TW201304825A - 具有增進的表現性質之微粒超吸收性聚合組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種吸收水、水性液體及血液之微粒超吸收性聚合組成物及一種製造該等超吸收性聚合物之方法，其中用具有與人類皮膚相似之pH值的經中和多價金屬鹽溶液對超吸收性聚合物進行表面處理。本發明亦關於具有高凝膠床滲透率及負載下高吸收率之微粒超吸收性聚合組成物。

Description

具有增進的表現性質之微粒超吸收性聚合組成物
本發明係關於吸收水、含水液體及血液之微粒超吸收性聚合組成物及製造該等超吸收性聚合組成物之方法。詳言之，本發明係關於具有高滲透率之超吸收性聚合組成物，該等超吸收性聚合組成物係藉由使超吸收性聚合物與pH值接近人類皮膚pH值之經中和多價金屬鹽溶液接觸來製造。本發明亦係關於具有高凝膠床滲透率及負載下高吸收率之微粒超吸收性聚合組成物。
超吸收性聚合物或材料一般係指遇水膨脹之水不溶性聚合物或材料，其在含有0.9重量%氯化鈉水溶液之水溶液中能夠吸收至少約10倍於其重量且多達約30倍或30倍以上於其重量。根據超吸收性聚合物之通用定義，超吸收性聚合物之實例可包括經部分中和之交聯聚合物，包括交聯聚丙烯酸或交聯澱粉-丙烯酸接枝聚合物，其能夠吸收大量含水液體及體液，諸如尿或血液，同時膨脹並且形成超吸收性水凝膠且在某一壓力下保持該等含水液體。
可藉由以下步驟製備超吸收性聚合物：最初在存在諸如氫氧化鈉之苛性鹼處理的情況下中和不飽和羧酸或其衍生物，諸如丙烯酸、丙烯酸之鹼金屬(例如鈉及/或鉀)或銨鹽、丙烯酸烷酯及其類似物；接著使產物與相對較少量之內部交聯劑或單體交聯劑(諸如二官能單體或多官能單 體)聚合。二官能單體或多官能單體材料可充當共價型內部交聯劑以使聚合物鏈稍微交聯，從而使其不溶於水但過水膨脹。此等稍微交聯之超吸收性聚合物含有許多連接至聚合物主鏈之羧基。此等羧基產生滲透驅動力供交聯聚合物網狀結構吸收體液。微粒超吸收性聚合物可藉由用於增強微粒超吸收性聚合物之性質的表面交聯及表面處理來進行表面處理。
適用作吸收性物品(諸如拋棄式紙尿布)中之吸收劑的超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合組成物需要具有足夠高的吸附容量以及足夠高的凝膠強度。吸附容量需足夠高以使吸收性聚合物能夠在吸收性物品使用期間吸收所過到之大量含水體液。凝膠強度係關於膨脹聚合物粒子在外加應力下抗變形之傾向，且需要該等粒子在壓力下不變形並填充吸收性部件或物品中之毛細空隙空間直至不可接受之程度，此程度一般稱為「凝膠阻塞」，從而藉由該部件或物品抑制流體吸收速率或流體分佈。凝膠阻塞出現後，其可在吸收性物品中之吸收性聚合物粒子完全飽和之前，或在流體可擴散或浸潤通過該「阻塞」之前實質上阻礙流體向吸收性物品中相對乾燥之區或區域分佈且阻礙自吸收性物品洩漏。
滲透率為多孔結構有效連接之量度，不論是纖維墊或發泡板或是在此應用情況下，微粒超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合組成物在本文中一般稱為微粒超吸收性聚合組成物或SAP，且可就孔隙度及微粒超吸收性聚合組成物 之連接性程度加以說明。凝膠滲透率為微粒超吸收性聚合組成物團塊整體之性質且與粒徑分佈、粒形、開孔之連接性、剪切模數及膨脹凝膠之表面改質有關。實際上，微粒超吸收性聚合組成物之滲透率為液體流過膨脹粒子團塊之快速程度的量度。低滲透率指示液體不能容易地流經微粒超吸收性聚合組成物，此現象一般稱為凝膠阻塞，且任何強制液體流動(諸如紙尿布使用期間第二次施加尿)必須採取替代路徑(例如紙尿布滲漏)。
已熟知微粒超吸收性聚合物之表面處理。為增進微粒超吸收性聚合物之滲透率，先前技術中已揭示使用多價金屬陽離子在表面附近進行羧基之離子錯合。U.S.6,620,889揭示在水溶液中與多元醇與陽離子鹽之組合發生表面交聯之超吸收劑。鹽之陰離子可為氯離子、溴離子、硫酸根、碳酸根、硝酸根、磷酸根、乙酸根或乳酸根。參考文獻WO 2005/108 472 A1中揭示硫酸鋁作為微粒超吸收性聚合組成物之表面處理之用途，該參考文獻揭示一種包括用水溶性多價金屬鹽及有機酸或其鹽處理鹼聚合物之方法。多價金屬鹽較佳為硫酸鋁。有機酸或鹽係選自包括檸檬酸、乙醛酸、戊二酸、丁二酸、酒石酸及乳酸之酸或其鹼金屬鹽或銨鹽之範圍。
然而，亦已知硫酸鋁為酸性，pH值小於4，且遠遠低於人類皮膚約7之pH值。塗覆於微粒超吸收性聚合物表面上之硫酸鋁將產生酸性表面。因為包含超吸收性聚合物之衛生用品與使用者之皮膚接觸或者接近或鄰接於使用者之 皮膚，因此需要控制超吸收性聚合物之表面pH值以降低皮膚刺激之風險。
亦已知鋁離子及其鹽(諸如硫酸鋁)於水中之溶解度具有pH值依賴性。在4至9.5之pH值水準下，硫酸鋁不溶於水且出現沈澱，產生氫氧化鋁漿液。已知漿液在製程中比溶液更難以處理。
U.S.5,559,263揭示一種製備在至少約3.1重量%鋁之濃度下pH值為約5.0至約9.0之鋁水溶液的方法。該溶液包含檸檬酸鹽作為鋁離子之螯合配位體。螯合配位體可與微粒超吸收性聚合物表面附近之羧基競爭與鋁離子形成離子錯合物，由此可減小滲透率，從而增強鋁離子之作用。
因此，本發明之一個目標在於提供一種微粒超吸收性聚合組成物，其具有增進的與人類皮膚之相容性。此外，本發明之一個目標在於提供一種微粒超吸收性聚合組成物，其展現極佳性質，諸如即使當微粒超吸收性聚合組成物之量基於吸收劑結構增加一定重量百分比時亦維持高液體滲透率及液體保留率之能力。
本發明包含一種用於製造微粒超吸收性聚合組成物之方法，該方法包含以下步驟：a)提供微粒超吸收性聚合物；b)製備呈具有約5至約9之pH值的水溶液形式之經中和多價金屬鹽；及c)將步驟b)之該經中和多價金屬鹽溶液塗覆於該微粒超吸收性聚合物表面上，其中該微粒超吸收 性聚合組成物具有超過約25 mol%之中和度；且凝膠床滲透率數值為至少約[8000 e-0.18x]達西(Darcy)，其中x為離心保留容量之數值；離心保留容量大於約25 g/g且0.9 psi負載下之吸收率為約16 g/g至24 g/g。已發現用經中和多價金屬鹽溶液對微粒超吸收性聚合物進行表面處理增強微粒超吸收性聚合組成物之某些性質，詳言之，凝膠床滲透性。
本發明之一具體實例進一步包括藉由上述方法製造之微粒超吸收性聚合組成物。在本發明之一個具體實例中，該微粒超吸收性聚合組成物包含包含以下各物之聚合物：a)約55 wt%至約99.9 wt%之含有可聚合不飽和酸基之單體；b)0 wt%至約40 wt%之可與a)共聚之聚合烯系不飽和單體；c)以重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之內部交聯劑；d)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之塗覆於超吸收性聚合物之粒子表面的表面交聯劑；及e)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計0.01 wt%至約5 wt%之塗覆於粒子表面之經中和多價金屬鹽，其呈具有約5至約9之pH值的水溶液形式，其中該組成物具有超過約25%之含有可聚合不飽和酸基之單體之中和度；且該微粒超吸收性聚合組成物具有如下特性：凝膠床滲透率數值GBP為至少約[8000 e-0.18x]達西，其中x為離心保留容量之數值；離心保留容量大於約25 g/g，且0.9 psi負載下之吸收率為約18 g/g至約22 g/g。
本發明之一具體實例進一步包括一種微粒超吸收性聚合組成物，該微粒超吸收性聚合組成物包含包含以下各物 之聚合物：a)約55 wt%至約99.9 wt%之含有可聚合不飽和酸基之單體；b)0 wt%至約40 wt%之可與a)共聚之聚合烯系不飽和單體；c)以重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之內部交聯劑，其中組分a)、組分b)及組分c)聚合成水凝膠，該水凝膠經造粒形成具有表面之微粒超吸收性聚合物；d)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之塗覆於微粒超吸收性聚合物之表面的表面交聯劑；及e)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計0.01 wt% wt%至約5 wt%之塗覆於微粒超吸收性聚合物之表面的鋁鹽，其呈具有約5至約9.0之pH值的水溶液形式，其中該鋁鹽溶液包含鋁陽離子及去質子化羥基單羧酸之陰離子，其中羧酸陰離子與鋁陽離子之莫耳比為在約0.75：1至約1.5：1之間。
此外，本發明係針對可能含有本發明之超吸收性聚合組成物的吸收性組成物或衛生用品，諸如紙尿布。
本發明之許多其他特徵及優勢將由以下描述顯而易見。
本發明之上述及其他特徵、態樣及優勢將由以下描述、所附申請專利範圍及所附圖式變得更易理解。
定義
應注意，術語「包含(comprises，comprising)」及來自詞根術語「包含(comprise)」之其他衍生詞在用於本發明時意欲為開放式術語，其說明任何所述特徵、元素、整數、步驟或組分之存在且不意欲排除一或多個其他特徵、 元素、整數、步驟、組份或其群組之存在或添加。
如本文所使用，修飾本發明組成物中或用於本發明方法中之成分之量的術語「約(about)」係指可能出現之數值量變化，例如由於實際工作中用於製造濃縮物或使用溶液之典型量測程序及液體處理程序；由於此等程序中之疏忽性錯誤；由於用於製造組成物或執行該等方法之成分之製造、來源或純度差異；及其類似因素。術語約亦涵蓋由於特定初始混合物產生之組成物之不同平衡條件而不同之量。不論是否由術語「約」修飾，所主張者均包括該等量之等效物。
如本文所用之術語「吸收性物品(absorbent article)」係指吸收且容納身體泌出物之裝置，且更特定言之，係指與穿戴者之身體相抵或接近而放置以吸收且容納自身體排出之各種泌出物的裝置。吸收性物品可包括紙尿布、訓練褲、成人失禁內衣、女性衛生用品、乳墊、護理墊、口水兜、傷口敷料產品，及其類似物。吸收性物品可進一步包括地板清潔物品、食品工業物品及其類似物。如本文所使用，術語「體液(body fluids)」或「身體泌出物(body exudates)」包括(但不限於)尿、血液、陰道排出物、母乳、汗液及糞便物。
如本文所使用之術語「離心保留容量(Centrifuge Retention Capacity；CRC)」係指微粒超吸收性聚合物在飽和且於控制條件下進行離心後保留其中之液體的能力，且表示為所保留液體之公克數/公克樣品重量(g/g)，如藉由 本文所述之離心保留容量試驗所量測。
如本文所使用之術語「經交聯(crosslinked)」、「交聯(crosslink)」、「交聯劑(crosslinker)」或「交聯(crosslinking)」係指有效地使正常水溶性材料實質上不溶於水但可膨脹之任何方式。該交聯方式可包括例如物理纏結、結晶域、共價鍵、離子錯合及締合、親水性締合(諸如氫鍵結)、疏水性締合，或凡得瓦爾力(Van der Waals force)。
如本文所使用之術語「內部交聯劑」或「單體交聯劑」係指在單體溶液中使用交聯劑以形成聚合物。
術語「達西(Darcy)」為滲透率之CGS單位。1達西為固體兩側間之壓力差為1個大氣壓時，具有1厘泊黏度之1立方公分流體在1秒內流過1公分厚且橫截面為1平方公分之區段的固體滲透率。結果證明，滲透率具有與面積相同之單位；由於不存在滲透率之SI單位，因此使用平方公尺。1達西等於約0.98692×10-12 m2或約0.98692×10-8 cm2。
