TW201831525A - 連續股超吸收性聚合 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種製作連續股聚合物之製程，其包含以下步驟：a)提供包含水、單體、交聯劑及引發劑之單體混合物；b)將步驟a)之該單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物在該該圍限裝置中受限；c)引發該圍限裝置中之該單體混合物的聚合以製作連續股聚合物；及d)自該圍限裝置排出該連續股聚合物，其中該連續股聚合物具有限定的橫截面特徵，其包含至少0.1mm之初始橫截面直徑。本發明另外係關於一種製作連續股超吸收性聚合物之製程。

Description

連續股超吸收性聚合

本發明係關於一種製作連續股超吸收性聚合物並將單體混合物連續聚合成受控形狀之製程及由該連續股超吸收性聚合物製成之微粒超吸收性聚合物。此外，本發明係關於以考慮到受控形狀股或離散顆粒之方式連續產生超吸收性聚合物之製程。本發明亦係關於改良製作超吸收性聚合物之製程，包括減少製作微粒超吸收性聚合物之製程的步驟，且係關於經改良之超吸收性聚合物。

本發明係關於聚合物、製造聚合物之製程、超吸收性聚合物及製作超吸收性聚合物之製程。超吸收性聚合物一般係指遇水膨脹的不溶於水的聚合物或物質，其在含有0.9重量百分比的氯化鈉之水溶液中能夠吸收其重量至少約10倍及其重量至多約30倍或30倍以上。超吸收聚合物之實例可包括交聯的部分中和的丙烯酸酯聚合物，及超吸收性水凝膠由聚合之形成，以及根據超吸收性聚合物的一般定義能夠在一定壓力下保留含水液體的微粒超吸收性聚合物組成物的形成。超吸收性聚合物顆粒或微粒超吸收性聚合物用於生產尿布、衛生棉條、衛生巾及其他衛生製品，而且亦受益於水吸收而作為農業、纜線、密封、消防、包裝、醫療及其他應用中之保水劑。

超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合物之製備描述於專題著作 「現代超吸收性聚合物技術(Modern Superabsorbent Polymer Technology)」，F.L.Buchholz及A.T.Graham,Wiley-VCH,1998，第71頁至第103頁中。超吸收性聚合物一般係由以下製成：在引發劑之存在下聚合丙烯酸與中和劑摻合之單體混合物而形成聚丙烯酸鈉鹽(有時被稱作聚丙烯酸鈉)。超吸收性聚合物可使用幾種聚合方法中之一者製成：凝膠聚合、懸浮液聚合、溶液聚合或噴霧聚合。該等製程中之每一者具有其各別優點，但均帶來始終如一的產物品質。

在凝膠聚合中，將丙烯酸、中和劑、水、交聯劑及UV引發劑化學品之單體混合物進行摻合並置放於「反應器」中，該反應器可為連續傳送帶、托盤、捏合機或類似者。舉例而言，對於連續傳送帶，單體混合物在連續傳送帶上包含在其中引發聚合的長腔室內。該製程在傳送帶上產生超吸收性聚合物之連續「厚塊」，其一般被稱作聚合物水凝膠，其中該厚塊具有厚度約25mm至約300mm及寬度約800mm至約1500mm之總體尺寸，以用於製造之目的。用於實驗室目的之聚合物之聚合一般係(例如)在厚度約50至約100m的塑性托盤或桶中進行。

超吸收性聚合物水凝膠之所得連續厚塊可用商用擠壓機切短並擠壓，隨後在強制空氣烘箱中烘乾，以製作水分含量低於10wt%之最終產物。乾燥的超吸收性聚合物接著可在壓碎機中粗磨，在三級滾壓機中研磨，並進行篩分，以移除大於850μm且小於150μm之顆粒，從而形成一般被稱作微粒超吸收性聚合物的聚合物。微粒超吸收性聚合物接著可用表面交聯及其他表面處理劑進行表面處理，且在表面交聯之後經後處理，並最終再次經篩分，以形成經表面處理的微粒超吸收性聚合物。

KR20110105610揭示一種藉由供應含有水溶性烯系不飽和單體、光聚合引發劑及溶劑之單體組成物來製造超吸收性樹脂的方法。將單體組成物滴入形狀成型單元以形成預定形式的超吸收性聚合物，諸如狹縫或孔洞。 落下的單體隨後藉由照射聚合。壓碎機定位於成型單元之光照射部分下方，以用於將超吸收性聚合物轉換成大小為0.5至20mm之多孔顆粒。此製程係不利的，是因為在不含落下的單體時聚合單體。舉例而言，若形狀係藉由推擠單體穿過孔洞而提供，則隨著超吸收性聚合物露出，表面張力交替並且形狀可能走樣。舉例而言，若推擠單體穿過星形噴嘴，則該單體在露出之後將恢復成圓形。通常亦有一個缺點：單體必須藉由添加化學增稠劑來增稠，以便阻止其下落過快，或以便設法幫助其保持形狀。

