TR202002652A2 - Polimer matrisli süper emici bir malzeme. - Google Patents
Polimer matrisli süper emici bir malzeme.Info
- Publication number
- TR202002652A2 TR202002652A2 TR2020/02652A TR202002652A TR202002652A2 TR 202002652 A2 TR202002652 A2 TR 202002652A2 TR 2020/02652 A TR2020/02652 A TR 2020/02652A TR 202002652 A TR202002652 A TR 202002652A TR 202002652 A2 TR202002652 A2 TR 202002652A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- feature
- polymer matrix
- polymer
- nanoparticles
- superabsorbent material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 86
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims description 13
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims description 11
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 21
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 20
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 8
- 125000002348 vinylic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000000746 allylic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical group [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical group CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- DTMXXVYHOQNMGN-UHFFFAOYSA-N 1,2,2-tris(2-methoxyethoxy)ethenylsilane Chemical compound COCCOC([SiH3])=C(OCCOC)OCCOC DTMXXVYHOQNMGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 2
- 239000002102 nanobead Substances 0.000 claims description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 claims description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 35
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 19
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 description 18
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 description 12
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 10
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 8
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000007787 electrohydrodynamic spraying Methods 0.000 description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 238000010413 gardening Methods 0.000 description 2
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 102000018997 Growth Hormone Human genes 0.000 description 1
- 108010051696 Growth Hormone Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000000895 acaricidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000642 acaricide Substances 0.000 description 1
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000012662 bulk polymerization Methods 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical group 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000013267 controlled drug release Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- VBWIZSYFQSOUFQ-UHFFFAOYSA-N cyclohexanecarbonitrile Chemical compound N#CC1CCCCC1 VBWIZSYFQSOUFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012685 gas phase polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000122 growth hormone Substances 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000077 insect repellent Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003750 molluscacide Substances 0.000 description 1
- 230000002013 molluscicidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000005645 nematicide Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003128 rodenticide Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- -1 terbutylperacetate Chemical class 0.000 description 1
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 description 1
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003253 viricidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
- B01J20/267—Cross-linked polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers 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
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
- A01N25/10—Macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/165—Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
- B01J20/205—Carbon nanostructures, e.g. nanotubes, nanohorns, nanocones, nanoballs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
- B01J20/28007—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28026—Particles within, immobilised, dispersed, entrapped in or on a matrix, e.g. a resin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/346—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/68—Superabsorbents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Mevcut buluş ile 0,1-500 nanometre aralığında parçacık büyüklüğüne sahip nanoparçacık, suda çözünen ve radikal polimerleşmeye uygun bir ya da daha fazla monomer, çapraz bağlayıcı olarak en az bir vinilalkoksisilan türevi bir ajan içeren bir polimerden mamul polimer matrisli süper emici bir malzeme açıklanmaktadır.
Description
TARIFNAME
POLIMER MATRISLI SÜPER EMICI BIR MALZEME
Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Alan
Mevcut bulus, polimerik yapiya sahip süper emici malzemeler ve bunlarin üretim
yöntemleri ile ilgilidir. Mevcut bulus özellikle, yüksek sisme kapasitesi ve ayni zamanda
mekanik dayanikliliga sahip polimer matrisli süper emici malzemeler ve bunlarin
hazirlanmasi için bir yöntem ile ilgilidir.
Teknigin Bilinen Durumu
Tarim, bahçecilik ve ziraat uygulamalarinda; kontrollü ilaç salinimi, yara bandajlari gibi
biyomedikal uygulamalarinda; su yalitim kablosu, buz paketi, sisebilen sel önleyici kum
torbasi, nem tutucu gibi çesitli endüstriyel uygulamalarinda; bebek bezi gibi hijyen
grubuna iliskin uygulamalarda; insaat uygulamalarinda; nanofiltrasyon gibi aritma
uygulamalarinda ortamdaki sivinin absorbe edilmesi ve belirli bir süre boyunca söz
konusu ortama salinmadan, malzeme içinde tutulmasi gerekmektedir.
Bu noktada; süper emici polimerler, su tutma özelliklerinden ötürü tercih edilmektedir.
Süper emici polimerler (SEP), kendi agirliklarinin yüzlerce kati kadar siviyi emebilen,
çapraz bagli, suda çözünmeyen hidrofilik yapidaki sentetik malzemelerdir.
Söz konusu süper emici polimerlerin, ortamdaki siviyi absorbe edebilmesi için yüksek
sisme kapasitesine sahip olmasi beklenir. Ancak, sisme kapasitesinin yüksek olmasi her
zaman yeterli olmayabilir. Yüksek oranda sisme kabiliyeti gösteren süper emici
polimerler, sisme tamamlandiktan sonra gevsek bir yapiya haiz olabilirler. Böyle bir
durumda, düsük miktarda basinç uygulansa dahi, polimerik yapinin kolayca parçalanmasi
söz konusu olmaktadir.
Süper emici polimerlerin mukavemet, esneklik, elastikiyet, dayanim, rijitlik gibi mekanik
özelliklerinin iyi olmasinin yani sira, yüksek oranda sivi absorbe edebilmesi ve bu siviyi
istenen süre boyunca tutabilmesi hedeflenir. Bir diger deyisle, süper emici polimerlerin
hem yüksek sivi absorpsiyon kapasitesine sahip olmasi hem de dis etkilere karsi dayanikli
olmasi beklenir.
Süper emici özellikteki polimerik yapinin çapraz baglanma sayisi, söz konusu polimerik
yapiya dair sivi absorbsiyon kapasitesini ve jel mukavemetini dogrudan etkiler. Sivi
absorbsiyon kapasitesi; belirli miktardaki süper emici polimerin, belirli bir süre içinde
absorbe ettigi sivi miktarinin bir ölçüsüdür. Düsük absorbsiyon kapasitesine sahip
polimerler, bulundugu oitamdaki siviyi yeterince absorbe edemez. Jel mukavemeti ise;
jel formundaki süper emici polimerin, basinç altindaki deformasyon egilimini gösterir.