如本文所用之術語「紙尿布(diaper)」係指一般由嬰兒及失禁人士穿戴在下軀幹周圍以便環繞穿戴者之腰及腿並且特別調於接收並容納尿及糞便廢物的吸收性物品。
如本文所用之術語「拋棄式(disposable)」係指吸收性物品在單次使用之後不欲洗滌或者復原或再用作吸收性物品。該等拋棄式吸收性物品之實例包括(但不限於)：個人護理吸收性物品、健康/醫學吸收性物品，及家用/工業用吸 收性物品。
如本文所使用之術語「乾微粒超吸收性聚合組成物(dry particulate superabsorbent polymer composition)」一般係指具有少於約10%水分之超吸收性聚合組成物。
術語「凝膠滲透率(gel permeability)」為粒子團塊整體之性質且與粒徑分佈、粒子形狀、及粒子間開孔之連接性、剪切模數及膨脹凝膠之表面改質有關。實際上，超吸收性聚合組成物之凝膠滲透率為液體流過膨脹粒子團塊之快速程度的量度。低凝膠滲透率指示液體無法容易流過超吸收性聚合組成物，其一般稱為凝膠阻塞，且任何強制液體流動(諸如在紙尿布使用期間第二次施加尿)必定採取替代路徑(例如紙尿布滲漏)。
術語指定超吸收性聚合組成物粒子樣品之「質量中值粒徑(mass median particle size)」定義為基於質量將樣品分成兩半之粒徑，亦即，以重量計一半樣品具有大於該質量中值粒徑之粒徑，且以質量計一半樣品具有小於該質量中值粒徑之粒徑。因此，舉例而言，若以重量計一半超吸收性聚合組成物粒子樣品經量測為2微米以上，則該樣品之質量中值粒徑為2微米。
術語「粒子(particle)」、「微粒(particulate)」及其類似物在與術語「超吸收性聚合物」一起使用時係指離散單元形式。該等單元可包含薄片、纖維、聚集物、顆粒、粉末、球體、粉碎材料或其類似物，以及其組合。該等粒子可具有任何所要形狀：例如立方體、桿狀多面體、球形或 半球形、圓形或半圓形、角形、不規則等形狀。亦預期具有高縱橫比之形狀(如針狀、薄片及纖維)包括於本文中。術語「粒子」或「微粒」亦可包括包含超過一個個別粒子、微粒或其類似物之聚集物。另外，粒子、微粒或其任何所要聚集物可由超過一種類型材料構成。
術語「微粒超吸收性聚合物(particulate superabsorbent polymer)」及「微粒超吸收性聚合組成物(particulate superabsorbent polymer composition)」係指呈離散形式之超吸收性聚合物及超吸收性聚合組成物形式，其中「微粒超吸收性聚合物」及「微粒超吸收性聚合組成物」可具有小於1000 μm或約150 μm至約850 μm之粒徑。
術語「滲透率(permeability)」在於本文中使用時應意指多孔結構(在此情況下為交聯聚合物)有效連接之量度，且可就微粒超吸收性聚合組成物之孔隙度及連接性程度加以說明。
術語「聚合物(polymer)」包括(但不限於)均聚物、共聚物(例如嵌段共聚物、接枝共聚物、隨機共聚物及交替共聚物)、三聚物等，及其摻合物及變體。此外，除非另外特定限制，否則術語「聚合物」應包括材料之所有可能組態異構體。此等組態包括(但不限於)整規、間規及非規對稱結構。
如本文所用之術語「聚烯烴(polyolefin)」一般包括(但不限於)以下材料：諸如聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚苯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及其類似物，其均聚物、 共聚物、三聚物等，及其摻合物及變體。術語「聚烯烴」應包括其所有可能結構，該等結構包括(但不限於)整規、間規及隨機對稱結構。共聚物包括非規共聚物及嵌段共聚物。
如本文所用之術語「超吸收性聚合物(superabsorbent polymer)」係指在最有利條件下，在含有0.9重量%氯化鈉之水溶液中能夠吸收至少約10倍於其重量、或至少約15倍於其重量、或至少約25倍於其重量的遇水膨脹水不溶性有機或無機材料，包括超吸收性聚合物及超吸收性聚合組成物。
如本文所用之術語「超吸收性聚合組成物(superabsorbent polymer composition)」係指根據本發明包含表面添加劑之超吸收性聚合物。
如本文所用之術語「超吸收性聚合物預產物(superabsorbent polymer preproduct)」係指藉由執行如下所有步驟所產生之材料：製造如本文所述之超吸收性聚合物，直至且包括乾燥該材料，及在破碎機中進行粗磨。
如本文所用之術語「表面交聯(surface crosslinking)」係指超吸收性聚合物粒子表面附近之官能交聯程度，其一般高於超吸收性聚合物粒子內部的官能交聯程度。如本文所使用之「表面」描述粒子之面向外部之範圍。
如本文所用之術語「熱塑性(thermoplastic)」描述材料在暴露於熱時軟化且在冷卻至室溫時實質上恢復非軟化狀態。
除非本文中另外規定，否則如本文所用及提及乾微粒超吸收性聚合組成物之組分時之術語「重量%(% by weight)」或「%wt」應解釋為以乾超吸收性聚合組成物之重量計。
此等術語可在本說明書之其餘部分中用其他語言來定義。
雖然已出於說明目的闡述具體實例之典型態樣及/或具體實例，但此實施方式(Detailed Description)及所附圖式不應被視為對本發明範疇之限制。因此，熟習此項技術者在不背離本發明之精神及範疇的情況下可進行各種修改、改進及替換。作為一假想說明性實例，本說明書中揭示1至5之範圍應被視為支持主張以下範圍中之任一者：1至5；1至4；1至3；1至2；2至5；2至4；2至3；3至5；3至4；及4至5。
在本發明之一個具體實例中，該超吸收性聚合組成物為交聯聚合物，其包含：a)約55 wt%至約99.9 wt%之含有可聚合不飽和酸基之單體；b)0 wt%至約40 wt%之可與a)共聚之聚合烯系不飽和單體；c)以重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之內部交聯劑；d)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之塗覆於粒子表面之表面交聯劑；及e)以乾微粒超吸收性聚合組成物重量計約0.01 wt%至約5 wt%之塗覆於粒子表面之經中和多價金屬鹽 溶液，其中該組成物具有超過約25 mol%之中和度。
經中和多價鹽之水溶液可包含多價陽離子及去質子化有機酸之陰離子。具有與人類皮膚pH值相同或接近之pH值的多價鹽將降低皮膚刺激之風險。此外，藉由用具有經調節pH值及適當有機酸：多價陽離子莫耳比之多價鹽溶液塗佈超吸收性聚合物而意外地獲得具有顯著增進之滲透率及負載下高吸收率之超吸收性聚合組成物。
適合超吸收性聚合物可選自天然、生物可降解、合成及改質天然聚合物及材料。關於超吸收性聚合物使用之術語經交聯係指有效使正常水溶性材料實質上不溶於水但可膨脹之任何方式。該交聯方式可包括例如物理纏結、結晶域、共價鍵、離子錯合及締合、親水性締合(諸如氫鍵結)、疏水性締合，或凡得瓦爾力。超吸收性聚合物包括內部交聯且可進一步包括表面交聯。
如本發明具體實例中所述之超吸收性聚合物係藉由約55%至約99.9 wt%含有可聚合不飽和酸基之單體之超吸收性聚合物之初步聚合而獲得。適合單體包括任何含有羧基之單體，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，或其混合物。需要至少約50 wt%，且更需要至少約75 wt%酸基為羧基。
如本發明之具體實例中所述之製造超吸收性聚合物之方法係藉由約55%至約99.9 wt%含有可聚合不飽和酸基之單體之超吸收性聚合物之初步聚合而獲得。適合可聚合單體包括任何含有羧基之單體，諸如丙烯酸、甲基丙烯酸或 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，或其混合物。需要至少約50重量%，且更需要至少約75 wt%酸基為羧基。
酸基經中和至至少約25 mol%之程度，亦即酸基宜呈鈉鹽、鉀鹽或銨鹽形式存在。在有些態樣中，中和度可為至少約50 mol%。在有些態樣中，在存在內部交聯劑的情況下，需要利用藉由丙烯酸或甲基丙烯酸聚合所獲得之聚合物，其中羧基經中和至約50 mol%至約80 mol%之程度。
關於丙烯酸，重要的是使用已知其內含物為純物質之丙烯酸，亦即具有至少99.5 wt%濃度或至少99.7 wt%濃度或至少99.8 wt%濃度之丙烯酸。此單體之主要組分可為丙烯酸，或丙烯酸及丙烯酸鹽。丙烯酸中雜質可包括水、丙酸、乙酸及二丙烯酸，通常稱為丙烯酸二聚物。當在方法中使用丙烯酸時，二丙烯酸之含量應為1000 ppm或1000 ppm以下，或500 ppm或500 ppm以下，或300 ppm或300 ppm以下。此外，重要的是將中和法期間產生之β-羥基丙酸減至最少，直至β-羥基丙酸少於約1000 ppm或少於約500 ppm。
此外，在丙烯酸中，原白頭翁素及/或糠醛之含量就基於丙烯酸之轉換值而言以重量計為0至20 ppm。根據增進吸水樹脂之物理性質及特性的觀點，單體中原白頭翁素及/或糠醛之含量就基於丙烯酸之轉換值而言以重量計不高於10 ppm，或以重量計為0.01 ppm至5 ppm，或以重量計為0.05 ppm至2 ppm，或以重量計為0.1 ppm至1 ppm。
此外，出於相同原因，單體中除糠醛以外的醛組分及/ 或順丁烯二酸之量較佳儘可能小。特定言之，除糠醛以外的醛組分及/或順丁烯二酸之含量就基於丙烯酸之轉換值而言可為以重量計0 ppm至5 ppm，或以重量計0 ppm至3 ppm，或以重量計0 ppm至1 ppm，或以重量計0 ppm(不高於偵測極限)。除糠醛以外的醛組分之實例包括苯甲醛、丙烯醛、乙醛及其類似物。
此外，在本發明之單體或微粒吸水劑中，由乙酸及/或丙酸組成之飽和羧酸之含量就基於丙烯酸之轉換值而言以重量計不高於1000 ppm，或以重量計為10 ppm至800 ppm，或以重量計為100 ppm至500 ppm。
在有些態樣中，可與烯系不飽和單體共聚之適合單體可包括(但不限於)丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基烷基酯、乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二甲基胺基丙基丙烯醯胺或丙烯醯胺基丙基三甲基氯化銨。該單體可存在於0 wt%至約40 wt%共聚單體之範圍內。
當經部分中和或完全中和之丙烯酸鹽在聚合後變成微粒吸水劑中之聚合物時，可藉由假定將經部分中和或完全中和之聚丙烯酸鹽轉換成完全等莫耳未中和聚丙烯酸來確定基於丙烯酸之轉換值。
本發明之超吸收性聚合物亦包括內部交聯劑。內部交聯劑具有至少兩個烯系不飽和雙鍵，或一個烯系不飽和雙鍵及一個對含有可聚合不飽和酸基之單體的酸基具有反應性之官能基，或若干個對可用作內部交聯組分且在含有可 聚合不飽和酸基之單體聚合期間存在的酸基具有反應性之官能基。