US 2004/0183235揭示一種製造在不適用增稠劑之情況下仍易於形成之超吸收性聚合物成形體的方法。光經輻射至包括光聚合引發劑及水溶性烯系不飽和單體之水溶液上。在達到10mPa s或10mPa s以上之黏度時，暫時停止光的輻射。隨後，將藉由初始聚合增稠之水溶液成形為所需形狀而不受特別限制，只要其具有特定形狀即可。在單體不受限制時，然後在成形後重新開始聚合。此製程之所主張優點在於不添加單獨的增稠劑，而是藉由部分聚合來增稠單體。然而，存在相同的缺點並且仍需要增稠。在任何情況下，成形係與聚合步驟分離的步驟，並且形狀可能走樣或僅部分保持。

超吸收性聚合物可製成為纖維形式，其中丙烯酸、丙烯酸甲酯與氫氧化鈉之單體混合物於水中聚合，形成聚合物溶液，該聚合物溶液並非為SAP，係因為其缺少交聯。隨後擠壓超吸收性聚合物以產生具有約2至20分特、或約2至18丹尼爾或約0.001至0.008mm之精確定義的圓柱形纖維。有兩個明顯的缺點：為了被擠壓，聚合物必須為低分子量的並且未經交聯，且溶液必須具有相對較低的固含量。為了成為超吸收性聚合物，纖維則在擠壓之後必須經歷單獨的交聯步驟。按線性質量密度(給定纖維長度的權重)來量測纖維，即材料(諸如耐綸、聚酯或超吸收性聚合物)之單絲。各種單位(諸如，丹尼爾(公克/9,000m)及分特(公克/10,000m))用以指纖維之量測。隨後將超吸 收性聚合物纖維進行熱處理且可能以其他方式對其進行處理，但由於圓柱形纖維之大小而未製成為顆粒。由於擠出了低固含量溶液，所以高耗能乾燥步驟為必需的。整個已知製程係複雜的，涉及單獨的聚合及交聯步驟，並且一般明顯比在連續帶式反應器或捏合機反應器中之凝膠聚合成本更高。

例如在EP 348 180 A1、WO 96/40427 A1、美國專利第5,269,980號、DE 103 14 466 A1、DE 103 40 253 A1、DE 10 2004 024 437 A1及DE 10 2005 002 412 A1以及先前的德國申請案102006001596.7中描述藉由噴霧聚合或聚合單體溶液之液滴生產微粒超吸收性聚合物。噴霧聚合允許將聚合與乾燥工序相組合。此外，可藉助於合適的製程控制將粒度設定在一定範圍內。

詳言之，製作微粒超吸收性聚合物之製程可包括9個步驟，其包括以下步驟：1)製備單體混合物；2)聚合該單體混合物以形成水分含量40至80%的超吸收性聚合物水凝膠；3)切短該超吸收性聚合物水凝膠；4)將該超吸收性聚合物水凝膠乾燥，以具有小於10%之含水量；5)研磨該超吸收性聚合物水凝膠；6)篩選該經研磨之超吸收性聚合物水凝膠，從而產生粒度分佈為150μm至850μm之微粒超吸收性聚合物；7)對該微粒超吸收性聚合物進行表面交聯；8)視情況，進一步包括對經表面交聯之超吸收性微粒聚合物進行表面處理；以及9)最終篩選該微粒超吸收性聚合物。

市售微粒超吸收性聚合物廣泛用於各種個人護理產品，諸如嬰兒尿布、兒童訓練褲、成人失禁產品、女性護理產品及其類似物。大體而言，此等微粒超吸收性聚合物組成物之離心保留容量(CRC)為每公克該聚合物至少25公克之0.9重量百分比氯化鈉水溶液。

由於製作超吸收性聚合物之一般凝膠聚合製程包括各種製作塊型超吸收性聚合物之方法，所以存在對於以簡化製程製作橫截面直徑為0.1mm至10mm之連續股超吸收性聚合物及由該連續股聚合物形成之微粒超吸收性聚 合物之製程的需要或要求，其中股形在聚合期間且並非藉由擠壓而形成，且可以單一步驟來執行聚合及內部交聯。

本發明係關於一種製作連續股超吸收性聚合物之製程，其包含以下步驟：a)提供包含水、含有可聚合不飽和酸基之單體、交聯劑及引發劑的單體混合物；b)將步驟a)之單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置中受限；c)引發該單體混合物在該圍限裝置中之聚合；及d)自該圍限裝置排出連續股超吸收性聚合物，其中該連續股超吸收性聚合物具有限定的橫截面特徵，其包含至少0.1mm至10mm之初始橫截面直徑。

另外，本發明係關於一種製作連續股聚合物之製程，其包含以下步驟：a)提供包含水、單體、交聯劑及引發劑之單體混合物；b)將步驟a)之單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置中受限；c)引發該單體混合物之聚合以製作連續股聚合物；及d)自該圍限裝置排出連續股聚合物，其中該連續股聚合物具有限定的橫截面特徵，其包含在即將離開圍限裝置之前至少0.1mm之初始橫截面直徑。

考慮到前述內容，本發明之特徵及優點為提供製作連續股聚合物之製程。本發明之許多其他特徵及優點將出現在以下描述中。

定義

在本說明書之上下文內，以下每一術語或片語將包括以下一或多種含義。

應注意，術語「包含(comprises/comprising)」及來自根詞「包含」之其他派生詞在用於本發明中時意欲為開放式術語，其指定任何所陳 述特徵、元件、整體、步驟或組件的存在，且並不意欲排除一或多個其他特徵、元件、整體、步驟、組件或其群組的存在或添加。