Yetersiz jel mukavemetine sahip olan polimerik yapilar, kolayca deforme olmakta ve bu
durum hem sivi absorbsiyon kapasitesini hem de polimerik yapi içindeki sivinin homojen
bir sekilde dagilimini olumsuz yönde etkiler.
Süper emici polimerlerin, sivi absorbsiyon kapasitesinin artmasina dair önerilen
alternatifler, istenen jel mukavemeti ve polimerik malzemenin yapisinda tutulan sivinin
birakilma hizi gibi hususlar için çözüm saglamamistir. Bu noktada beklenen; polimerik
malzemenin hizli bir sekilde ortamdaki siviyi absorbe etmesi ve basinç uygulansa bile,
polimerik malzemenin yapisinda depolanan sivinin serbest birakilmadan bu malzeme
içinde tasinmasi ve hapsedilmesidir.
Süper emici polimerlerin, yüksek sisme kapasitesine sahip oldugu durumlarda; siviyi
absorbe ederek sisen polimerik yapi, çogu zaman kirilgan bir yapida olup mekanik
dayanimi oldukça düsüktür. Mekanik özelliklerin gelistirilmesi için çapraz bag
yogunlugunun artirildigi durumlarda ise polimerik malzemenin daha az sistigi
gözlemlenmistir. Hem yeterli sisme kapasitesine sahip hem de gelismis mekanik özellikler
gösteren polimerik malzemeler henüz teknikte bulunmamaktadir.
US 3,935,099 n0.lu patentte, nisasta temelli, suyu absorbe edebilen bir kopolimer
kullanmak üzere, nisasta üzerine graft ajaninin graft polimerizasyonu ile nisasta-graft
kopolimerinin eldesine dair bir yöntem açiklanmaktadir. Nisasta, selüloz, kitosan gibi
biopolimerleri kullanarak, graft polimerizasyonu yöntemi ile elde edilen polimerik yapilar,
ortamdaki siviyi absorbe etse de; dogal kaynaklarin kullanilmasi ve söz konusu
kaynaklarin sinirli olmasi sebepleriyle, biopolimer içeren yapilar tercih edilmemektedir.
Dolayisiyla, dogal kaynak tüketmemek adina, süper emici polimer üretiminde sentetik
bilesenlerin kullanilmasi tercih edilmektedir. Hem sisme ve salinim özelligi bakimindan
hem de mekanik özellikler bakimindan istenen sonuçlari veren polimer yapili bir malzeme
henüz bulunamamistir. Teknikte bilinen polimerlerin bir kismi siviyi yeteri kadar absorbe
edemediginden istenen ölçüde sismemekte ve/veya absorbe ettigi siviyi olmasi
gerekenden hizli bir biçimde ya da daha önceki bir zamanda disari birakmaktadir. Bu gibi
durumlar, uygulama esnasinda sorun teskil etmektedir. Ayrica, polimerin sisme ve
absorbe ettigi siviyi disari birakma özelliklerinin disinda, söz konusu polimerin mekanik
özellikleri oldukça önemlidir. Örnegin, basinç altinda iken polimer yapisinda parçalanma
söz konusu olabilir.
Özet olarak, yeteri kadar sivi absorbe edemeyen ve istenen mekanik özellikleri
karsilamayan süper emici polimerler, uygulamada istenen sonuçlari vermediginden tercih
edilmemektedir. Bu baglamda, yüksek sisme kapasitesine ve gelismis mekanik özelliklere
sahip polimer sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadir.
Bulusun amaçlari
Mevcut bulusun temel amaci, teknigin bilinen durumunda karsilasilan teknik problemlerin
ortadan kaldirilmasidir.
Mevcut bulusun bir diger amaci, polimerik malzemenin daha fazla su absorbe edebilmesi
için söz konusu malzemenin sisme kapasitesinin ve sisme hizinin artmasidir.
Mevcut bulusun bir diger amaci, absorbe ettigi siviyi, bulundugu ortama yavas bir sekilde
salan bir polimerik malzeme eldesidir.
Mevcut bulusun bir diger amaci, basinç altinda iken yapisini daha uzun bir süre boyunca
koruyabilen bir süper emici polimer eldesidir.
Bulusun Kisa Açiklamasi
Mevcut bulus ile 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip
nanoparçacik, suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla
monomer, çapraz baglayici olarak en az bir vinilalkoksisilan türevi bir ajan içeren bir
polimerden mamul polimer matrisli süper emici bir malzeme açiklanmaktadir.
Bulusun Ayrintili Açiklamasi
Mevcut bulus ile polimerik yapiya haiz süper emici bir malzeme sunulmaktadir. Bulus
konusu polimerik malzeme; 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip
nanoparçacik, suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla
monomer ile çapraz baglayici olarak en az bir tane vinilalkoksisilan türevi bir ajan içeren
bir polimerden mamuldür.
Burada kullanilan monomer suda çözünen bir monomer olup, radikal polimerlesmeye
uygundur. Radikal polimerlesmeye uygun monomerler fiziksel ya da kimyasal etkenlerle
serbest radikal haline gelebilen monomerlerdir. Monomer birimlerinin aktif merkezlere
yani büyümekte olan zincire birer birer katilmasi ile polimer zinciri büyür; polimer
zincirinde çogalmanin durdugu anda polimerlesme tamamlanir.