內部交聯劑之實例包括脂族不飽和醯胺，諸如亞甲基雙丙烯醯胺或亞甲基雙甲基丙烯醯胺或伸乙基雙丙烯醯胺；且此外包括多元醇或烷氧基化多元醇與烯系不飽和酸之脂族酯，諸如丁二醇或乙二醇、聚二醇或三羥甲基丙烷之二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯，較佳經烷氧基化、較佳經乙氧基化而具有1 mol至30 mol環氧烷之三羥甲基丙烷之二丙烯酸酯及三丙烯酸酯，甘油及季戊四醇以及經乙氧基化而較佳具有1 mol至30 mol環氧乙烷之甘油及季戊四醇之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯；且此外包括烯丙基化合物，諸如(甲基)丙烯酸烯丙酯、較佳與1 mol至30 mol環氧乙烷反應之烷氧基化(甲基)丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、異三聚氰酸三烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、聚烯丙酯、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、包含至少兩個乙烯基之聚矽氧烷、四烯丙氧基乙烷、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、二醇、多元醇、羥基烯丙基或丙烯酸酯化合物及磷酸或亞磷酸之烯丙酯；且此外包括能夠交聯之單體，諸如不飽和醯胺之N-羥甲基化合物，諸如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺之N-羥甲基化合物，及來源於其之醚。亦可採用離子交聯劑，諸如多價金屬鹽。亦可採用所提及之交聯劑的混合物。
根據本發明使用之內部交聯劑或其混合物係以重量計以約0.001 wt%至約5 wt%之量或以含有可聚合不飽和酸基 之單體的總量計以約0.2 wt%至約3 wt%之量使用。
在另一具體實例中，超吸收性聚合物可包括以含有可聚合不飽和酸基之單體總量計約0.001 wt%至約0.1 wt%之第二內部交聯劑，該第二內部交聯劑可包含包含至少兩個烯系不飽和雙鍵之組成物，例如亞甲基雙丙烯醯胺或亞甲基雙甲基丙烯醯胺或伸乙基雙丙烯醯胺；此外包含多元醇之不飽和單羧酸或多羧酸酯，諸如二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，例如丁二醇或乙二醇之二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及其烷氧基化衍生物；此外包含烯丙基化合物，諸如(甲基)丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、聚烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、二烯丙基胺及三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、磷酸或亞磷酸之烯丙酯。此外，亦可使用具有至少一個對酸基具有反應性之官能基之化合物。其實例包括諸如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺之醯胺之N-羥甲基化合物，及來源於其之醚，以及二縮水甘油基及多縮水甘油基化合物。
使用常用起始劑，諸如偶氮或過氧化合物、氧化還原系統或UV起始劑、(敏化劑)及/或輻射來起始自由基聚合。在有些態樣中，可使用起始劑來起始自由基聚合。適合起始劑包括(但不限於)偶氮或過氧化合物、氧化還原系統或紫外線起始劑、敏化劑及/或輻射。
聚合形成超吸收性聚合物凝膠，將該凝膠造粒成超吸收性聚合物粒子或微粒超吸收性聚合物。微粒超吸收性聚合物一般包括在約50 μm至約1000 μm或約150 μm至約850 μm範圍內之粒徑。本發明可包括至少約40 wt%具有約300 μm至約600 μm之粒徑的粒子、至少約50 wt%具有約300 μm至約600 μm之粒徑的粒子、或至少約60wt%具有約300 μm至約600 μm之粒徑的粒子，如藉由過篩通過美國標準30目篩網且保留在美國標準50目篩網上所量測。此外，本發明超吸收性聚合物粒子之尺寸分佈可包括少於約30重量%具有大於約600 μm之尺寸的粒子及少於約30重量%具有小於約300 μm之尺寸的粒子，如使用例如獲自Mentor Ohio之W.S.Tyler公司之RO-TAP® B型機動搖篩器所量測。雖然以超吸收性聚合物物理形式之實例方式使用粒子，但本發明不限於此形式且適用於其他形式，諸如纖維、發泡體、膜、珠粒、條材及其類似物。
在一個具體實例中，接著可用如本文所述之其他化學物質及處理對微粒超吸收性聚合物進行表面處理。詳言之，可藉由添加表面交聯劑及熱處理來使微粒超吸收性聚合物之表面交聯，一般稱為表面交聯。一般而言，表面交聯為據信使微粒超吸收性聚合物表面附近之聚合物基質之交聯密度相對於粒子內部之交聯密度增加的過程。
理想表面交聯劑可包括具有一或多個對聚合物鏈側基(典型地為酸基)具反應性之官能基。表面交聯劑可包括包含至少兩個可在縮合反應(縮合交聯劑)、加成反應或開環反應中與聚合物結構之官能基反應之官能基的化合物。此等化合物可包括縮合交聯劑，諸如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、丙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、 聚氧丙烯、氧乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、三羥甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇、山梨糖醇、1,3-二氧雜環戊烷-2-酮(碳酸伸乙酯)、4-甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮(碳酸伸丙酯)、4,5-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4,4-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4-乙基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、4-羥甲基-1,3-二氧雜環戊烷-2-酮、1,3-二氧雜環己烷-2-酮、4-甲基-1,3-二氧雜環己烷-2-酮、4,6-二甲基-1,3-二氧雜環己烷-2-酮以及1,3-二氧雜環戊烷-2-酮。表面交聯劑之量可以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計以約0.01 wt%至約5 wt%乾微粒超吸收性聚合組成物，且諸如約0.1 wt%至約3 wt%，諸如約0.1 wt%至約1 wt%(以重量計)之量存在。
在微粒超吸收性聚合物已接觸表面交聯劑或包含表面交聯劑之流體後，對該經處理微粒超吸收性聚合物進行熱處理，該熱處理可包括將經塗佈微粒超吸收性聚合物加熱至約50℃至約300℃、或約75℃至約275℃、或約150℃至約250℃之溫度，且視溫度而定維持約5分鐘至約90分鐘之時間，以便聚合物結構之外部區域與內部區域相比得以更強交聯(亦即表面交聯)。熱處理之持續時間受以下風險限制：聚合物結構之所要性質特徵會由於熱效應而受到破壞。
在表面交聯之一個特定態樣中，微粒超吸收性聚合物經諸如碳酸伸乙酯之碳酸伸烷基酯塗佈或表面處理，隨後加熱以實現表面交聯，此舉可增進微粒超吸收性聚合物之 表面交聯密度及凝膠強度特性。更特定言之，藉由將微粒超吸收性聚合物與碳酸伸烷酯表面交聯劑之含水醇溶液混合而將表面交聯劑塗佈至微粒超吸收性聚合物上。含水醇溶液中醇之量可藉由碳酸伸烷酯之溶解度來測定，且由於各種原因(例如防止爆炸)而保持儘可能低。適合醇為甲醇、異丙醇、乙醇、丁醇或乙二醇丁醚(butyl glycol)以及此等醇之混合物。在有些態樣中，溶劑理想地為水，其典型地以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計以約0.3重量%至約5.0 wt%之量使用。在其他態樣中，碳酸伸烷酯表面交聯劑可以與例如無機載劑物質(諸如二氧化矽(SiO2))的粉末混合物形式塗覆，或藉由碳酸伸烷酯昇華而以氣態來塗覆。
為達成所要表面交聯性質，碳酸伸烷酯應均勻分佈在微粒超吸收性聚合物上。為此目的，混合係在此項技術中已知的適合混合器(諸如流體化床混合器、漿式混合器、轉桶機或雙蝸桿混合器)中實現。亦可在製造微粒超吸收性聚合物之過程步驟之一中進行微粒超吸收性聚合物之塗佈。在一特定態樣中，用於此目的之適合製程為逆懸浮聚合法。
塗佈處理微粒超吸收性聚合物之後的熱處理可如下進行。一般而言，熱處理係在約100℃至約300℃之溫度下。若使用高反應性環氧化物交聯劑，則溫度可較低。然而，若使用碳酸伸烷酯，則熱處理適當地在約150℃至約250℃之溫度下。在此特定態樣中，處理溫度視停留時間及碳酸 伸烷酯種類而定。舉例而言，在約150℃之溫度下，熱處理進行1小時或1小時以上。相比之下，在約250℃之溫度下，幾分鐘(例如約0.5分鐘至約5分鐘)足以達成所要表面交聯性質。熱處理可在此項技術中已知的習知乾燥器或烘箱中進行。
除表面交聯以外，微粒超吸收性聚合組成物可進一步經其他化學成分表面處理。
根據本發明之吸收性聚合物可包含以聚合物表面上之混合物重量計0.01 wt%至約5 wt%經中和多價金屬鹽。經中和多價金屬鹽較佳為水溶性。較佳金屬陽離子之實例包括Al、Fe、Zr、Mg及Zn之陽離子。金屬陽離子較佳具有至少+3之原子價，以Al最佳。亦可採用多價金屬鹽之混合物。
經中和多價金屬鹽可包括螯合陰離子。適合本發明之螯合陰離子應能夠與多價金屬陽離子形成水溶性複合物而不損害表現，從而增強來自多價金屬陽離子之作用。較佳螯合陰離子之實例為羥基單羧酸(諸如乳酸、乙醇酸、葡糖酸或3-羥基丙酸)之陰離子。有機酸與多價金屬陽離子之莫耳比較佳為在約0.5：1至約2：1之間，更佳為在約0.75：1至約1.5：1之間。
多價金屬鹽可為呈水溶液形式之經中和鋁鹽，其可藉由使用熟習此項技術者所熟知之方式，混合鋁化合物與有機酸(鹽)並且用鹼或酸調節pH值來製備。可用於本發明之鋁化合物之實例包括：氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、聚氯化鋁、鋁酸鈉、鋁酸鉀、鋁酸銨、氫氧化鋁及氧化鋁。
鋁化合物與有機酸(鹽)之混合物可為酸性或鹼性。且可用鹼性或酸性材料將pH值調節至所要範圍。用於pH值調節之鹼性材料之實例包括(但不限於)氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、碳酸鈉或碳酸氫鈉。用於pH值調節之酸性物質之實例包括(但不限於)鹽酸、硫酸、甲磺酸或於水中之二氧化碳。諸如氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁及聚氯化鋁之酸性鋁鹽或者諸如鋁酸鈉、鋁酸鉀及鋁酸銨之鹼性鋁鹽亦可用於pH值調節。
適合本發明之經中和多價金屬鹽在至少約5重量%濃度之水溶液中具有約5至約9、或約5.5至約8、或約6至約7之pH值。
可在微粒超吸收性聚合物之表面處理之各個階段添加經中和多價金屬鹽。舉例而言，經中和多價金屬鹽可添加至表面交聯溶液中且與表面交聯溶液一起塗覆於微粒超吸收性聚合物；或經中和多價金屬鹽可獨立於表面交聯溶液而添加但作為表面交聯步驟之一部分；或可在表面交聯步驟之後添加經中和多價金屬鹽。
宜藉由乾式摻合，或者在溶液中或在水溶液中使用熟習此項技術者所熟知的方式混合微粒超吸收性聚合物與經中和多價金屬鹽。在乾式摻合下，可採用足以確保維持鹽與超吸收性聚合物之實質上勻質混合物之量的黏合劑。黏合劑可為水或具有至少150℃之沸點的非揮發性有機化合物。黏合劑之實例包括水、多元醇，諸如丙二醇、甘油及聚(乙二醇)。經中和多價金屬鹽可在表面交聯步驟前後塗覆 於超吸收性聚合物表面上。