如本文所用，修飾本發明之組成物中或本發明之方法中所用之成分數量的術語「約」係指可例如經由用於製作現實世界中之濃縮物或使用溶液之典型量測及液體操作程序；經由此等程序中之無意錯誤；經由用於製作組成物或執行方法之成分的製造、來源或純度差異；及其類似物而出現的數值數量偏差。術語約亦涵蓋因由特定初始混合物產生之組成物的不同平衡條件而有差異的量。術語「約」包括如所陳述之成份或性質之給定數量。無論是否由術語「約」修飾，申請專利範圍包括數量之等效物。

如本文所使用之術語「離心保留容量」係指微粒超吸收性聚合物在保護及經受離心後保留其中的液體之能力，如本文所揭示之測試程序中所闡述。總保留容量經陳述為每公克重量之樣品保留之液體的公克數(g/g)。

如本文中所使用之術語「經交聯」、「交聯」、「交聯劑」或「交聯」係指將聚合物鏈鍵連在一起之任何手段。此類交聯手段可包括(例如)物理扭結、結晶域、共價鍵、離子錯合物及締合、諸如氫鍵結之親水性締合、疏水性締合或凡得瓦爾力。在應用於水溶性聚合物時，交聯一般致使該等混合物不溶於水但可遇水膨脹。

「在圍限裝置中受限之橫截面」係指能夠在單體移動穿過該圍限裝置時將該單體限制於垂直於單體流之至少一個軸線方向上從而使該單體聚合成橫截面直徑為0.1mm至10mm之連續股的連續套管或溝槽。

如本文所使用之術語「橫截面特徵」係指圍限裝置(諸如套管)內部之橫截面特徵，或在通道或凹槽中找到之橫截面特徵，或其可例如經由適當沉沉積於移動表面中之溝槽中而為特徵明確的。如本文所使用之術語“橫截面直徑”係指待垂直於股之長軸量測之橫截面特徵的最長擴展。在非圓形 橫截面之情況下，橫截面直徑為涵蓋股之整個橫截面形狀之最小圓的直徑。

術語「圓形橫斷面」係指垂直於股之長軸獲得之股之橫截面，其中該橫截面形成圓。圓為其中外部邊界位於與給定點相距給定距離處之簡單的平面閉合形狀，其中與中心之距離變化不超過20%；同樣地，在平面上藉由移動而使得其與給定點之距離變化不超過20%的一點對該圓進行平面追蹤。

如本文所用之術語「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凝膠結構。

如本文所使用之術語「乾燥超吸收性聚合物」一般係指具有低於約20%水分之超吸收性聚合物或連續股超吸收性聚合物。

術語「顆粒」、「微粒」及類似者在與術語「超吸收性聚合物」一起使用時係指離散單元之形式。

術語「微粒超吸收性聚合物」及「微粒超吸收性聚合物組成物」係指呈離散形式之超吸收性聚合物及超吸收性聚合物組成物的形式，其具有低於20重量%的水，其中「微粒超吸收性聚合物」及「微粒超吸收性聚合物組成物」具有低於1000μm或約150μm至約850μm之粒度，或其中大於85%之顆粒介於150μm與600μm之間。

如本文所使用之術語「基於聚丙烯酸(鹽)之超吸收性聚合物」係指任意可含有接枝組分且亦含有作為主要組分之丙烯酸及/或其作為重複單元之鹽(在下文中被稱作「丙烯酸(鹽)」)的經交聯的超吸收性聚合物。具體而言，「基於聚丙烯酸(鹽)之吸收性樹脂」指示除了交聯劑以外含有較佳30mol%至100mol%之丙烯酸(鹽)作為單體的聚合物。

術語「聚合物」包括但不限於均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規及交替共聚物、三元共聚物等，以及其摻合物及變體。此外，除非另有具體限制，否則術語「聚合物」應包括材料之所有可能的組態異構體。此等 組態包括但不限於等規、間規及非規對稱性。

如本文所使用之首字母縮寫「PSD」為粒度分佈之縮寫且係指如根據標準EDANA測試方法NWSP 220.0.R2(15)經由篩分級量測之指定篩上剩餘的顆粒的質量分佈。

如本文所使用之術語「超吸收性聚合物」係指遇水膨脹、不溶於水的有機或無機材料，其包括在最有利條件下能夠在含有0.9重量百分比之氯化鈉的水溶液中吸收其重量至少約10倍、其重量至少約15倍或其重量至少約25倍之超吸收性聚合物及超吸收性聚合物組成物。

如本文所使用之術語「表面交聯」係指在超吸收性聚合顆粒之表面附近之官能性交聯之水平，其一般比在超吸收性聚合顆粒之內部之官能性交聯的水平高。如本文所使用，「表面」描述顆粒之面向外的邊界。

術語單體溶液之「重量%固體」係指所有單體與除水以外的其他組分之總和的重量，其以包括水之給定配方之總單體混合物的總量的百分比表示。同樣，水凝膠之固體含量為水凝膠之無水含量之百分率，即其占水凝膠的重量(包括含水量)之百分比。