Burada, sözü edilen polimer matrisli süper emici malzeme; iyonlasabilen, anyonik,
katyonik, zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ve alilik
monomerlerin bir ya da daha fazlasindan mamul olmaktadir.
Mevcut bulusun bir baska yapilandirmasinda; söz konusu monomerler iyonlasabilen,
anyonik, katyonik veya zwitteriyonik fonksiyonel grup Içeren vinilik, akrilik ve alilik
monomerlerin bir ya da daha fazlasindan olusabilir.
Bulusun bir baska yapilandirmasinda, polimer matrisli süper emici malzeme üç farkli
monomer içerebilir.
Monomer seçimi, süper emici polimer malzemenin sisme kapasitesini dogrudan etkiler.
Sisme kapasitesi, süper emici polimerin karakteristigini belirlemede en önemli
parametrelerden biridir. Uygulama alanindan bagimsiz olarak, süper emici polimerin siviyi
maksimum seviyede absorbe etmesi beklenir. Polimerik yapi ne kadar çok siserse,
bünyesinde o kadar fazla sivi tutabilir. Tarim, bahçecilik gibi faaliyetlerde su rezervuari
olarak görev yapan süper emici polimer önce ortamdaki suyu absorbe etmekte,
sonrasinda bünyesindeki suyu disariya salmaktadir. Hijyen grubu ürünlerde ve insaat
faaliyetlerinde kullanilan süper emici polimerlerin ise sadece ortamdaki siviyi absorbe
etmesi beklenmektedir.
Bulusa göre; iyonlasabilen, anyonik, katyonik, zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel
grup içeren vinilik monomerler akrilik asit, metakrilik asit ve esterleri, akrilamid ve
türevleri olabilir. Iyonlasabilen sulfone, karboksilat gruplari Içeren monomerler; anyonik
olarak akrilik asit, metakrilik asit; katyonik olarak yan zincir olarak kuaterner amonyum
grubu ve primer, sekonder, tersiyer amino grubu içeren monomerler; zwitteriyonik olarak
yan grup içeren akrilik, vinilik allilik monomerler; birden çok fonksiyonel grup içerenler
ise akrilik monomerler, tercihen AMPS olabilir.
Bulsun bir baska yapilandirmasinda; söz konusu monomer akrilik asit, akrilamid, AMPS
(2-akrilamido-2-metilpropan sülfonik asit) ya da bunlarin bir kombinasyonundan mamul
olabilir.
Bulusun diger bir yapilandirmasinda; akrilik asit, akrilamid ve AMPS monomerleri
kullanilabilir.
Bulusun bir baska yapilandirmasinda; akrilik asit:akrilamid:AMPS monomerlerinin
olabilir.
Çapraz baglayicilar bazi durumlarda polimerlesme tamamladiktan sonra polimer zincirine
katilirlar. Bu durumda polimer olusumuna katilmadan, fonksiyonel grup üzerinden
baglanirlar.
Mevcut bulusta, sözü edilen vinilalkoksisilan türevi, polimerdeki çapraz baglanmadan
sorumlu olmakla birlikte, monomer olarak polimere katilmaktadir. Bir diger deyisle,
vinilalkoksisian türevi kullanildiginda; monomerler, polimerlesme reaksiyonu sirasinda
çapraz baglanarak, polimer zincirini olustururlar. Vinilalkoksisilan türevlerinin, elde edilen
polimer zincirinin çapraz baglanma etkinligini artirdigi ve böylece polimerlesme
reaksiyonunun daha hizli ilerledigi görülmüstür. Süper emici polimerik malzemede
vinilalkoksisilan türevi bir ajan kullaniminin bir baska faydasi, elde edilen polimerik
malzemenin farkli türde yüzeylere tutunmasina imkan vermesidir. Bu sayede, söz konusu
süper emici polimerik malzemeler; yüzeyinin hangi formda oldugundan bagimsiz olarak
toprak, cam, beton ya da tekstil gibi yüzeylere rahatlikla tutunabilirler.
Örnegin; tarim uygulamalarinda herhangi bir yüzeye ihtiyaç duymadan toprak altina
gömülen polimerik malzemeler, bazi durumlarda selüloz gibi biyolojik malzemelerin
yüzeyine sabitlendikten sonra topraga gömülebilir. Vinilalkoksisilan türevinin
polimerlesme reaksiyonuna katilmadigi durumda; son ürün olan polimerik malzemenin,
baska bir malzemenin yüzeyine tutunarak sabitlenmesi gerçeklestirilememistir.
Polimer sistemine bir monomer gibi dahil olan vinilalkoksisilan türevi ajan sayesinde,
polimerik yapinin daha esnek bir yapida oldugu gözlenmistir. Polimer matrisli süper emici
malzemenin esnek bir yapiya sahip olmasi sayesinde; söz konusu malzemenin sisme
kapasitesinin arttigi görülmüstür.
Bulusa uygun monomerler ile baslatilan polimerlesme reaksiyonuna çapraz baglayici ajan
olarak en az bir tane vinilalkoksisilan türevi bir bilesen eklenmektedir. Bulusa uygun
vinilalkoksisilan türevleri; viniltrimetoksisilan (VTMS), trietoksivinilsilan (TEVS) ve tri(2-
metoksietoksi)vinilsilan (TMEVS) olabilir. Sözü edilen vinilalkoksisilan türevi çapraz
baglayici ajanlar, kendi kendine çapraz baglanabilen bir polimer zinciri olusumunu
saglamistir. Kendi kendine çapraz baglanabilen bir polimerde; çapraz baglamayi
saglamak Üzere kullanilan ekstra bir asit ya da baz katalizörünün gerekliligi ortadan
kalkmistir.