除表面交聯劑及經中和多價金屬鹽以外，本發明之微粒超吸收性聚合組成物可用以乾微粒超吸收性聚合組成物計0 wt%至約5 wt%、或約0.001 wt%至約5 wt%、或約0.01 wt%至約0.5 wt%之聚合塗料(諸如熱塑性塗料或陽離子型塗料，或熱塑性塗料與陽離子塗料之組合)進行表面處理。在有些特定態樣中，聚合塗料宜為可呈固體、乳液、懸浮液、膠體、或溶液化狀態、或其組合的聚合物。適用於本發明之聚合塗料可包括(但不限於)具有熱塑性熔融溫度之熱塑性塗料，其中聚合塗料係根據或遵循經處理超吸收性聚合物粒子的溫度約為熱塑性熔融溫度的原則塗覆至粒子表面。
熱塑性聚合物之實例包括聚烯烴、聚乙烯、聚酯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、苯乙烯聚丁二烯、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯甲基丙烯酸烷基酯共聚物(EMA)、聚丙烯(PP)、順丁烯二酸化聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚酯、聚醯胺，且亦宜採用所有聚烯烴家族之摻合物，諸如PP、EVA、EMA、EEA、EBA、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE及/或VLDPE之摻合物。如本文所用之術語聚烯烴定義於上文中。在特定態樣中，順丁烯二酸化聚丙烯為供用於本發明之較佳熱塑性聚合物。熱塑性聚合物可經官能化以具有諸如水溶性或水可分散性的額外益處。
本發明之聚合塗料亦可包括陽離子聚合物。如本文所 用之陽離子聚合物係指包含在水溶液中離子化後可變成帶正電之離子之官能基的聚合物或聚合物混合物。陽離子聚合物之適合官能基包括(但不限於)一級、二級、或三級胺基、亞胺基、醯亞胺基、醯胺基及四級銨基。合成陽離子聚合物之實例包括聚(乙烯胺)、聚(烯丙胺)、聚(伸乙基亞胺)、聚(胺基丙醇乙烯醚)、聚(丙烯醯胺基丙基三甲基氯化銨)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)之鹽或部分鹽。基於天然之陽離子聚合物之實例包括部分脫乙醯化甲殼素、聚葡萄胺糖及聚葡萄胺糖鹽。合成多肽，諸如聚天冬醯胺、聚離胺酸、聚麩醯胺酸及聚精胺酸亦為適合陽離子聚合物。
根據本發明之吸收性聚合物可包括以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計約0 wt%至約5 wt%、或約0.001 wt%至約3 wt%、或約0.01 wt%至約2 wt%之水不溶性無機粉末。不溶性無機粉末之實例包括二氧化矽、矽石、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、滑石、磷酸鈣、黏土、矽藻土、沸石、膨潤土、高嶺土、水滑石、活性黏土等。不溶性無機粉末添加劑可為單一化合物選自以上清單之化合物的混合物。矽石之實例包括煙霧狀矽石、沈澱矽石、二氧化矽、矽酸及矽酸鹽。在有些特定態樣中，微觀非結晶二氧化矽合乎需要。產品包括獲自Evonik公司(Parsippany，New Jersey)之SIPERNAT® 22S及AEROSIL® 200。在有些態樣中，無機粉末之粒子直徑可為1,000 μm或小於1,000 μm，諸如100 μm或小於100 μm。
根據本發明之超吸收性聚合物亦可包括向聚合物粒子 表面添加以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計0 wt%至約5 wt%、或約0.001 wt%至約3 wt%、或約0.01 wt%至約2 wt%之界面活性劑。較佳在表面交聯步驟之前、期間、或之後即刻直接添加此等試劑。
該等界面活性劑之實例包括陰離子型、非離子型、陽離子型及兩性表面活性劑，諸如脂肪酸鹽、椰子胺及醯胺及其鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、磺基丁二酸二烷基酯、磷酸烷基酯鹽及聚氧乙烯硫酸烷基酯鹽；聚氧化乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、脂肪酸酯及氧乙烯-氧丙烯嵌段聚合物；烷基胺鹽、四級銨鹽；及十二烷基二甲胺氧化物。然而，不必將界面活性劑侷限於上文所提及者。該等界面活性劑可個別使用或組合使用。
超吸收性聚合物亦可包括以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計0 wt%至約30 wt%、或約0.001 wt%至約25 wt%、或約0.01 wt%至約20 wt%之水溶性聚合物，諸如部分或完全水解之聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮、澱粉或澱粉衍生物、聚二醇或聚丙烯酸，較佳呈內部聚合(polymerized-in)形式。此等聚合物之分子量不重要，只要其為水溶性即可。較佳水溶性聚合物為澱粉及聚乙烯醇。根據本發明之吸收性聚合物中之該等水溶性聚合物之較佳含量為以乾微粒超吸收性聚合組成物之總量計0至30 wt%或0至5 wt%。水溶性聚合物，較佳為合成聚合物，諸 如聚乙烯醇，亦可充當單體聚合之接枝基劑(graft base)。
超吸收性聚合物亦可包括以乾微粒超吸收性聚合組成物之重量計0 wt%至約5 wt%、或約0.001 wt%至約3 wt%、或約0.01 wt%至約2 wt%之除塵劑，諸如親水性及疏水性除塵劑，諸如美國專利6,090,875及5,994,440中所述者。
在有些態樣中，其他表面添加劑可視情況與超吸收性聚合物粒子一起採用，諸如氣味結合物質，諸如環糊精、沸石、無機或有機鹽及類似材料；防結塊添加劑、流體改質劑、界面活性劑、黏度調節劑及其類似物。
在有些態樣中，本發明之微粒超吸收性聚合組成物可在熱處理步驟後經水處理，以便微粒超吸收性聚合組成物具有以超吸收性聚合組成物之重量計多達約10重量%之水含量。此水可與一或多種添加至超吸收性聚合物中之上述表面添加劑一起添加。
本發明之微粒超吸收性聚合組成物宜藉由此項技術中所揭示之各種方法製備，包括以下兩種方法。微粒超吸收性聚合組成物可以大規模工業方式連續或不連續地製備，根據本發明進行表面處理，包括表面交聯。
根據一種方法，藉由向單體中添加諸如氫氧化鈉之苛性鹼或將單體添加至苛性鹼中來將單體部分中和。接著在水溶液中在存在交聯劑及任何其他組分的情況下藉由自由基聚合將經部分中和之單體，諸如丙烯酸，轉化成凝膠，且將凝膠粉碎、乾燥、研磨並過篩分離出所要粒徑，從而形成微粒超吸收性聚合物。此聚合可連續或不連續地進行。
對於本發明而言，大容量超吸收性聚合組成物粒子之尺寸視包括研磨及過篩之製程而定。熟習此項技術者熟知微粒超吸收性聚合物之粒徑分佈類似於正態分佈或鐘形曲線。亦已知由於各種原因，粒徑分佈之正態分佈可向任一方向偏移。
根據製造微粒超吸收性聚合物之另一方法，逆懸浮及乳液聚合亦可用於製備本發明之產物。根據此等製程，借助於保護性膠體及/或乳化劑將經部分中和之單體(諸如丙烯酸)水溶液分散於疏水性有機溶劑中，且由自由基起始劑起始聚合反應。內部交聯劑可溶解於單體溶液中且與此溶液一起計量，或在聚合期間各別地且視情況添加。添加水溶性聚合物作為接枝基劑視情況經由單體溶液進行或藉由直接引入油相中進行。隨後以共沸方式自混合物中移除水，且濾出聚合物並視情況乾燥。可在聚合步驟期間藉由使溶解於單體溶液中之多官能交聯劑內部聚合及/或藉由使適合交聯劑與聚合物官能基反應來進行內部交聯。
此等方法之結果為微粒超吸收性聚合物，在本文中稱為超吸收性聚合物預產物。如本文所用之超吸收性聚合物預產物係如下產生：重複製造超吸收性聚合物之所有步驟，直至且包括乾燥該材料及在破碎機中粗磨，以及移除大於約850 μm及小於約150 μm之粒子。接著對超吸收性聚合物預產物進行表面處理，包括表面交聯，以便形成微粒超吸收性聚合組成物。
本發明之微粒超吸收性聚合組成物展現某些特性或性 質，如由自由膨脹凝膠床滲透率(GBP)、約0.3 psi負載下之凝膠床滲透率(0.3 psi GBP)、離心保留容量(CRC)及約0.9 psi負載下之吸收率(0.9 psi AUL)所量度。自由膨脹凝膠床滲透率(GBP)試驗量測超吸收性材料膨脹床在限制壓力下在通常稱為「自由膨脹」條件之條件後的滲透率(以達西表示)(例如與吸收性結構分開)。在本文中，術語「自由膨脹(free swell)」意謂如將描述在吸收試液時允許超吸收性材料膨脹而不存在膨脹限制負載。約0.3 psi負載下之凝膠床滲透率(0.3 psi GBP)量測超吸收性材料膨脹床在限制壓力下在通常稱為「0.3 psi」條件之條件後的滲透率(以達西表示)(例如與吸收性結構分開)。在本文中，術語「0.3 psi」意謂如將描述在吸收試液時允許超吸收性材料在0.3 psi之限制壓力下膨脹。
離心保留容量(CRC)試驗量測微粒超吸收性聚合組成物在飽和且於控制條件下進行離心後將液體保留於其中之能力。所得保留容量表示為每公克樣品重量所保留之液體公克數(g/g)。
負載下吸收率(AUL)試驗量測微粒超吸收性聚合組成物粒子在該材料處於0.9 psi負載下時吸收0.9重量%氯化鈉之室溫蒸餾水溶液(試液)的能力。
本文所述之離心保留容量、負載下吸收率及凝膠床滲透率的所有值應理解為藉由如本文所提供之離心保留容量試驗、負載下吸收率試驗及凝膠床滲透試驗來測定。
藉由本發明方法製得之微粒超吸收性聚合組成物可具 有約25 g/g至約50 g/g或約27 g/g至約35 g/g之離心保留容量；及約16 g/g至約24 g/g或約18 g/g至約22 g/g之0.9 psi負載下吸收率；約20達西至約200達西之自由膨脹凝膠床滲透率；及至少約0.8達西之0.3 psi負載下凝膠床滲透率。
令人驚訝的是，根據本發明之微粒超吸收性聚合組成物展示在滲透率方面之顯著增進，亦即在膨脹狀態下輸送液體的同時維持高吸收及保留容量方面之增進。
在本發明之一個具體實例中，微粒超吸收性聚合組成物為交聯聚合物，其中該微粒超吸收性聚合組成物具有至少約[5000 e-0.18x]達西或至少約[8,000 e-0.18x]達西之GBP，其中x為CRC之數值。該等超吸收性聚合物展現約25 g/g至35 g/g之CRC及至少約20達西之GBP，及約18 g/g至22 g/g之0.9 psi AUL。在另一具體實例中，微粒超吸收性聚合組成物具有約30 g/g至約35 g/g之CRC及至少約30達西之GBP。在另一具體實例中，微粒超吸收性聚合組成物具有至少約[12,000 e-0.18x]之GBP；或GBP為至少約[10,500 e-0.18x]；或微粒超吸收性聚合組成物具有約27 g/g至約30 g/g之CRC、至少約40達西之GBP、及約18 g/g至22 g/g之0.9 psi負載下吸收率(AUL)。
本發明之微粒超吸收性聚合組成物可用於許多吸收性物品中，包括月經帶、紙尿布或傷口覆蓋物，且其具有快速吸收大量月經血、尿或其他體液之性質。由於本發明之試劑即使在壓力下亦保留所吸收之液體且亦能夠將更多液 體分佈於呈膨脹狀態之構造內，因此相較於當前習知超吸收性組成物，其更理想地以高於諸如絨毛之親水性纖維材料的濃度來使用。其亦適合在紙尿布構造內用作不含絨毛之均質超吸收劑層，其結果可為尤其薄之物品。該等聚合物另外適用於成人衛生物品(失禁產品)中。
