann-uopploselige komposisjoner.
Sammenligningsmaterialet A er kommersielt identifisert som AQUALON og er et produkt fra Hercules Inc. Sammenligningsmaterialet B er kommersielt identifisert som VITERRA-1 og er et produkt fra Carbide Corporation. Sammenligningsmaterialet C er kommersielt identifisert som VTTERR A-2, et produkt fra Union Carbide Corporation. Sammenligningsmaterialet D er kommersielt identifisert som PERMASORB-10, et produkt fra National Starch § Chemical Corporation. Sammenligningsmaterialet E er kommersielt identifisert som PERMASORB-30, fra National Starch & Chemical Corporation. Sammenligningsmaterialet F er kommersielt identifisert som H-SPAN, et produkt fra General Mills Chemicals, Inc. Materialet produseres på lisens fra U.S. Department of Agri-culture. Sammenligningsmaterialet G er kommersielt identifisert som DOWFLAKE, et produkt fra Dow Chemical Company og fremstilt ifolge US patentskriftene 3 980 663 og 3 993 616.
Etter at oppfinnelsen nå er beskrevet, vil det være innlysende at den kan varieres på mange måter. Slike variasjoner skal ikke betraktes som avvik fra oppfinnelsens ide og ramme, og alle slike modifikasjoner betraktes som liggende innenfor rammen av nedenstående krav.

Claims (8)

1. Polymer, karakterisert ved : a) fra 15 til 50 vekt%, fortrinnsvis fra 20 til 40 vekt% av en olefinisk-umettet karboksylsyre b) fra 49,07 til 82 vekt%, fortrinnsvis fra 59,02 til 78 vekt% alkylakrylat, hvor alkylgruppen har fra 1 til 6 karbon atomer, og c) fra 0,0 3 til 3,0 vekt%, fortrinnsvis fra 0,08 til 2 vekt% av et tverrbindingsmiddel.
2. Polymer ifølge krav 1, karakterisert ved at den o]éfinisk-umettede karboksylsyre er metakrylsyre eller akrylsyre og at alkylakrylatet er metylakrylat, etylakrylat eller n-butylakrylat.
3. Polymer ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert v e d at opp til 8 vekt% av den totale mengde av den olefinisk-umettede karboksylsyre er itakonsyre, maleinsyre eller maleinsyreanhydrid.
4. Polymersalt egnet som vannabsorberende middel, karakterisert ved at det består av et salt av polymeren ifølge krav 1 - 3.
5. Polymersaltet ifølge krav 4, karakterisert ved at det er et alkalisalt av natrium, kalium, litium eller annonium.
6. Et absorberende bandasjemateriale inneholdende et absorberende lag av et vann-svellbart, vann-uoppløselig materiale, karakterisert ved at minst en del av det vann-svellbare, vann-uoppløselige materiale er polymersaltet ifølge krav 4 eller 5.
7. Absorberende gjenstander, karakterisert ved et fleksibelt underlag egnet til å absorbere vann og inneholdende en vann-svellbar, vann-uoppløselig polymer hvor polymeren omfatter polymersaltet ifølge krav 4 eller 5.
8. En polymer sammensetning fremstillet ved suspensjonspolymerisasjon, karakterisert ved å blande som vesentlige bestanddeler: a) fra 20 til 40 vekt% av en olefinisk-umettet karboksylsyre valgt fra metakrylsyre eller akrylsyre, b) fra 59,02 til 78 vekt% av en alkylakrylat valgt fra metylakrylat, etylakrylat eller n-butylakrylat, og c) fra 0,08 til 2 vekt% av et tverrbindingsmiddel.
NO801971A 1979-07-11 1980-07-01 Polymere polyelektrolytter. NO801971L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5656479A 1979-07-11 1979-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO801971L true NO801971L (no) 1981-01-12

Family

ID=22005255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO801971A NO801971L (no) 1979-07-11 1980-07-01 Polymere polyelektrolytter.