Polimerlesme reaksiyonunda kullanilan vinilalkoksisilan türevi; elde edilecek polimerik
malzemenin hem sisme karakteristigini, hem de mekanik özelliklerini etkiler. Polimerik
yapida yeteri kadar çapraz baglayicinin olmadigi durumda, polimerlesme reaksiyonu
gerçeklesse dahi, polimerik yapida sisme yerine çözünme gerçeklesmektedir. Bunun tam
tersi olarak, çapraz baglayicinin gereginden fazla olmasi halinde ise, oldukça rijit bir
polimerik malzeme elde edilmekte ve bu durum malzemenin sismesine engel olmaktadir.
Bulusun diger bir yapilandirmasinda; mol orani bakimindan, vinilalkoksisilan türevinin,
kullanilan monomerlerin tümüne orani 0,01-1 araliginda, tercihen 0,1-0,5 araliginda,
daha da tercihen 0,15-3 araliginda olabilir.
Bulusa göre; polimer matrisli süper emici malzeme ayrica parçacik büyüklügü 0,1-500
nanometre araliginda olan nanoparçacik içermektedir.
Süper emici polimerik malzemenin sisme kapasitesi disinda, bünyesinde tuttugu siviyi
disari birakma hizi ve süresi de oldukça büyük bir önem arz etmektedir. Bu yapidaki
malzemeler, bünyesinde tuttugu siviyi ortalama 24 saatte birakmaktadir. Ancak; özellikle
tarim, bahçecilik gibi bazi uygulamalarda, sözü edilen sivinin daha yavas salinmasi ve sivi
saliniminin daha uzun bir süre boyunca devam etmesi hedeflenir.
Bahsedilen parçacik büyüklügüne sahip nanoparçaciklari içeren polimer matrisli süper
emici malzemedeki sivi salinimi yavaslamis, böylece salinim süresi uzamistir. Bu etki
sayesinde, sulama ihtiyacinin oldugu tarim, bahçecilik gibi faaliyetlerde, suyun kontrollü
bir sekilde daha uzun bir süre boyunca salinmasi uygulamada büyük kolaylik saglamistir.
Öte yandan, süper emici polimerlerde karsilasilan bir diger sorun, polimerik malzemenin
bünyesinde bulunan sivinin, patlama etkisi yaratacak sekilde çok hizli salinmasidir.
Özellikle, yüksek basinca maruz kalan polimerik malzemeler, bünyesinde hapsettigi siviyi
çok hizli bir sekilde birakabilir. 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip
nanoparçaciklari içeren süper emici malzemenin; yüksek basinç altinda dahi, siviyi
absorbe etme ve bu siviyi bünyesinde tutma kapasitesinin yüksek oldugu gözlenmistir.
Nanoparçaciklarin, parçacik büyüklügü teknigin bilinen durumunda var olan Taramali
Elektron Mikroskobu (SEM), Dinamik Isik Saçilimi (DSL) ya da Atomik Floresans
Spektrometre (AFS) yöntemlerinden biri ile ölçülebilir.
Burada bahsedilen nanoparçacik ilavesi, elde edilen polimer matrisli malzemenin mekanik
dayanikliligini gözle görünür sekilde artirmistir. Jel formunda olan malzemelerin mekanik
dayanimi için elastikiyet modülü degerlendirilir. Malzemenin kuvvet altinda elastik sekil
degistirmesinin ölçüsü olan elastikiyet modülünün; polimer matrisli süper emici
malzemeye 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip nanoparçacik
ilavesi ile arttigi gözlenmistir. Süper emici malzemenin elastikiyet modülünün artmasi,
mekanik dayanikliliginin arttiginin kanitidir. Bir diger deyisle, süper emici malzemenin
baski altinda daha uzun süre kalabildigi söylenebilir.
Ayrica, 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip nanoparçacik
kullaniminin, süper emici malzemenin bünyesindeki sivinin saliniminin daha uzun bir
sürede olmasina katki sagladigi görülmüstür.
Bulusun bir baska yapilandirmasinda, elde edilen polimer matrisli süper emici malzemede
bulunan nanoparçacigin, parçacik büyüklügü 1-100 nanometre araliginda olabilir.
Bulusa göre, söz konusu süper emici malzemede kullanilan nanoparçaciklar, organik
ve/veya inorganik bilesenlerden olusmaktadir. Nanoparçaciklar; küresel, kuantum nokta,
nano nokta, nano çubuk veya tübüler bir formda olabilir.
Bulusun diger bir yapilandirmasinda; tübüler formda nanoparçacik kullanilabilir. Bu
sayede, daha iyi mekanik özelliklere sahip bir süper emici malzeme elde edilmistir.
Bulusun bir baska yapilandirmasinda, polimer matrisli süper emici malzemede bulunan
nanoparçacik; halosit, karbon nanotüp, grafen ya da bunlarin kombinasyonu olabilir.
Burada kullanilan karbon nanotüp, tübüler ya da plakali bir formda olabilir.
Polimer matrisli süper emici malzemede bulunan nanoparçacik miktari, agirlik
bakimindan, burada sözü edilen polimerin toplam agirliginin %0,01-50 oraninda, tercihen
Bulusun bir baska yapilandirmasinda, polimer matrisli süper emici malzemede bulunan
nanoparçaciklar, en az bir tane aktif madde içerebilir. Sözü edilen aktif madde,
nanoparçaciklarin yüzeyine yüklenmistir. Bulus konusu süper emici malzeme,
bünyesindeki siviyi birakirken, bir yandan da, nanoparçaciklarin yüzeyinde yüklenmis
olan aktif maddeler salinmaktadir. Aktif madde saliniminin, bazi durumlarda daha yavas,
bazi durumlarda ise daha hizli gerçeklesmesi istenebilir. Aktif madde salinim hizinin, aktif
maddenin nanoparçacik yüzeyinde yüklendigi bölgeye göre, istenen sekilde
ayarlanabildigi görülmüstür. Aktif maddelerin, nanoparçaciklarin iç lümeninde
yüklenmesinin daha uzun süreli kontrollü bir aktif madde salinimi sagladigi;
nanoparçaciklarin dis yüzeyinde ya da ara yüzeyinde yüklenmesinin daha hizli bir aktif
madde salinimi sagladigi tespit edilmistir. Bu baglamda; polimer matrisli süper emici
malzemede bulunan aktif maddeler, nanoparçaciklarin iç Iümeninde, dis yüzeyinde
ve/veya ara yüzeyinde yüklenmis olabilir.