吸收性物品一般包括核心，該核心可包括約60重量%至100重量%微粒超吸收性聚合組成物，或可為包括0至約40 wt%諸如纖維素之纖維網的纖維網，或該核心可包括至少約90 wt%微粒超吸收性聚合組成物及至多10 wt%纖維素纖維，或可包括至少約95 wt%微粒超吸收性聚合組成物及至多約5 wt%奈米纖維，其中該等奈米纖維包括直徑小於約10 μm或小於約1 μm之纖維。
吸收性物品，如紙尿布，可包括(a)液體可滲透頂層；(b)液體不可滲透之背層；(c)位於(a)與(b)之間並且包含約10%至100%且較佳約50 wt%至約100 wt%微粒超吸收性聚合組成物及0重量%至90重量%親水性纖維材料之核心；(d)視情況存在之直接位於該核心(c)上下之薄紙層；及(e)視情況存在之獲取結構。
製備廣義上層狀物、以及擠出及共擠出結構、濕式及乾式黏結結構、以及隨後黏結之結構可為其他製備過程。此等可能過程亦可彼此組合。
根據本發明之聚合物亦用於適合其他用途之吸收性物品中。詳言之，本發明之聚合物可用於供水或含水液體吸收劑用之吸收性組成物中，較佳用於吸收體液之構造中、 發泡及非發泡層狀結構中、包裝材料中、植物生長用構造中、用作土壤改良劑或活性化合物載劑。為此，藉由與紙張或絨毛或合成纖維混合，或者藉由將超吸收性聚合物分佈在紙張、絨毛或非織物之基質之間，或藉由處理成載劑材料而將其處理成網狀物。
其進一步適用於諸如傷口敷料劑、包裝、農業吸收劑、食物托盤及襯墊及其類似物之吸收性組成物中。
令人驚訝的是，根據本發明之超吸收性聚合物展示在滲透率方面之顯著增進，亦即在膨脹狀態下輸送液體的同時維持高吸收及保留容量方面之增進。
試驗程序
離心保留容量試驗(CRC)。
CRC試驗量測微粒超吸收性聚合組成物在飽和且於控制條件下進行離心後將液體保留於其中之能力。所得保留容量表示為每公克樣品重量所保留之液體公克數(g/g)。待試驗樣品係用經預先過篩通過美國標準30目篩網且保留於美國標準50目篩網上之粒子製備。因此，微粒超吸收性聚合組成物樣品包含尺寸在約300微米至約600微米範圍內之粒子。可將該等粒子手動或自動地預先過篩。
保留容量係藉由將約0.16公克經預先過篩之微粒超吸收性聚合組成物樣品置於將容納樣品同時允許試液(0.9重量%於蒸餾水中之氯化鈉)自由地被樣品吸收之水可滲透性囊袋中來加以量測。諸如可以型號名稱1234T熱可密封濾紙形式購自Dexter公司(在美國Connecticut之Windsor Locks具有營業處所)的熱可密封茶袋材料對大多數應用均適用。如下形成囊袋：將5吋×3吋之囊袋材料樣品對半摺疊且熱密封兩個開口邊以形成2.5吋×3吋矩形囊。熱密封在材料邊緣以內約0.25吋處進行。在將樣品置於囊中之後，該囊之剩餘開口邊亦進行熱密封。亦製造空袋充當對照。針對待試驗之各微粒超吸收性聚合組成物製備三個樣品。
在約23℃下將密封囊袋浸入含有試液之盤中，確保壓住囊袋直至其完全濕潤。濕潤後，將微粒超吸收性聚合組成物樣品保持在溶液中約30分鐘，此時將其自溶液中移出且暫時置於非吸收性平面上。
接著將濕囊袋置於籃中，其中將濕袋彼此分開且置於該籃之外圓周邊緣處，其中該籃屬於能夠使樣品經受約350 g力的適合離心機。一種適合離心機為CLAY ADAMS DYNAC II，型號#0103，其具有水收集籃、數位rpm量規及適於固持並排出平坦囊袋樣品之機械加工排出籃。當離心多個樣品時，將樣品置於離心機內之對置位置以使該籃在旋轉時平衡。囊袋(包括濕潤空囊袋)在約1,600rpm(例如用於達成約350 g力之目標重力，其中偏差為約240 g力至約360 g力)下離心3分鐘。重力(g force)定義為物體(body)在經受急劇加速或重力時的慣性力單位，在海平面上等於32 ft/s2。移出囊袋並稱重，首先稱重空囊袋(對照)，隨後稱重含有微粒超吸收性聚合組成物樣品之囊袋。微粒超吸收性聚合組成物樣品所保留之溶液量(考慮囊袋 自身所保留之溶液)為超吸收性聚合物之離心保留容量(CRC)，表示為每公克超吸收性聚合物之流體公克數。更特定言之，保留容量係由以下等式確定：CRC=[離心後之樣品囊袋-離心後之空囊袋-乾樣品重量]/乾樣品重量
測試三種樣品，且將結果取平均值以確定微粒超吸收性聚合組成物之CRC。
自由膨脹凝膠床滲透試驗(FSGBP)
如本文所使用之自由膨脹凝膠床滲透試驗亦稱為0 psi膨脹壓力下凝膠床滲透試驗(FSGBP)，其測定凝膠粒子膨脹床(例如微粒超吸收性聚合組成物，或經表面處理前的微粒超吸收性聚合物)在通常稱為「自由膨脹」條件之條件下的滲透率。術語「自由膨脹」意謂在如將描述吸收試液時允許凝膠粒子膨脹而無限制性負載。適合進行凝膠床滲透試驗之設備示於圖1、圖2及圖3中且一般稱為500。試驗設備總成528包含一般指示為530之樣品容器及一般指示為536之柱塞。柱塞包含具有沿縱軸線向下鑽出之圓筒孔的軸538及位於軸底部之頭550。軸孔562具有約16 mm之直徑。柱塞頭諸如藉由黏著連接於軸。在軸之徑向軸中鑽出12個孔544，每90度定位3個具有約6.4 mm直徑之孔。軸538係由LEXAN桿或等效材料機械加工且具有約2.2 cm之外徑及約16 mm之內徑。
柱塞頭550具有7個同心內環孔560及14個外環孔554，所有孔具有約8.8毫米之直徑，以及與軸對準的約16 mm孔。柱塞頭550係由LEXAN桿或等效材料機械加工且具有約16 mm之高度及經定尺寸以使其以最小離牆間隔配合在圓筒534內但仍自由滑動之直徑。柱塞頭550及軸538之總長度為約8.25 cm，但可在軸頂部經機械加工以獲得所要質量之柱塞536。柱塞536包含100目不鏽鋼布篩564，其經雙軸拉伸至繃緊並連接至柱塞536下端。使用可將篩網緊固黏著至柱塞頭550之適當溶劑將篩網連接至柱塞頭550。必須小心以免過量溶劑遷移至篩網之開孔部分中並減少供液體流動之開孔面積。得自IPS公司(在美國California之Gardena具有營業處所)之丙烯酸黏著劑Weld-On #4為適合黏著劑。
樣品容器530包含圓筒534及400目不鏽鋼布篩566，該不鏽鋼絲網篩經雙軸拉伸至繃緊且連接至圓筒534下端。使用可將篩網緊固黏著至圓筒之適當溶劑將篩網連接至圓筒。必須小心以免過量溶劑遷移至篩網開孔部分並減少供液體流動之開孔面積。得自IPS公司之丙烯酸黏著劑Weld-On #4為適合黏著劑。在測試期間，將圖2中指示為568之凝膠粒子樣品承載於圓筒534內之篩網566上。
圓筒534可由透明LEXAN桿或等效材料鑽孔，或其可自LEXAN管或等效材料切割，且具有約6 cm之內徑(例如約28.27 cm2之橫截面面積)、約0.5 cm之壁厚及約7.95 cm之高度。在圓筒534之外徑中機械加工一台階以使具有66 mm外徑之區域534a距圓筒534底部31 mm。配合區域534a之直徑的o形環540可置於該台階頂部。
環形重錘548具有直徑約2.2 cm且深1.3 cm之埋頭孔以便其自由滑動至軸538上。環形重錘亦具有約16 mm之通孔548a。環形重錘548可由不鏽鋼或在存在試液時抗腐蝕之其他適合材料製成，試液為0.9重量%氯化鈉之蒸餾水溶液。柱塞536及環形重錘548之合併重量約等於596公克(g)，其對應於在約28.27 cm2之樣品面積上向樣品568施加約0.3磅/平方吋(psi)或約20.7達因/平方公分(2.07 kPa)之壓力。
當試液在如下文所述之測試期間流過試驗設備時，樣品容器530一般停置於堰600上。堰之目的在於轉移溢出樣品容器530頂部之液體且將溢出液體轉移至各別收集裝置601。堰可位於上面停置燒杯603以收集通過膨脹樣品568之鹽水溶液的天平602上。
為在「自由膨脹」條件下進行凝膠床滲透試驗，上面安置重錘548之柱塞536置於空樣品容器530中，且使用精確至0.01 mm之適合量規量測自重錘548頂部至樣品容器530底部之高度。厚度規在量測期間所施加之力應儘可能低，較佳低於約0.74牛頓(Newton)。重要的是量測各空樣品容器530、柱塞536及重錘548組合之高度並在使用多種試驗設備時記住使用了哪個柱塞536及重錘548。當樣品568在飽和後隨後膨脹時應使用相同柱塞536及重錘548進行量測。亦需要上面停置有樣品杯530之底座為水平的，且重錘548之頂面平行於樣品杯530之底面。
待測試樣品係由經預先過篩通過美國標準30目篩網且 保留於美國標準50目篩網上之微粒超吸收性聚合組成物製備。因此，試驗樣品包含大小在約300微米至約600微米範圍內之粒子。可用例如購自Mentor Ohio之W.S.Tyler公司的RO-TAP B型機動搖篩器將超吸收性聚合物粒子預先過篩。過篩10分鐘。將約2.0公克樣品置於樣品容器530中且均勻地展開在樣品容器底部上。隨後將其中具有2.0公克樣品而不存在柱塞536及重錘548之容器浸入0.9%鹽水溶液中約60分鐘之時段以使樣品飽和並使樣品在無任何限制性負載的情況下膨脹。在飽和期間，將樣品杯530安置在位於儲液器中之篩網上以使樣品杯530上升稍高於儲液器之底部。篩網不抑制鹽水溶液流入樣品杯530中。適合篩網可以部件號7308獲自Eagle Supply and Plastic，該公司在美國Wisconsin之Appleton具有營業處所。鹽水未完全覆蓋超吸收性聚合組成物粒子，如將由試驗槽中之完全平坦鹽水表面加以證明。此外，不允許鹽水深度下降過低以致槽內之表面完全由膨脹超吸收體而非鹽水來界定。
在此時段末期，將柱塞536及重錘548總成置於樣品容器530中之飽和樣品568上，接著將樣品容器530、柱塞536、重錘548及樣品568自溶液中移出。移出後且在量測前，使樣品容器530、柱塞536、重錘548及樣品568在具有均勻厚度之適合平坦大柵格不變形板上保持靜止約30秒。藉由使用與先前所用相同之厚度規(其限制條件為零點與初始高度量測值無變化)再次量測自重錘548頂部至樣品容器530底部之高度來測定飽和樣品568之厚度。可 將樣品容器530、柱塞536、重錘548及樣品568置於將提供排流之具有均勻厚度之平坦大柵格不變形板上。該板具有7.6 cm×7.6 cm之總尺寸，且各柵格具有1.59 cm長×1.59 cm寬×1.12 cm深之單元大小尺寸。適合平坦大柵格不變形板材料為購自McMaster Carr Supply公司(在美國Illinois之Chicago具有營業處所)的拋物線型漫射板，目錄號1624K27，其接著可切割成適當尺寸。當量測初始空總成之高度時，亦必須存在此平坦大篩孔不變形板。厚度規嚙合之後，應儘可能迅速進行高度量測。將量測空樣品容器530、柱塞536及重錘548所獲得之高度量測值減去使樣品568飽和後所獲得之高度量測值。所得值為膨脹樣品之厚度或高度「H」。
藉由將0.9%鹽水溶液流遞送至內有飽和樣品568、柱塞536及重錘548之樣品容器530中來起始滲透率量測。調節試液向容器中之流速以使鹽水溶液溢出圓筒534頂部，從而使連續輸送壓力(consistent head pressure)等於樣品容器530之高度。可藉由足以確保自圓筒頂部以少而連續量溢流之任何適合方法添加試液，諸如用計量泵604。將溢流液體轉移至各別收集裝置601中。使用天平602及燒杯603以重量分析方式量測相對於時間通過樣品568之溶液量。溢流開始後每秒收集來自天平602之數據點，持續至少60秒。可用人工方式或用數據收集軟體進行數據收集。藉由線性最小平方擬合隨時間(以秒為單位)通過樣品568之流體(以公克為單位)來測定通過膨脹樣品568之流速 Q，單位為公克/秒(g/s)。
由以下等式獲得滲透率，以cm2為單位：K=[Q ＊ H ＊ μ]/[A ＊ ρ ＊ P]