除非本文中另外規定，否則如本文所使用且涉及乾燥微粒超吸收性聚合物組成物之組分的術語「重量%(% by weight或%wt)」應解釋為基於乾燥超吸收性聚合物組成物之重量。

如本文所使用，「X至Y」範圍意謂「X或更大(較高)及Y或更小(較低)」。此外，「重量」與「質量」同義，「wt%」與「質量%」同義，且「重量份」與「質量份」同義。此外，除非另外指出，否則「ppm」意謂「重量ppm」或「質量ppm」。

雖然已出於說明之目的闡述一個具體實例及/或多個具體實例之典型態樣，但本發明之此詳細描述不應被視為對本發明之範圍之限制。因此，在不背離本發明之精神及範圍之情況下，熟習此項技術者可想到各種修改、改編及替代方式。藉助於假設說明性實例，本說明書中揭示1至5之範圍將被視為支援以下範圍中之任一者的申請專利範圍：1-5；1-4；1-3；1-2；2-5；2-4；2-3；3-5；3-4；及4-5。

根據本發明，可使用本文所描述之方法達成製作聚合物及超吸收性聚合物之製程。製作本發明之聚合物及超吸收性聚合物之製程消除了製作微粒超吸收性聚合物之製程之多數步驟，並產生更均一產物。

本發明係關於一種製作連續股超吸收性聚合物之製程，其包含以下步驟：a)提供包含水、含有可聚合的不飽和酸基之單體、交聯劑及引發劑之單體混合物；b)將步驟a)之單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置中受限；c)引發單體混合物在該圍限裝置中之聚合；及d)自該圍限裝置排出連續股超吸收性聚合物，其中該連續股超吸收性聚合物具有限定的橫截面特徵，其包含在即將離開圍限裝置之前至少0.1mm或0.1mm至10mm之初始橫截面直徑。藉由圍限裝置之形狀但並非藉由稍後的單獨擠壓或成型步驟來判定聚合物股或顆粒的形狀係必要的。

因此，當於圍限裝置內聚合時，股之橫截面形狀為給定的。在最簡單的具體實例中，圍限裝置之橫截面形狀理想地為圓形。在此情況下，股在聚合時變為圓柱形。圍限裝置之直徑與即將離開圍限裝置之前的股之橫截面直徑相同，在立即離開圍限裝置時，股之橫截面直徑保持不變。

合適的超吸收性聚合物可選自為合成的、天然的、可生物降解的、經改質天然的或其任何組合的聚合物。

用作藉由本發明之生產方法獲得之微粒吸水劑中之主要組分的超吸收性聚合物一般而言係基於聚丙烯酸(鹽)之聚合物，並且係遇水膨脹且不溶於水的經交聯聚合物。此遇水膨脹且不溶於水的經交聯聚合物含有丙烯酸(鹽)作為重複單元中之含有可聚合的不飽和酸基之單體(除之後描述之交聯劑以外)，其量為30mol%至100mol%、或50mol%至100mol%、或70mol%至100mol%、或90mol%至100mol%，或實質上100mol%。

單體中之一或多個酸基一般係在聚合之前或之後中和，從而形成經中和之鹽。經中和之鹽可為鹼金屬鹽或銨鹽，有可能添加一些二價、三價或多價陽離子以賦予特定性質，諸如吸收速度。鈉為最常見的中和陽離子，且較佳中和度為20mol%至100mol%、或50mol%至99mol%、或60mol%至90mol%、或50mol%至80mol%酸基中和。中和可在聚合之前進行，或可對聚合之後的水凝膠進行，或該兩種中和均可進行。一般而言，在聚合之前藉由添加中和劑至單體混合物來進行中和。

單體混合物

製作本發明之連續股超吸收性聚合物之製程包括初始步驟a)：提供包含水、單體、交聯劑及引發劑之單體混合物。對於如本發明之具體實例中所闡述之超吸收聚合物，單體混合物將包括含有可聚合的不飽和酸基之單體之約20wt%至約99.9wt%之單體混合物。合適的單體或單體組合可包括烯系不飽和化合物，其中自由基引發及傳播將產生作適合於處理及應用之聚合物以作為超吸收性聚合物。具有陰離子官能基(諸如羧酸或磺酸基團)之單體係合適的，且彼等單體亦可具有烷基、醯胺基或其他此類側基。亦可包括沒有酸性官能度之單體，但需要聚合物主鏈中之50至75%的單體群組具有酸基官能度，且 尤其需要彼等酸基為羧基。

合適的含有可聚合的不飽和酸基之單體包含彼等含有酸基之單體中之任一者，諸如丙烯酸或甲基丙烯酸；或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸或其混合物。需要至少約50wt%且更需要至少約75wt%之酸基為羧基。合適的可聚合單體包括彼等含有羧基之單體中之任一者，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50wt%且更需要至少約75wt%之酸基為羧基。

單體混合物可進一步包括中和劑以便中和含有可聚合的不飽和酸基之單體中之酸基，該等酸基之中和程度為20mol%至100mol%、或50mol%至99mol%、或60mol%至90mol%、或50mol%至80mol%之酸基中和。中和劑可包含鹼金屬鹼材料，其包括產生作為相對應的鹽存在之酸基的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。鹼金屬鹼可為鈉、鉀或銨之氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽。應注意，中和可藉由添加鹼金屬鹼至單體溶液或添加諸如丙烯酸之單體至鹼金屬鹼而實現。