Bulusa uygun aktif maddeler biyoaktif madde, bitki büyüme hormonu, toprak bazli besin,
pestisit, akarisit, insektisit, nematisit, rodentisit, fungusit, herbisit, mollussisit, bakterist,
mantar öldürücü, böcek kovucu, virüsit olabilir.
Mevcut bulusun bir baska yapilandirmasinda; polimer matrisli süper emici malzemede
bulunan nanoparçaciklar, agirlik bakimindan %0,01-50 oraninda, tercihen %0,1-30
oraninda, daha da tercihen %1-5 oraninda en az bir aktif madde içerebilir.
Bulusa göre; polimerlesme reaksiyonu sonucunda elde edilen polimer matrisli süper emici
malzeme, formlandirilmasi amaciyla son isleme (post-processing) tabi tutulabilir. Bulusa
uygun olarak; alternatif son islem yöntemleri çöktürerek kurutma, elektrospin yapilmasi,
elektrospreyleme, film olusturma olabilir. Mevcut bulusta tercih edilen polimer
prosesleme yöntemi elektrospin edilmesi ya da elektrospreylenmesidir. Söz konusu
polimerik malzemenin, elektrospin edilmesi ya da elektrospreylenmesi yöntemleri ile
sekillendirilmesi sonucunda, polimer matrisli süper emici malzemenin sisme hizinin arttigi
saptanmistir. Elektrospinleme isleminde, polimer yüksek voltaj altinda belli bir hedefe
yönlendirilerek nano veya mikro boyutta polimer fiberleri olusturulur. Bu durumda; elde
edilen malzeme elektrospin edilmis fiber formuna sahiptir. Elektrospreyleme yöntemi
kullanildiginda; söz konusu polimer, yüksek voltaj altinda belirli bir hedefe yönlendirilerek
nano ya da mikro boyutta polimer boncuklari olusturuluyor. Bu sekilde elde edilen
malzeme elektrospreylenmis mikro boncuk ya da nano boncuk formuna sahiptir.
Elektrospreylenmis boncuk ve elektrospin edilmis fiber formlar düzenli yapilardir; bu
forma sahip malzemeler sivi ile temas ettiginde çok daha hizli bir sekilde sismektedir.
Bulusun diger bir yapilandirmasinda; elektrospin edilmis fiber forma sahip polimer
matrisli süper emici malzeme kullanilabilir.
Mevcut bulusta tarif edilen polimerik malzeme; polimer zincirinin katilma polimerizasyonu
yöntemi ile olusmasina dayanan serbest radikalik polimerlesme ile elde edilir.
Öte yandan; sözü edilen polimerik malzeme, kütle polimerizasyonu, çözelti
polimerizasyonu, süspansiyon polimerizasyonu, çökelti polimerizasyonu, gaz fazi
polimerizasyonu, kati hal polimerizasyonu veya emülsiyon polimerizasyonu
yöntemlerinden herhangi biri ile elde edilebilir.
Mevcut bulus konusunda tarif edilen polimerin sentezlenmesinde; iyonlasabilen, anyonik,
katyonik, zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ve alilik
monomerlerin bir ya da daha fazlasini içerdigi durumda, polimerlesmenin baslamasi için
baslatici ajan kullanilabilir. Sözü edilen monomerleri ve çapraz baglayici ajani içeren
reaksiyon karisimina en az bir tane baslatici ilave edilerek, polimerizasyon isleminin
gerçeklesmesi saglanir.
Tercihen suda çözünen bir baslatici kullanilmaktadir. Bulusa uygun baslaticilar amonyum
persülfat; N, N, N', N'-tetrametiletilendiamin (TEMED); terbutilhidroperoksit,
terbutilperasetat, benzoil peroksit gibi inorganik peroksitler; azobizobütironitril (AIBN),
azobissiyanopentonikasit, siklohekzan karbonitril gibi organik azo bilesikler olabilir;
tercihen amonyum persülfat kullanilmaktadir. Polimerlesme reaksiyonun gerçeklesmesi
için baslatici ilavesi bir zorunluluk degildir; bazi monomerlerin varliginda ayrica bir
kimyasal maddeye gerek kalmadan, isi ve isik gibi etmenler sayesinde polimerlesme
reaksiyonu baslayabilir.
Bulusa göre; polimer matrisli süper emici bir malzeme üretme yöntemi;
a. suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla monomere
solvent ilavesi ile bir solüsyon elde edilmesi,
b. sözü edilen solüsyona çapraz baglayici olarak en az bir vinilalkoksisilan türevi bir
ajan ilavesiyle bir reaksiyon karisiminin elde edilmesi,
c. (b) adimindan elde edilen reaksiyon karisimina 0,1-500 nanometre araliginda
parçacik büyüklügüne sahip nanoparçacik ilave edilmesi,
d. polimerizasyon islemi ile polimerin elde edilmesi adimlarindan olusmaktadir.
Burada belirtilen adimlarda; reaksiyon sicakligi 50-85°C araliginda olabilir.
Bulusa göre; sözü edilen polimer, serbest radikal polimerizasyonuna göre hazirlanabilir.