其中K=滲透率(cm2)，Q=流速(g/s)，H=膨脹樣品之高度(cm)，μ=液體黏度(泊)(此試驗中使用約1厘泊之試液)，A=液體流之截面積(此試驗中使用之樣品容器為28.27 cm2)，ρ=液體密度(g/cm3)(此試驗中使用之試液為約1 g/cm3)且P=流體靜壓力(達因/平方公分)(正常為約7,797達因/平方公分)。流體靜壓力係由P=ρ ＊ g ＊ h計算，其中ρ=液體密度(g/cm3)，g=重力加速度，正常為981 cm/s2，且h=流體高度，例如對於本文所述之凝膠床滲透試驗為7.95 cm。
測試最少兩個樣品，且將結果取平均值以確定微粒超吸收性聚合組成物樣品之凝膠床滲透率。
0.3 psi負載下凝膠床滲透試驗(GBP 0.3 psi)
除了在將總成浸入0.9%鹽水溶液中之前將柱塞536及重錘548置於樣品容器530中之乾樣品568上，按照自由膨脹凝膠床滲透試驗之方式測試0.3 psi負載下凝膠床滲透率。
負載下吸收率試驗(AUL(0.9psi))
負載下吸收率(AUL)試驗量測微粒超吸收性聚合組成物在該材料處於0.9 psi負載下時吸收0.9重量%氯化鈉之室溫蒸餾水溶液(試液)的能力。測試AUL之設備由以下組成：
˙包括圓筒、4.4 g活塞及標準317 g重錘之AUL總成。此總成之組件另外詳細描述於下文中。
˙平底正方塑膠托盤，其足夠寬以便允許玻璃粉鋪於底部上而不與托盤壁接觸。此試驗方法通常使用深度為0.5"至1"(1.3 cm至2.5 cm)之9"×9"(22.9 cm×22.9 cm)塑膠托盤。
˙具有「C」孔隙率(25微米至50微米)之9 cm直徑燒結玻璃粉。此玻璃粉經由在鹽水中(0.9重量%氯化鈉之蒸餾水溶液)平衡而提前製備。除用至少兩份新鮮鹽水洗滌該玻璃粉之外，其在AUL量測前必須浸入鹽水中至少12小時。
˙華特曼1等(Whatman Grade 1)，9 cm直徑濾紙圈。
˙鹽水供應(0.9重量%於蒸餾水中之氯化鈉)。
參考圖4，用於容納微粒超吸收性聚合組成物410之AUL總成400之圓筒412由稍經機械加工以確保同心之1吋(2.54 cm)內徑熱塑性管製成。機械加工之後，藉由在火焰中加熱鋼絲布414直至紅熱，其後將圓筒412固持在鋼絲布上直至冷卻來將400目不鏽鋼絲布414連接至圓筒412之底部。若不成功或若其斷裂，則可使用烙鐵來修補密封。必須小心以維持圓筒412之底部平坦光滑且內部不扭曲。
4.4 g活塞(416)由1吋直徑固體材料(例如PLEXIGLAS®)製成，且經機械加工以緊密配合於圓筒412中而不黏結。
使用標準317 g重錘418來提供62,053達因/平方公分(約0.9 psi)限制性負載。重錘為1吋(2.5cm)直徑圓筒形不鏽鋼重錘，其經機械加工以緊密配合於圓筒中而不黏結。
除非另外規定，否則利用對應於至少約300 gsm(0.16 g)超吸收性聚合組成物粒子層之樣品410測試AUL。樣品410係取自預先過篩通過美國標準30號篩網且保留於美國標準50號篩網上之超吸收性聚合組成物粒子。可用例如購自Mentor Ohio之W.S.Tyler公司的RO-TAP® B型機動搖篩器將超吸收性聚合組成物粒子預先過篩。過篩約10分鐘。
在將超吸收性聚合組成物粒子410置於圓筒412中之前，用抗靜電布擦拭圓筒412內部。
稱取所要量之經過篩微粒超吸收性聚合組成物樣品410(約0.16 g)於稱重紙上，且均勻分佈於圓筒412底部之絲布414上。圓筒底部之微粒超吸收性聚合組成物之重量記錄為『SA』，以供用於下文所述之AUL計算。小心確保無微粒超吸收性聚合組成物黏住圓筒壁。將4.4 g活塞412及317 g重錘418小心置於圓筒412中之超吸收性聚合組成物粒子410上之後，將包括圓筒、活塞、重錘及微粒超吸收性聚合組成物粒子之AUL總成400稱重，且將重量記錄為重量『A』。
將燒結玻璃粉424(上文所述)置於塑膠托盤420中，添加鹽水422直至等於玻璃粉424上表面之水準。將單圈濾紙426輕輕置於玻璃粉424上，接著將具有微粒超吸收 性聚合組成物410之AUL總成400置於濾紙426頂部。接著使AUL總成400保持於濾紙426頂部維持1小時之測試週期，注意保持托盤中之鹽水量恆定。在1小時測試週期結束時，接著將AUL設備稱重，此值記錄為重量『B』。
如下計算AUL(0.9psi)：AUL(0.9psi)=(B-A)/SA
其中
A=具有乾SAP之AUL單元的重量
B=具有SAP之AUL單元在吸收60分鐘後之重量
SA=實際SAP重量
最少進行兩次試驗，且取結果之平均值來確定0.9 psi負載下AUL值。在約23℃及約50%相對濕度下測試微粒超吸收性聚合組成物樣品。
實施例
提供以下SAP預產物比較實施例1至比較實施例7及實施例1至實施例14以說明如申請專利範圍中所述之包括微粒超吸收性聚合組成物之本發明產物、吸收性物品及製造微粒超吸收性聚合組成物之方法，且不限制申請專利範圍之範疇。除非另外說明，否則所有份數及百分比以乾微粒超吸收性聚合組成物計。
SAP預產物A
可用以下方式製造超吸收性聚合物。向裝備攪拌器及冷卻線圈之聚乙.烯容器中添加2.0 kg 50% NaOH及3.32 kg蒸餾水，並且冷卻至20℃。接著向該苛性鹼溶液中添加0.8 kg冰丙烯酸，且再次將溶液冷卻至20℃。向第一溶液中添加4.8 g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、4.8 g乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER® 454產品及1.6 kg冰丙烯酸，隨後冷卻至4℃至6℃。使氮氣鼓泡通過單體溶液約5分鐘。接著將單體溶液排出至矩形托盤中。向單體溶液中添加80 g 1重量% H2O2水溶液、120 g 2 wt%過硫酸鈉水溶液及72 g 0.5 wt%異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器且使經起始單體聚合20分鐘。
可如下製備微粒超吸收性聚合物。將所得水凝膠切短並用Hobart 4M6工業用擠壓機擠壓，隨後在Procter & Schwartz 062型強制空氣烘箱中在175℃下於20吋×40吋穿孔金屬托盤上在上升氣流下乾燥12分鐘且在下降氣流下乾燥6分鐘，直至最終產物水分含量低於5 wt%。將經乾燥材料在Prodeva 315-S型破碎機中粗磨，在MPI 666-F三階段輥磨機中研磨，且用Minox MTS 600DS3V過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。接著，如以下實施例及比較實施例中所述對所獲得之SAP預產物A進行表面改質。
可用以下方式製備比較微粒超吸收性聚合組成物實施例1至比較微粒超吸收性聚合組成物實施例7。
比較實施例1
將1.84 g水合硫酸鋁(工業級，可購自Fisher Scientific)溶解於8 g去離子水中。溶液之pH值經測試為2.8。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於硫酸鋁溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預 產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料25分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例2
將1.82 g乳酸鋁(可購自Sigma-Aldrich)溶解於8 g去離子水中。溶液之pH值經測試為3.7。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於乳酸鋁溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料35分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例3
將1.84 g水合硫酸鋁(工業級，可購自Fisher Scientific)及0.59 g乳酸(88%，可購自Archer Daniels Midland公司(ADM)，Decatur，Illinois 62526，美國)溶解於8 g去離子水中。溶液之pH值經測試為1.0。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於上述溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料35分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合 組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例4
將1.84 g水合硫酸鋁(工業級，可購自Fisher Scientific)及0.76 g乳酸鈉(可購自Sigma-Aldrich)溶解於8 g去離子水中。溶液之pH值經測試為2.8。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於上述溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料35分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例5
將0.48 g鋁酸鈉(可購自Sigma-Aldrich)溶解於8 g去離子水中。溶液之pH值經測試為14。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於上述溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料50分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例6
將3.44 g乳酸鋁(可購自Sigma-Aldrich)溶解於15.28 g去離子水中。向溶液中添加1.45 g氫氧化鈉溶液(50%，於水中)以使pH值增加至6.4。溶液中乳酸根與鋁之莫耳 比為3：1。將碳酸伸乙酯(2 g)溶解於10.08 g上述溶液中且使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料45分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
比較實施例7
向600 ml燒杯中添加160 g水、40 g氫氧化鈉溶液(50% wt/wt，於水中)及41 g鋁酸鈉(可購自Sigma-Aldrich)。攪拌混合物，獲得澄清溶液。將單水合檸檬酸(105 g，可購自Sigma-Aldrich)於150 g水中之溶液添加至燒杯中，同時在冰浴中冷卻燒杯。所得混合物為pH值為7之澄清溶液。溶液中檸檬酸根與鋁之莫耳比為約1：1。
將4.0 g檸檬酸鋁溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料40分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將比較微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
可用如實施例1至實施例14中所述之以下方式製造本發明之微粒超吸收性聚合組成物。
實施例1
向100 ml燒杯中添加4.09 g乳酸(88%，可購自ADM)及16.57 g水。在冰浴中冷卻燒杯且緩慢添加10.15 g氫氧化鈉溶液(50% wt/wt，於水中)。攪拌混合物，獲得澄清溶液。將水合硫酸鋁溶液(24.78 g，48% wt/wt，於水中)添加至燒杯中，同時在冰浴中冷卻燒杯。所得混合物為pH值為6.5之澄清溶液。溶液中乳酸根與鋁之莫耳比為約1：1。