根據一種方法，可聚合的酸性單體藉由添加中和劑(諸如氫氧化鈉)至單體或藉由添加可聚合的酸性單體至中和劑而部分中和。隨後，藉由在交聯劑及任何其他組分之存在下將部分中和之單體(諸如丙烯酸)轉換成凝膠，且藉由包括切割及乾燥之額外製程步驟將凝膠形成為微粒超吸收性聚合物。

本發明之單體混合物亦包括按含有可聚合的不飽和基團之單體之總量計約0.001wt%至約5wt%或約0.2wt%至約3wt%的至少一種內部交聯劑。內部交聯劑一般具有至少兩個烯系不飽和雙鍵或一個烯系不飽和雙鍵，且對含有可聚合不飽和酸基之單體之酸基具有反應性的一個官能基或對酸基具有反應性之若干官能基可用作內部交聯組分且其在含有可聚合不飽和酸基之單體 之聚合期間存在。

用於超吸收性聚合物中之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甲基丙烯醯胺或伸乙基雙丙烯醯胺，且此外包括多元醇或具有烯系不飽和酸之烷氧基化多元醇的脂族酯，諸如丁二醇或乙二醇、聚乙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、較佳用1至30莫耳之環氧烷而經烷氧基化，較佳經乙氧基化的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用較佳1至30莫耳之環氧乙烷而經氧乙基化之甘油及季戊四醇的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯；且此外包括烯丙基化合物，諸如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、與較佳1至30莫耳之環氧乙烷反應的烷氧基化的烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、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基、四烯丙氧基乙烷、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基伸乙基二胺、二醇、多元醇、磷酸或亞磷酸之羥基烯丙基或丙烯酸酯化合物以及烯丙酯；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或自其衍生之醚。亦可採用諸如鋁金屬鹽之離子交聯劑。亦可採用所提及之交聯劑的混合物。

在另一個具體實例中，超吸收聚合物可包括以含有可聚合不飽和基團之單體之總量計約0.001wt%至約0.1wt%之第二內部交聯劑，其可包含：具有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、甲基丙烯醯胺或伸乙基雙丙烯醯胺；另外，多元醇之不飽和單羧酸或聚羧酸之酯，諸如二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，例如丁二醇或乙二醇二丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及其烷氧基化衍生物；另外，烯丙基化合物，諸如(甲基)丙烯酸烯丙酯、三聚氰酸三烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙基酯、聚烯丙基酯、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，亦可使用對酸基具有至少一個官能基反應性的化合物。其實例包括醯胺之N-羥甲基化合物，諸如甲基丙烯醯胺或丙烯醯胺，及由其衍生之醚以及二及聚縮水甘油基化合物。

單體混合物進一步包括引發劑。一般的引發劑(諸如偶氮化合物或過氧化合物、熱引發劑系統或UV引發劑、(敏化劑)及/或輻射)及此項技術中熟知之其他引發劑用於引發自由基聚合。亦可能使用電離輻射。

單體混合物可包括聚合引發劑，其按需要根據聚合形式選擇且不限於特定引發劑。聚合引發劑之實例涵蓋光解聚合引發劑、熱解聚合引發劑及氧化還原聚合引發劑。聚合引發劑之使用量相對於總單體之莫耳數為0.0001mol%至1mol%、0.001mol%至0.5mol%。

光解聚合引發劑之實例涵蓋安息香衍生物、苯甲基衍生物、苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物及偶氮化合物或其類似物。

熱解聚合引發劑之實例涵蓋過硫酸鹽，諸如過硫酸鈉、過硫酸鉀及過硫酸銨；過氧化物，諸如過氧化氫、第三丁基過氧化物及甲基乙基酮過氧化物；偶氮化合物，諸如偶氮腈化合物、偶氮脒化合物、環狀偶氮脒化合物、偶氮醯胺化合物、烷基偶氮化合物、2,2'-偶氮二(2-甲脒基丙烷)二氫氯化物及2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二氫氯化物；及類似物。

替代地，光解聚合引發劑可與藉由其他機制分解之聚合引發劑組合使用。

在一些態樣中，單體混合物可進一步包括含有合適的可聚合不飽和酸基之第二單體，其可與烯系不飽和單體共聚合，該烯系不飽和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、二甲胺基丙基丙烯醯胺或丙烯醯胺基丙基三甲基氯化銨。此類單體可以0wt%至約40wt%之範圍存在於共聚合單體 中。

根據本發明，若需要，單體混合物可進一步包括較佳5重量%或更低且更佳1重量%或更低之發泡劑(foaming agent)、界面活性劑、起泡劑(blowing agent)、塑化劑、除臭劑、抗菌劑、塑化劑、香料、顏料、染料、親水性短纖維、無機粉末(諸如二氧化矽或氧化鈦)、熱塑性樹脂(諸如聚乙烯或聚丙烯)、鏈轉移劑(諸如次磷酸(鹽))或類似者。此外，單體混合物可包括至多約20wt%之超吸收性聚合物纖維，其具有約150μm或更低之粒度。