Polimer elde edildikten sonra; sözü edilen polimerin formlandirilmasi amaciyla son isleme
(post-processing) tabi tutulabilir. Son islem yöntemi olarak; çöktürerek kurutma,
elektrospin yapilmasi, elektrospreyleme, film olusturma yöntemlerinden herhangi biri
kullanilabilir. Bulusa göre; söz konusu polimerik yapinin elektrospin edilmesi ya da
elektrospreylenmesi tercih edilmektedir. Elektrospinleme ya da elektrospreyleme
yöntemleri ile formlandirilan polimerik malzemenin, daha hizli sisme performansi
gösterdigi görülmüstür. Bahsi geçen bu yöntemler sonucunda elde edilen fiber ve boncuk
formlari düzenli yapilardir ve bu forma sahip malzemeler sivi ile temas ettiginde çok daha
hizli bir sekilde sismektedirler. Elektrospin islemi sonucunda polimer fiberleri;
elektrospreyleme islemi sonucunda ise polimer boncuklari elde edilir. Bulusun bir baska
yapilandirmasinda; fiber forma sahip polimerik malzeme elde etmek üzere, son islem
olarak elektrospinleme uygulanmaktadir.
Polimer elde etmek üzere kullanilan monomerler; iyonlasabilen, anyonik, katyonik,
zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ya da alilik
monomerlerin bir ya da daha fazlasini içerebilir.
Mevcut bulusun bir baska yapilandirmasinda; söz konusu monomerler iyonlasabilen,
anyonik, katyonik veya zwitteriyonik fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ve alilik
monomerlerin bir ya da daha fazlasindan olusabilir.
Bulusta tercihen üç farkli monomer bulunmaktadir. Sözü edilen monomerler akrilik asit,
akrilamid ve AMPS olabilir.
Bulusun bir baska yapilandirmasinda; nanoparçacik ilave edilen reaksiyon karisimina en
az bir tane baslatici ilave edilebilir.
Bulusa göre; suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla
monomer ile solüsyon elde etmek üzere karistirilan solvent su, dimetilasetamid ya da
dimetilformamid olabilir. Solvent olarak tercihen su kullanilmaktadir. Polimerlesme
reaksiyonunda, solvent olarak su kullanildiginda; daha ekonomik, daha çevreci ve de
daha pratik bir üretim yöntemi uygulanmaktadir.
Polimer matrisli süper emici malzemede bulunan nanoparçaciklar, yüzeylerinde en az bir
tane aktif madde içerebilir. Aktif madde ile yüklenmis nanoparçaciklari elde edebilmek
için uygulanan yöntem;
tabi tutulmasi,
- sözü edilen aktif madde ile yüklenmis nanoparçaciklarin süspansiyondan
ayristirilmasi ve kurutulmasi adimlarini içermektedir.
Bu yöntem adimlarini takiben; elde edilen polimer ile süspansiyondan ayristirilip
kurutulan, aktif madde ile yüklenen nanoparçaciklar, bulus konusu üretim yöntemine
göre elde edilen polimer ile bir araya getirilir.
Asagida mevcut bulusa göre polimer matrisli süper emici malzemenin örnek bir
yapilandirmasi sunulmustur. Mevcut bulusun hedeflenen koruma kapsami istemler ile
belirlenmis olup, örnekte yer alan içerik ile sinirli degildir.
Bulusun bir yapilandirmasina göre; polimer sentezinde kullanilan bilesenlerin miktarlari
ile reaksiyon sicakligi ve süresi asagida belirtilmistir.
Akrilik asit: 3,15 gram
Akrilamid: 8,02 gram
AMPS: 1 gram
VTMS: 0,19 gram
Amonyum persülfat: 0,06 gram
Reaksiyon sicakligi: 50-85°C
Reaksiyon süresi: 1-3 saat
Buna göre; akrilamid ve AMPS 15 mL suda çözünür; bu çözeltiye akrilik asit ilave edilir.
Karistirma islemi ile berrak bir görünüm kazanan çözeltiye nötrallestirme amaçli sodyum
hidroksit ilave edilir. Su ilavesi ile çözelti 100 mL'ye tamamlanir. Daha sonra monomer
çözeltisi, reaksiyon ortaminda bulunan fazla oksijeni uzaklastirmak için Azot ile temizlenir.
Karisim 15 dakika boyunca Azot gazi ile köpürtüldükten sonra, kuwetli karistirma altinda
karisima VTMS ilave edilir. Karisim, fazla oksijenin ve havanin reaksiyon ortamindan
uzaklastirilmasi için 15 dakika daha karistirmaya ve köpürmeye tabi tutulur. Baska bir
kapta, amonyum persülfat, 5 mL su içerisinde çözdürülür ve daha sonra reaksiyon
karisimina ilave edilir. Polimerizasyon, 2 saat boyunca bir yag banyosunda 78°C'de
gerçeklestirilir. Reaksiyonun sonunda elde edilen viskoz yapili polimer çözeltisi oda
sicakligina kadar sogutulur. Son olarak, elde edilen polimer etanol veya metanol içinde
beyaz toz formunda çökeltilir; 2 gün boyunca 70°C'de kurutulur. Yüzeyinde aktif madde
yüklenen nanoparçaciklarin eldesi için; nanoparçaciklar aktif madde ile karistirilip, su
içinde süspansiyonu hazirlanir. Sabit karistirma altinda iken, vakum uygulanir.
Vakumlama esnasinda, köpürme gözlenir; vakum köpürme sona erene kadar uygulanir.
Bu noktada, karisim 2 ila 3 dakika boyunca atmosfer basincina getirilir. Bu vakum
döngüsü, nanoparçaciklarin optimum düzeyde yüklenmesi için iki kez daha tekrarlanir.