將11.12 g本文所獲得之鋁鹽溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及1 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料35分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例2
向1000 ml燒杯中添加49 g乳酸(88%，可購自ADM)及161.5 g水。在冰浴中冷卻燒杯且用磁性攪拌棒攪拌溶液。向燒杯中添加鋁酸鈉溶液(73.2 g，43% wt/wt，於水中)。接著向燒杯中添加水合硫酸鋁溶液(59.3 g，48% wt/wt，於水中)。所得混合物為pH值為6.3之澄清溶液。溶液中乳酸根與鋁之莫耳比為約1.1：1。所獲得之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。
將5.7 g經中和鋁鹽溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及4.0 g去 離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料40分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例3
與實施例2相同，除了在185℃下將經塗佈材料加熱70分鐘。
實施例4
向裝備攪拌器及冷卻線圈之聚乙烯容器中添加2.0 kg 50% NaOH及3.32 kg蒸餾水，且冷卻至20℃。接著向該苛性鹼溶液中添加0.8 kg冰丙烯酸，且再次將溶液冷卻至20℃。將7.2 g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、7.2 g乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER® 454產品及1.6 kg冰丙烯酸添加至第一溶液中，隨後冷卻至4℃至6℃。使氮氣鼓泡通過單體溶液約5分鐘。接著將單體溶液排出至矩形托盤中。向單體溶液中添加80 g 1重量% H2O2水溶液、120 g 2 wt%過硫酸鈉水溶液及72 g 0.5 wt%異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器且使經起始單體聚合20分鐘。將所得水凝膠切短並用Hobart 4M6工業用擠壓機擠壓，隨後在Procter & Schwartz 062型強制空氣烘箱中在175℃下於20吋×40吋穿孔金屬托盤上在上升氣流下乾燥12 分鐘且在下降氣流下乾燥6分鐘，直至最終產物水分含量低於5 wt%。將經乾燥材料在Prodeva 315-S型破碎機中粗磨，在MPI 666-F三階段輥磨機中研磨，且用Minox MTS 600DS3V過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。接著對所獲得之SAP預產物進行表面改質。
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g本文所獲得之SAP預產物之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例5
向100 ml燒杯中添加1.60 g乙醇酸(可購自Sigma-Aldrich)及12.95 g水。在冰浴中冷卻燒杯且用磁性攪拌棒攪拌溶液。向燒杯中添加鋁酸鈉溶液(10.18 g，20% wt/wt，於水中)。接著向燒杯中添加水合硫酸鋁溶液(4.84 g，40% wt/wt，於水中)。所得混合物為pH值為6.6之澄清溶液。溶液中乙醇酸根與鋁之莫耳比為約0.7：1。所獲得之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。
將9.86 g本文所獲得之經中和鋁鹽溶液及2.0 g碳酸伸乙酯混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之 精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例6
向100 ml燒杯中添加1.92 g乙醇酸(可購自Sigma-Aldrich)及13.01 g水。在冰浴中冷卻燒杯且用磁性攪拌棒攪拌溶液。向燒杯中添加鋁酸鈉溶液(10.37 g，20% wt/wt，於水中)。接著向燒杯中添加水合硫酸鋁溶液(4.49 g，40% wt/wt，於水中)。所得混合物為pH值為6.0之澄清溶液。溶液中乙醇酸根與鋁之莫耳比為約0.81：1。所獲得之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。
將9.93 g本文所獲得之經中和鋁鹽溶液及2.0 g碳酸伸乙酯混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例7
向100 ml燒杯中添加2.26 g乙醇酸(可購自Sigma-Aldrich)及13.07 g水。在冰浴中冷卻燒杯且用磁性攪拌棒攪拌溶液。向燒杯中添加鋁酸鈉溶液(10.58 g，20% wt/wt，於水中)。接著向燒杯中添加水合硫酸鋁溶液(4.11 g，40% wt/wt，於水中)。所得混合物為pH值為6.2之澄清溶液。溶液中乙醇酸根與鋁之莫耳比為約0.95：1。所獲得之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。
將10.01 g本文所獲得之經中和鋁鹽溶液及2.0 g碳酸伸乙酯混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例8
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、0.4 g乙二醇及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例9
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP 表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、0.4 g甘油及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將微粒超吸收性聚合物流體化並連續混合。接著在對流烘箱中於185℃下將經塗佈材料加熱55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例10
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及2.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著將含有1.0 g高嶺土(可購自Thiele Kaolin公司，Sanderville，GA 31082 USA)及2.75 g水之漿液噴霧於SAP粒子上。接著在對流烘箱中於185℃下將經塗佈材料加熱55分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
實施例11
使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將含有2.0 g碳酸伸乙酯及6.0 g去離子水之溶液塗覆於200 g SAP預產物A之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續 混合。接著，在對流烘箱中於185℃下加熱經塗佈材料55分鐘以進行表面交聯。用與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液對微粒超吸收性聚合組成物又進行表面處理。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、0.2 g聚乙二醇(分子量8000)及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於本文所獲得之經表面交聯顆粒材料上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。經塗佈材料在進行測試前於室溫下鬆弛至少1小時。
實施例12
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、0.2 g聚乙二醇(分子量8000)及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於實施例2中所獲得之微粒超吸收性聚合組成物上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。經塗佈材料在進行測試前於室溫下鬆弛至少1小時。
實施例13
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、0.2 g聚乙二醇(分子量8000)及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於實施例4中所獲得之微粒超吸收性聚合組成物上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。經塗佈材料在進行測 試前於室溫下鬆弛至少1小時。
實施例14
向裝備攪拌器及冷卻線圈之聚乙烯容器中添加2.0 kg 50% NaOH及3.32 kg蒸餾水，並且冷卻至20℃。接著向該苛性鹼溶液中添加0.8 kg冰丙烯酸，且再次將溶液冷卻至20℃。向第一溶液中添加8.2 g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、8.2 g聚乙二醇300二丙烯酸酯及1.6 kg冰丙烯酸，隨後冷卻至4℃至6℃。使氮氣鼓泡通過單體溶液約5分鐘。接著將單體溶液排出至矩形托盤中。向單體溶液中添加80 g 1重量% H2O2水溶液、120 g 2 wt%過硫酸鈉水溶液及72 g 0.5 wt%異抗壞血酸鈉水溶液以起始聚合反應。停止攪拌器且使經起始單體聚合20分鐘。將所得水凝膠切短並用Hobart 4M6工業用擠壓機擠壓，隨後在Procter & Schwartz 062型強制空氣烘箱中在175℃下於20吋×40吋穿孔金屬托盤上在上升氣流下乾燥12分鐘且在下降氣流下乾燥6分鐘，直至最終產物水分含量低於5 wt%。將經乾燥材料在Prodeva 315-S型破碎機中粗磨，在MPI 666-F三階段輥磨機中研磨，且用Minox MTS 600DS3V過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。接著對所獲得之預產物進行表面改質。
將與實施例2中所述相同之經中和鋁鹽溶液用於SAP表面改質。將5.7 g經中和鋁鹽溶液、2.0 g碳酸伸乙酯及4.0 g去離子水混合，獲得澄清溶液。使用來自Paasche VL噴霧器之精細霧化噴霧將所得混合物塗覆於200 g本文所 獲得之SAP預產物之表面上，同時在空氣中將SAP粒子流體化並連續混合。接著在對流烘箱中於185℃下將經塗佈材料加熱70分鐘以進行表面交聯。接著用20/100目美國標準篩將微粒超吸收性聚合組成物過篩以移除大於850 μm及小於150 μm之粒子。