在製備後，可將單體混合物冷卻至約0℃至20℃或3℃至10℃之溫度。可使氮氣鼓泡通過單體混合物約5分鐘。亦可在無氮氣充氣之情況下在環境溫度或高溫下處理單體混合物。

單體之特性可為諸如含固量(solids)及黏度之幾個參數。單體混合物可具有約25%至約50%或約30%至約40%含固量之固體含量。單體混合物可具有約5厘泊至約200,000厘泊、或7厘泊至約50,000厘泊、或約10厘泊至約10,000厘泊、或低於10厘泊之黏度。在25℃之溫度下，根據ISTM D2196-05方法A，利用布絡克菲刻度盤讀數類比黏度計型號LV，在60rpm下，針對1至100cP之黏度範圍使用1號主軸，針對50至500cP使用2號主軸，針對400至2,000cP使用3號主軸或針對1,000至10,000cP使用4號主軸來量測所有黏度值，該等黏度值經選擇以使得刻度盤讀數下降至20與80之間。隨後將單體混合物輸送至製程之下一步驟(步驟b)：輸送至圍限裝置中)，其中單體混合物之橫截面受限。

輸送單體混合物

製作本發明之連續股超吸收性聚合物之製程包括另一步驟b)：將步驟a)之單體混合物輸送至圍限裝置中，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置中受限。單體混合物溶液可利用諸如Cole-Parmer Masterflex泵之泵經 泵送至諸如聚矽氧彈性導管之圍限裝置中，該泵包括泵頭及自該泵延伸之泵高壓導管。諸如倒鉤式耦接件之耦接件可用於將泵高壓導管之出口連接至圍限裝置之入口。可以0.1gal/min、或至少1gal/min、或0.1gal/min至100gal/min或1gal/min至10gal/min之速率將單體混合物泵送至圍限裝置中。泵與個別股之比率之範圍可為每泵一股至每泵多股，包括每泵1至10,000股、或每泵1至1000股、或每泵1至100股、或每泵1至50股，或每泵1至30股。

圍限裝置可包括套管或導管，其具有一定直徑及長度，且係透明的，以允許輻射穿過套管或導管至單體混合物。套管或導管可包含聚合材料，諸如彈性材料。較佳使用彈性材料，係因為混合物可在聚合期間膨脹。套管或導管可包含聚矽氧或彈性聚矽氧材料。圍限裝置之橫截面直徑可為0.1mm至10mm、或0.1mm至5mm、或0.1mm至1mm。因此，圍限裝置之橫截面直徑極接近於超吸收性顆粒後來的粒度。由此，與習知生產相比，碾磨製程並非廣泛的。當圍限裝置為套管時，該套管可具有大於1cm、或2cm至100cm、或5cm至25cm、或5cm至15cm之長度。圍限裝置在垂直於軸線之一個方向上之延伸與圍限裝置在垂直於軸線之另一方向上之延伸的比率可不超過10：1。很可能，該比率可為5：1。在圓形圍限裝置之情況下，比率理想地為1：1，但可與該理想比率有至多20%之不同。

在一個較佳具體實例中，圍限裝置具有圓形橫截面。具有圓形橫截面之圍限裝置之內徑可在0.1mm至10mm，較佳0.1mm至1mm之範圍內。因為此類薄圍限裝置之個別生產力極低，故藉由「列舉」(亦即提供)許多各自具有小橫截面之圍限裝置來實現工業生產規模。

圍限裝置可為非彈性或彈性的。彈性材料係較佳的。另外，圍限裝置可經波長介於300nm與500nm之間的透明輻射。如一個具體實例中所闡述，在1g/min下，利用Cole-Parmer Masterflex泵，經由泵「高壓」導管，可將 單體混合物泵送至內徑為1.56mm之10cm長的矽酮彈性體導管中。

在另一個具體實例中，可將單體混合物溶液輸送至諸如紋理帶或移動紋理帶之圍限裝置中。該帶可以在連續凹槽中產生股之方式紋理化，或該帶可能具有隆起部分或突出部分以便產生股之經交織或經連接網路。可藉由直接將單體混合物置放於帶之溝槽或之凹槽中而將單體混合物溶液輸送至帶之溝槽或凹槽中。可以至少0.1gal/min、或至少1gal/min、或0.1gal/min至100gal/min、或1gal/min至10gal/min之速率將單體混合物輸送至移動帶之溝槽或凹槽中。帶可包括每帶1至100000股、或每帶1至1000股、或每帶1至500股或每帶1至50股。股之此數目意欲用於實現工業規模生產。

帶中之狹長型通道、突出部分之間的間隙或凹陷可具有一定橫截面直徑，且較佳允許對單體混合物進行輻射。溝槽、突出部分之間的間隙或凹槽之橫截面直徑可為0.1mm至10mm、或0.1mm至5mm、或0.1mm至1mm。