Süspansiyonun kati içerigi, vakumla filtreleme veya santrifüjleme yoluyla süzülür. Nihai
nanoparçaciklar, damitilmis su ile yikanir ve havada kurutulur. Nanoparçaciklarin Iç
Sonuç olarak; aktif madde ile yüklenmis nanoparçaciklar ile sentezlenen polimer çesitli
yöntemler ile bir araya getirilerek nanokompozit yapida bir malzeme elde edilir. Polimer
matrisli, süper emici özellik gösteren bu malzeme elektrospinleme ya da
elektrospreyleme gibi bir son islem yöntemi ile formlandirilarak fiber ya da boncuk formda
nanoyapilar olusturulur.
Claims (1)
- ISTEMLER . Polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip nanoparçacik ile suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla monomer, çapraz baglayici olarak en az bir vinilalkoksisilan türevi bir ajan içeren bir polimerden mamul olmasidir. . Istem 1'e göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu bir ya da daha fazla monomerin iyonlasabilen, anyonik, katyonik, zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ve alilik monomerlerin bir ya da daha fazlasindan mamul olmasidir. . Istem 1 veya Z'ye göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu monomerin akrilik asit, akrilamid, AMPS (2-akrilamido-Z-metilpropari sülfonik asit) ya da bunlarin bir kombinasyonundan mamul olmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu çapraz baglayici ajanin viniltrimetoksisilan (VTMS), trietoksivinilsilan (TEVS), tri(2-metoksietoksi)vinilsilan (TMEVS) ya da bunlarin bir kombinasyonundan mamul olmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; nanoparçaciklarin parçacik büyüklügünün 1-100 nanometre araliginda olmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu nanoparçaciklarin organik ya da inorganik maddelerden olusmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu nanoparçaciklarin küresel, kuantum nokta, nano nokta, nano çubuk veya tübüler bir forma haiz olmasidir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu nanoparçaciklarin halosit, karbon nanotüp, grafen ya da bunlarin kombinasyonunu içermesidir. 9. Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu nanoparçacik miktarinin agirlik bakimindan sözü edilen polimerin toplam agirligi bakimindan %0,01-50 oraninda, tercihen %0,1-30 oraninda, daha da tercihen %1-5 oraninda olmasidir. 10.Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; nanoparçaciklarin yüzeyinde en az bir aktif madde bulunmasidir. 11.Istem 10'a göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; sözü edilen nanoparçaciklarin agirlik bakimindan %0,01-50 oraninda, tercihen %0,1-3O oraninda, daha da tercihen %1-5 oraninda en az bir aktif madde içermesidir. 12.Istem 10 veya 11'e göre bir polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu nanoparçaciklarin iç Iümeninde, dis yüzeyinde ve/veya ara yüzeyinde yüklenmis en az bir aktif madde içermesidir. 13.Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu malzemede bulunan polimerin ayrica bir baslatici içermesidir. 14.Istem 13'e göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; baslaticinin amonyum persülfat olmasidir. 15.Önceki istemlerden herhangi birine göre polimer matrisli süper emici bir malzeme olup özelligi; söz konusu malzemenin elektrospin edilmis fiber, elektrospreylenmis nano boncuk ya da elektrospreylenmis mikro boncuk forma haiz olmasidir. 16.Polimer matrisli süper emici bir malzeme üretmek için bir yöntem olup özelligi; a. suda çözünen ve radikal polimerlesmeye uygun bir ya da daha fazla monomere solvent ilavesi ile bir solüsyon elde edilmesi, b. sözü edilen solüsyona çapraz baglayici olarak en az bir vinilalkoksisilan türevi bir ajan ilavesiyle bir reaksiyon karisiminin elde edilmesi, c. (b) adimindan elde edilen reaksiyon karisimina 0,1-500 nanometre araliginda parçacik büyüklügüne sahip nanoparçacik ilave edilmesi, d. polimerizasyon islemi ile polimerin elde edilmesi adimlarindan olusmasidir. 17.Istem 16'ya göre bir yöntem olup özelligi; elde edilen polimerin formlandirilmasi amaciyla son isleme tabi tutulmasidir. 18.Istem 16 veya 17'ye göre bir yöntem olup özelligi; söz konusu yöntemde kullanilan bir ya da daha fazla monomerin iyonlasabilen, anyonik, katyonik, zwitteriyonik veya birden çok fonksiyonel grup içeren vinilik, akrilik ve alilik monomerlerin bir ya da daha fazlasindan mamul olmasidir. 19.Istem 18'e göre bir yöntem olup özelligi; söz konusu monomerin akrilik asit, akrilamid, AMPS (2-akrilamido-Z-metilpropan sülfonik asit) ya da bunlarin kombinasyonundan mamul olmasidir. 20.Istem 16-19'dan herhangi birine göre bir yöntem olup özelligi; nanoparçacik ilave edilen reaksiyon karisimina ayrica bir baslaticinin ilave edilmesidir. 21.Istem 16-20'den herhangi birine göre bir yöntem olup özelligi; polimer eldesi için uygulanan yöntemin serbest radikal polimerizasyonu olmasidir. 22.Istem 16-21'den herhangi birine göre bir yöntem olup özelligi; polimerizasyon için kullanilan solventin su, dimetilasetamid, 1,4-Dioksan ya da dimetilformamid içermesidir. 23.Istem 16-22'den herhangi birine göre bir yöntem olup özelligi; söz konusu yöntem adimlarinin 50-85°C sicaklik araliginda gerçeklesmesidir. 24.Istem 16-23'ten herhangi birine göre bir yöntem olup özelligi; nanoparçaciklarin iç lümeninde, dis yüzeyinde ve/veya ara yüzeyinde yüklenmis en az bir aktif madde içermesidir. 25.Istem 24'e göre bir yöntem olup özelligi; söz konusu yöntemin - en az bir aktif madde ile nanoparçaciklari içeren süspansiyonun vakumlama islemine tabi tutulmasi ile nanoparçaciklarin aktif madde ile yüklenmesinin saglanmasi, - sözü edilen aktif madde ile yüklenmis nanoparçaciklarin, söz konusu süspansiyondan ayristirilmasi ve kurutulmasi adimlarindan olusmasidir.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2020/02652A TR202002652A2 (tr) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Polimer matrisli süper emici bir malzeme. |