將以上比較實施例及實施例之結果彙總於下表中。
表2彙總根據等式GBP=8,000 e-0.18x及GBP=10,500 e-0.18x計算之GBP值，其中x=CRC。
針對本發明方法所述之實施例均展示特性在於高GBP及高AUL之極好總體表現。由於本發明中之多價金屬鹽具有與人類皮膚pH值相似之pH值，因此預期本發明之超吸收性聚合組成物將皮膚刺激風險減至最小。先前技術中常 用之鋁鹽為酸性(比較實施例1至比較實施例4)或鹼性(比較實施例5)。此外，比較實施例2至比較實施例5中之GBP值相當低。經中和三乳酸鋁或檸檬酸鋁未產生所要GBP增進。然而，用本發明之鋁鹽進行表面處理產生所要性質組合。
儘管闡述本發明之廣泛範疇之數值範圍及參數為近似值，但儘可能精確地報導特定實施例中所述之數值。除了在操作實施例中或另有指示時，用於本說明書及申請專利範圍中表示成分之量之所有數字、反應條件等應理解為在所有情況下由術語「約」修飾。然而，任何數值均固有地含有在其各別測試量測中所出現之標準差必然造成的某些誤差。
400‧‧‧AUL總成
410‧‧‧微粒超吸收性聚合組成物
412‧‧‧圓筒
414‧‧‧鋼絲布
416‧‧‧4.4 g活塞
418‧‧‧標準317 g重錘
420‧‧‧塑膠托盤
422‧‧‧鹽水
424‧‧‧燒結玻璃粉
426‧‧‧濾紙
500‧‧‧適合設備
528‧‧‧試驗設備總成
530‧‧‧樣品杯
534‧‧‧圓筒
534a‧‧‧區域
536‧‧‧柱塞
538‧‧‧軸
540‧‧‧o形環
544‧‧‧12個孔
548‧‧‧環形重錘
548a‧‧‧通孔
550‧‧‧頭
554‧‧‧14個孔
560‧‧‧7個孔
562‧‧‧軸孔
564‧‧‧100目不鏽鋼布篩
566‧‧‧400目不鏽鋼布篩
568‧‧‧樣品
600‧‧‧堰
601‧‧‧各別收集裝置
602‧‧‧天平
603‧‧‧燒杯
604‧‧‧計量泵
圖1為自由膨脹凝膠床滲透試驗所採用之試驗設備的側視圖；圖2為圖1中所示之自由膨脹凝膠床滲透試驗設備中所採用之圓筒/杯總成的橫截面側視圖；圖3為圖1中所示之自由膨脹凝膠床滲透試驗設備中所採用之柱塞的俯視圖；及圖4為負載下吸收率試驗所採用之試驗設備的側視圖。
500‧‧‧適合設備
528‧‧‧試驗設備總成
530‧‧‧樣品杯
600‧‧‧堰
601‧‧‧各別收集裝置
602‧‧‧天平
603‧‧‧燒杯
604‧‧‧計量泵

Claims (34)

  1. 一種微粒超吸收性聚合組成物，其包含包含以下之聚合物：a)約55 wt%至約99.9 wt%之含有可聚合不飽和酸基之單體；b)0 wt%至40 wt%之可與a)共聚之聚合烯系不飽和單體；c)以a)之重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之內部交聯劑，其中使該組分a)、該組分b)及該組分c)聚合成水凝膠，將該水凝膠造粒成具有表面之微粒超吸收性聚合物；d)以乾微粒超吸收性組成物重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之表面交聯劑，其塗覆於該微粒超吸收性聚合物之該表面；及e)以乾微粒超吸收性組成物重量計0.01 wt%至約5 wt%之經中和多價金屬鹽，其係以具有約5至約9之pH值的水溶液形式塗覆於該微粒超吸收性聚合物之該表面，其中該超吸收性聚合組成物具有超過約25 mol%之中和度；且該微粒超吸收性聚合組成物之凝膠床滲透率數值為至少約[8000 e-0.18x]達西，其中x為離心保留容量之數值；離心保留容量大於約25 g/g且0.9 psi負載下吸收率為約16 g/g至24 g/g。
  2. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中凝膠床滲透率為至少約20達西。
  3. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成 物，其中凝膠床滲透率為至少約[10,500 e-0.18x]達西。
  4. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該凝膠床滲透率為至少約30達西。
  5. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該離心保留容量大於約27 g/g。
  6. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該離心保留容量大於約30 g/g。
  7. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該經中和多價金屬鹽具有約5.5至8之pH值。
  8. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該經中和多價金屬鹽具有約6至7之pH值。
  9. 如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該經中和多價金屬鹽為水溶性鋁鹽。
  10. 如申請專利範圍第9項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該鋁鹽進一步包含有機酸或其鹽。
  11. 如申請專利範圍第10項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該有機酸為羥基單羧酸。
  12. 如申請專利範圍第10項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該有機酸係選自乳酸、乙醇酸、葡糖酸或3-羥基丙酸。
  13. 如申請專利範圍第10項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該有機酸與鋁之莫耳比為在約0.75：1至約1.5：1之間。
  14. 一種微粒超吸收性聚合組成物，其包含包含以下之 聚合物：a)約55 wt%至約99.9 wt%之含有可聚合不飽和酸基之單體；b)0 wt%至40 wt%之可與a)共聚之聚合烯系不飽和單體；c)以a)之重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之內部交聯劑，其中使該組分a)、該組分b)及該組分c)聚合成水凝膠，將該水凝膠造粒成具有表面之微粒超吸收性聚合物；d)以乾微粒超吸收性組成物重量計約0.001 wt%至約5.0 wt%之表面交聯劑，其係塗覆於該微粒超吸收性聚合物之該表面；及e)以乾微粒超吸收性組成物重量計約0.01 wt%至約5 wt%之鋁鹽，其係以具有約5至約9之pH值的水溶液形式塗覆於該微粒超吸收性聚合物之該表面，其中該鋁鹽溶液包含鋁陽離子及去質子化羥基單羧酸之陰離子，其中羧酸陰離子與鋁陽離子之莫耳比為在約0.75：1至約1.5：1之間。
  15. 如申請專利範圍第14項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該凝膠床滲透率為至少約30達西。
  16. 如申請專利範圍第14項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該離心保留容量大於約27 g/g。
  17. 如申請專利範圍第14項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該離心保留容量大於約30 g/g。
  18. 如申請專利範圍第14項之微粒超吸收性聚合組成 物，其中該鋁鹽具有約5.5至8之pH值。
  19. 如申請專利範圍第14項之微粒超吸收性聚合組成物，其中該經中和多價金屬鹽具有約6至7之pH值。
  20. 一種用於製造微粒超吸收性聚合組成物之方法，該方法包含以下步驟：a)提供微粒超吸收性聚合物；b)製備呈具有約5.5至約8之pH值的水溶液形式之經中和多價金屬鹽；c)將該經中和多價金屬鹽溶液塗覆於該微粒超吸收性聚合物之該表面上，其中其中該微粒超吸收性聚合組成物具有超過約25 mol%之中和度；且該微粒超吸收性聚合組成物具有如下特性：凝膠床滲透率數值為至少約[8000 e-0.18x]達西，其中x為離心保留容量之數值；離心保留容量大於約25 g/g，且0.9 psi負載下吸收率為約16 g/g至約24 g/g。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該經中和多價金屬鹽為鋁鹽。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該水溶液進一步包含去質子化有機酸。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該去質子化有機酸為羥基單羧酸。
  24. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該去質子化有機酸係選自乳酸、乙醇酸、葡糖酸或3-羥基丙酸。
  25. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該去質子化有 機酸與鋁之莫耳比為在約0.75：1至約1.5：1之間。
  26. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該經中和多價金屬鹽之量為以該乾微粒超吸收性組成物計0.01 wt.%至約5 wt.%。
  27. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該水溶液具有約6至7之pH值。
  28. 一種用於製造微粒超吸收性聚合組成物之方法，該方法包含以下步驟：a)提供微粒超吸收性聚合物；b)使該超吸收性聚合物與包含多價陽離子及去質子化有機酸陰離子且有機酸與多價陽離子之莫耳比為在約0.75：1至約1.5：1之間之水溶液接觸；其中該水溶液具有約5.5至約8之pH值；且該有機酸為羥基單羧酸。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該多價陽離子為鋁陽離子Al3+。
  30. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該有機酸係選自乳酸、乙醇酸、葡糖酸或3-羥基丙酸。
  31. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該水溶液具有約6至7之pH值。
  32. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該微粒超吸收性聚合組成物具有如下特性：凝膠床滲透率數值GBP為至少約[8000 e-0.18x]達西，其中x為離心保留容量之數值；離心保留容量大於約25 g/g，且0.9 psi負載下吸收率為約16 g/g至約24 g/g。
  33. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該微粒超吸收性聚合組成物具有大於約30達西之凝膠床滲透率。
  34. 一種吸收性物品，其包含如申請專利範圍第1項之微粒超吸收性聚合組成物。
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