Country Status (9)

Country Link
JP (3) JPS5616544A (no)
BE (1) BE884265A (no)
CA (1) CA1178744A (no)
DE (1) DE3026043A1 (no)
FR (1) FR2460970B1 (no)
GB (1) GB2053937B (no)
NL (1) NL8003557A (no)
NO (1) NO801971L (no)
SE (1) SE8005042L (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3124008A1 (de) * 1981-06-19 1983-01-27 Chemische Fabrik Stockhausen & Cie, 4150 Krefeld Vernetzte, in wasser quellbare copolymerisate und ihre verwendung als absorptionsmittel fuer waessrige koerperfluessigkeiten wie urin
JPS5829846A (ja) * 1981-08-17 1983-02-22 Kuraray Co Ltd 吸水性複合体
US4654039A (en) * 1985-06-18 1987-03-31 The Proctor & Gamble Company Hydrogel-forming polymer compositions for use in absorbent structures
GB8613408D0 (en) * 1986-06-03 1986-07-09 Crown Decorative Prod Ltd Thickeners
DE4015085C2 (de) * 1990-05-11 1995-06-08 Stockhausen Chem Fab Gmbh Vernetztes, wasserabsorbierendes Polymer und Verwendung zur Herstellung von Hygieneartikeln, zur Bodenverbesserung und in Kabelummantelungen
WO1997004016A1 (fr) * 1995-07-17 1997-02-06 Daiso Co., Ltd. Emulsion aqueuse contenant de fines particules de copolymeres allyliques reticules
DE19529348C2 (de) * 1995-08-09 1997-11-20 Stockhausen Chem Fab Gmbh Absorptionsmittel für Wasser und wäßrige Flüssigkeiten auf Polyacrylatbasis sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
WO2011023536A1 (de) * 2009-08-25 2011-03-03 Basf Se Weiche partikuläre superabsorber und ihre verwendung
CN110430922A (zh) * 2017-02-07 2019-11-08 巴斯夫欧洲公司 聚合物

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT580324A (no) * 1956-11-21
FR1414394A (fr) * 1963-11-19 1965-10-15 Dunlop Rubber Co Perfectionnements aux résines acryliques
AU494547B2 (en) * 1972-07-10 1977-10-20 Johnson & Johnson Hydrophilic random interpolymer compositions and method for making same
US3980663A (en) * 1973-06-20 1976-09-14 The Dow Chemical Company Absorbent articles and methods for their preparation from crosslinkable solutions of synthetic carboxylic polyelectrolytes

Also Published As

Publication number Publication date
BE884265A (fr) 1980-11-03
JPH01118508A (ja) 1989-05-11
FR2460970B1 (fr) 1986-05-16
NL8003557A (nl) 1981-01-13
JPH0232289B2 (no) 1990-07-19
JPS5616544A (en) 1981-02-17
JPS63159413A (ja) 1988-07-02
CA1178744A (en) 1984-11-27
FR2460970A1 (fr) 1981-01-30
DE3026043A1 (de) 1981-02-05
JPH0323574B2 (no) 1991-03-29
GB2053937B (en) 1983-07-13
SE8005042L (sv) 1981-01-12
JPS6321683B2 (no) 1988-05-09
GB2053937A (en) 1981-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4401795A (en) Polymeric polyelectrolytes
EP1879932B1 (de) Wasserquellbares hybridmaterial mit anorganischen zusatzstoffen und verfahren seiner herstellung
US6060557A (en) Absorbing agents for water and aqueous liquids and process for their production and use
US4735987A (en) Method for manufacture of high-expansion type absorbent polymer
CA1103649A (en) Water-absorbent starches
CA1211897A (en) Production of hydrogels
US4342858A (en) Polymeric polyelectrolytes
CN85107374B (zh) 生产吸水性树脂的一种方法
DE3887359T2 (de) Verfahren zur Herstellung wasserabsorbierender Polymere.
NO172805B (no) Superabsorberende polymermateriale og fremgangsmaate til fremstilling derav
US9834486B2 (en) Process for producing high-swellability polymer composites
DE10130427A1 (de) Stabile, wasserquellbare und -saugende anionische Polymere mit Schwammstruktur sowie deren Herstellung und Verwendung
NO801971L (no) Polymere polyelektrolytter.
Meshram et al. Super-absorbent polymer: a review on the characteristics and application
JPH0279911A (ja) 土壌保水剤および保水方法
US6484441B1 (en) Method for increasing the pH value in acidic soil
JP4868816B2 (ja) 育苗培土用固化剤及び育苗培土
JP2005111024A (ja) 再利用可能な衛材用吸収性物品及びその再利用方法
KR100732218B1 (ko) 색전이가 없이 착색된 투명의 비드상 고흡수성 수지의제조방법 및 이를 함유한 서방성제제
JPS58819A (ja) 植物栽培用シ−ト
TWI432507B (zh) 高吸水性樹脂的製法
Azman Effect of Ph Solution on the Water Absorbency of Superabsorbent Polymer Composite
JPS6368026A (ja) 農園芸用保水剤