聚合

製作本發明之連續股超吸收性聚合物之製程包括另一步驟c)：引發單體混合物在圍限裝置中之聚合以引發單體混合物的聚合。應注意，單體混合物在處於圍限裝置內時聚合，使得經由聚合成三維交聯聚合物網路而非藉由對已交聯之聚合物塑形之模製或擠壓製程，所限定形狀永久不變。詳言之，較佳的係，在步驟c)之前，單體尚未在圍限裝置內聚合；亦即，在步驟c)之前，單體混合物尚未暴露於照射來引發聚合。

當混合物在圍限裝置內聚合時，其可略微膨脹。由此，較佳的係使用由彈性材料製成之圍限裝置。膨脹通常會在股離開套管之前消退。其為另一與使用用於塑形已聚合材料之剛性擠壓孔口之習知擠壓製程的重要差異。

諸如導管之圍限裝置可定位為使得倒鉤式耦接件極靠近裝備有 在300nm至500nm之波長下具有最大光強度之波長套管的光(化學)反應器。光(化學)反應器可為Rayonet RPR-200。波長套管可為購自Green Energy Lighting公司之16BLB長的波長套管，其在約370nm下具有最大光強度。

在一個具體實例中，聚合在聚矽氧套管中開始，達到形狀明確之連續股自套管中顯露之程度。隨著股不斷地自圍限裝置中顯露，重力接著將股拉低至收集裝置。

可根據聚合模式恰當地選擇用於本發明之聚合引發劑，該聚合模式可為光或UV聚合，或氧化還原或熱引發之聚合。直至排出連續股，單體混合物在套管中之滯留時間可為約1分鐘。歸因於聚合控制之效能及容易度，較佳地藉由在單體混合物處於圍限裝置內時啟動聚合來進行聚合方法。

另外，在連續聚合中，高溫起動(單體處於30℃或更高、35℃或更高、或40℃或更高、或50℃或更高：上限為沸點)或高單體濃度(30重量%或更高、35重量%或更高、40重量%或更高及45重量%或更高：上限為飽和濃度)下之聚合可例示為一個較佳實例。

可根據聚合模式恰當地選擇用於本發明之聚合引發劑。聚合引發劑之實例可包括自由基聚合引發劑，諸如光分解型聚合引發劑、光敏劑型引發劑、熱分解型聚合引發劑及氧化還原型聚合引發劑。聚合引發劑之量可為單體之0.0001莫耳%至1莫耳%或0.001莫耳%至0.5莫耳%。

光分解型聚合引發劑之實例可包括安息香衍生物、苯甲基衍生物、苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物及偶氮化合物。苯乙酮、二苯甲酮及蒽醌亦可充當光敏劑，以在不分解之情況下不斷引發自由基產生。熱分解型聚合引發劑之實例可包括過硫酸酸鹽(過硫酸鈉、過硫酸鉀及過硫酸銨)、過氧化物(過氧化氫、第三丁基過氧化物、甲基乙基酮過氧化物)、偶氮化合物(2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二氫氯化物及2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二氫氯化 物等)。

此外，光分解型引發劑及熱分解型聚合引發劑之組合使用亦可例示為較佳具體實例。

聚合物之排出

製作本發明之連續股超吸收性聚合物之製程包括另一步驟d)：自圍限裝置排出連續股超吸收性聚合物，其中該連續股超吸收性聚合物具有限定之橫截面特徵，其包含0.1mm至100mm之橫截面直徑。連續股之超吸收性聚合物自彈性套管或傳送帶中之狹長通道或凹陷排出，其中該連續股聚合物之初始橫截面直徑與圍限裝置之橫截面直徑相同，在即將離開圍限裝置之前為0.1mm至100mm。

圍限裝置之實例可包括套管、紋理帶或移動紋理帶。如上所述，帶可以在單體圍限於連續凹槽中時產生股的方式來紋理化。帶可包括每帶1至1,000,000股、或每帶1至1000股、或每帶1至500股或每帶1至50股。

一般而言，自單體混合物進入圍限裝置至排出連續股超吸收性聚合物之時間可小於10分鐘、或自0.1分鐘至10分鐘、或自0.1分鐘至5分鐘、或自0.5分鐘至2分鐘。可藉由使用UV或熱輻射進行連續股超吸收性聚合物之後照射，以進一步聚合，減少殘餘單體，實現性質變化及類似者。

切割

藉由聚合獲得之連續股超吸收性聚合物(在下文有時被稱作「水凝膠」)作為連續股而留下，或若有必要，則在排出連續股超吸收性聚合物水凝膠之後，可用切割機(刀、旋轉切割機或類似者)將該連續股切割成多塊(例如，平均顆粒長度為0.1mm至100mm或0.5mm至3mm)。在乾燥至小於20wt%含水量之後，可切割連續股超吸收性聚合物，以形成大小為約150μm至約850μm或300μm至600μm之超吸收性聚合物顆粒。在另一個具體實例中， 連續股超吸收性聚合物可切割成具有PSD，在量不小於約85wt%之微粒超吸收性聚合物組成物中且如由標準EDANA篩分級方法NWSP 230.0.R2(15)所指定，具有小於600μm且大於150μm之乾燥粒徑。較佳的係，考慮到在水凝膠聚合物乾燥期間發生之任何收縮，股之直徑在至少一個軸線上或更佳地在至少兩個軸線上與顆粒之直徑相同。