PCT/TR2021/050162 WO2021167577A1 (en) | 2020-02-20 | 2021-02-20 | A polymer matrix based superabsorbent material |
EP21727955.3A EP4106914A1 (en) | 2020-02-20 | 2021-02-20 | A polymer matrix based superabsorbent material |
US17/801,281 US20230114465A1 (en) | 2020-02-20 | 2021-02-20 | Polymer matrix based superabsorbent material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2020/02652A TR202002652A2 (tr) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Polimer matrisli süper emici bir malzeme. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR202002652A2 true TR202002652A2 (tr) | 2021-08-23 |
Family
ID=76098998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2020/02652A TR202002652A2 (tr) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | Polimer matrisli süper emici bir malzeme. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230114465A1 (tr) |
EP (1) | EP4106914A1 (tr) |
TR (1) | TR202002652A2 (tr) |
WO (1) | WO2021167577A1 (tr) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2939552T3 (es) * | 2020-08-11 | 2023-04-24 | Fameccanica Data Spa | Procedimiento de producción de artículos no tejidos que contienen grafeno y/u óxido de grafeno y artículos no tejidos producidos usando los mismos |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3935099A (en) | 1974-04-03 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method of reducing water content of emulsions, suspensions, and dispersions with highly absorbent starch-containing polymeric compositions |
PL1737907T3 (pl) | 2003-12-15 | 2019-07-31 | Vjs Investments Limited | Superchłonny produkt polimerowy zawierający bioaktywny dodatek promujący wzrost |
US20100139347A1 (en) * | 2009-12-24 | 2010-06-10 | Abolfazl Barati | Nano-composite superabsorbent containing fertilizer nutrients used in agriculture |
EP2930191B1 (en) * | 2014-04-07 | 2020-09-16 | Evonik Corporation | Superabsorbent polymer having fast absorption |
-
2020
- 2020-02-20 TR TR2020/02652A patent/TR202002652A2/tr unknown
-
2021
- 2021-02-20 WO PCT/TR2021/050162 patent/WO2021167577A1/en active Search and Examination
- 2021-02-20 EP EP21727955.3A patent/EP4106914A1/en active Pending
- 2021-02-20 US US17/801,281 patent/US20230114465A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021167577A1 (en) | 2021-08-26 |
EP4106914A1 (en) | 2022-12-28 |
US20230114465A1 (en) | 2023-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qamruzzaman et al. | An overview on starch-based sustainable hydrogels: Potential applications and aspects | |
Qureshi et al. | Polysaccharide based superabsorbent hydrogels and their methods of synthesis: A review | |
Maitra et al. | Cross-linking in hydrogels-a review | |
Xu et al. | Synthesis and properties of an ecofriendly superabsorbent composite by grafting the poly (acrylic acid) onto the surface of dopamine-coated sea buckthorn branches | |
KR100423661B1 (ko) | 초강력-흡수재료로된기질,그의제조방법및용도 | |
Guilherme et al. | Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides for application in agriculture as soil conditioner and nutrient carrier: A review | |
Rao et al. | pH sensitive halloysite-sodium hyaluronate/poly (hydroxyethyl methacrylate) nanocomposites for colon cancer drug delivery | |
JP5851097B2 (ja) | 新しい物理的形態のクレイ連結ポリマーゲル、それらを形成するための方法、及びそれらの使用 | |
JPH0558030B2 (tr) | ||
CA2873361C (en) | Compounded surface treated carboxyalkylated starch polycrylate composites | |
Hasan et al. | Cellulose-based superabsorbent hydrogels | |
US11857946B2 (en) | Preparing method of super absorbent polymer sheet and super absorbent polymer sheet prepared therefrom | |
CS216992B1 (en) | Composite polymere material for the biological and medicinal utilitation and method of preparation thereof | |
KR101180787B1 (ko) | 온습도 자동조절 나노섬유의 제조방법 | |
Soliman et al. | Preparation of carboxymethyl cellulose-g-poly (acrylic acid-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid)/attapulgite superabsorbent composite | |
JP2007126572A (ja) | 高分子ゲル積層体及びその製造方法 | |
CN105999361B (zh) | 一种具有智能释放抗菌剂能力的医用敷料及其制备方法 | |
CN112646082A (zh) | 丙烯酸酯聚合物微球聚集体及其制备方法 | |
Bhatia et al. | Polysaccharide hydrogels: synthesis, characterization, and applications | |
TR202002652A2 (tr) | Polimer matrisli süper emici bir malzeme. | |
Chatterjee et al. | A detailed discussion on interpenetrating polymer network (IPN) based drug delivery system for the advancement of health care system | |
KR100492917B1 (ko) | 비드상 고흡수성 수지의 제조방법 | |
Li et al. | Silica-based Janus nanosheets for self-healing nanocomposite hydrogels | |
Meléndez-Ortiz et al. | Antimicrobial cotton gauzes modified with poly (acrylic acid-co-maltodextrin) hydrogel using chitosan as crosslinker | |
Menceloglu et al. | Triblock superabsorbent polymer nanocomposites with enhanced water retention capacities and rheological characteristics |