根據物理性質態樣，關於在股剪切時之水凝膠的溫度，較佳在40℃至95℃或50℃至80℃下保持或加熱水凝膠。水凝膠之樹脂固體含量不受特別限制；但是，根據物理性質態樣，其為10重量%至70重量%、或15重量%至65重量%或30重量%至55重量%。

乾燥

在聚合之後進行連續股超吸收性聚合物或連續股超吸收性聚合物之微粒之乾燥步驟。在股切割步驟後開始乾燥之前的時間為更佳的，因為其更短。亦即，在自聚合設備排出之後，交聯聚合物水凝膠開始在1小時、或在0.5小時內或在0.1小時內乾燥(裝入至乾燥機)。為設定該範圍內之時間，較佳地直接進行乾燥而不進行聚合物水凝膠之儲存步驟。此外，為減小殘餘單體且實現低著色，將水凝膠自完成聚合至開始乾燥之溫度控制在40℃至95℃或50℃至80℃之溫度下。為了便於在乾燥步驟中處置連續股超吸收性聚合物，可添加塑化劑至單體混合物。

乾燥步驟提供具有樹脂固體含量之乾燥產物，該樹脂固體含量係根據聚合物之乾燥損失(在180℃下將1g粉末或顆粒乾燥3小時)而計算，該聚合物之量經控制為較佳80重量%或更高，或更佳85重量%至99重量%、或90重量%至98重量%、或92重量%至97重量%。乾燥溫度不受特別限制；但其為約100℃至約300℃、或約150℃至約250℃。為滿足高物理性質及白度兩者，乾燥溫度可為約150℃至約235℃或約165℃至約230℃。此外，乾燥時間一般少於60 分鐘。若溫度或時間超出上述範圍，則可能會導致保留力(CRC)減小、可溶物質(可萃取物)增加，並減小產物之白度。

可採用各種乾燥方法，諸如加熱乾燥、熱風乾、真空乾燥、紅外乾燥、微波乾燥、藉由桶式乾燥機乾燥、利用疏水有機溶劑之共沸脫水、使用高溫蒸氣之高濕度乾燥。利用露點為40℃至100℃或50℃至90℃之氣體進行熱風乾係較佳的。

聚合形成超吸收性聚合物凝膠，其可切割或粒化成水凝膠塊，從而最終形成超吸收性聚合物顆粒或微粒超吸收性聚合物。聚合形成通常具有約40至70wt%之含水量之超吸收性聚合物水凝膠。超吸收性聚合物水凝膠可經切割或粒化，隨後乾燥，或可經乾燥，隨後切割或粒化成超吸收性聚合物顆粒或微粒超吸收性聚合物。

微粒超吸收性通常包括在約150μm至約850μm範圍內之粒度。本發明可包括粒度約300μm至約600μm之至少約40wt%之顆粒、或粒度約300μm至約600μm之至少約50wt%之顆粒、或粒度約300μm至約600μm之至少約60wt%之顆粒，如藉由過美國標準30目篩所量測及保留於美國標準50目篩上。另外，本發明之超吸收性聚合物顆粒之粒度部分可包括如根據標準EDANA測試方法NWSP 220.0.R2(15)所量測的粒度大於約600μm之小於約30重量%之顆粒及粒度小於約300μm之小於約30重量%之顆粒。

乾燥後之橫截面直徑

在乾燥連續股超吸收性聚合物或由該連續股超吸收性聚合物製成之微粒超吸收性聚合物時，橫截面直徑減小達該連續股超吸收性聚合物之初始橫截面大小之至多60%、或5%至50%、或10%至45%、或20%至45%。

表面交聯及處理

微粒超吸收聚合物可如本文中所闡述用額外化學品及處理來進 行表面處理。詳言之，微粒超吸收聚合物之表面可另外藉由添加表面交聯劑及熱處理而交聯，一般稱為表面交聯。一般而言，表面交聯為相對於顆粒內部之交聯密度增加在微粒超吸收性聚合物表面附近之聚合物基質的交聯密度的方法。表面交聯劑之量可以按乾燥超吸收性聚合物之重量計約0.01wt%至約5wt%(或諸如按重量計約0.1wt%至約3wt%或諸如約0.1wt%至約1wt%)的量存在於乾燥微粒超吸收性聚合物中。

合乎需要的表面交聯劑包括具有對聚合物鏈之側基(典型地，酸基)具有反應性的一或多個官能基的化學品。表面交聯劑包含在縮合反應(縮合交聯劑)中、在加成反應中或在開環反應中與聚合物結構之官能基反應的官能基。

此等化合物可包括例如多元醇(包括二或多官能醇)、碳酸酯、胺及多官能胺、β-羥烷基醯胺、多官能醯胺基胺、唑啶酮、環氧化物及多官能環氧化物、二縮水甘油醚及其類似物及烷氧基化衍生物，包括丙二醇(propane diol)、丁二醇、乙二醇二縮水甘油醚、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙三醇、聚甘油、伸丙甘醇(propylene glycol)、二乙醇胺、三乙醇胺、聚環氧丙烷、氧化乙烯-氧丙烯嵌段共聚物、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化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、山梨醇、2-羥基乙基唑啶-2-酮、唑啶-2-酮、1,3-丙二醇、1,3-二氧環戊-2-酮(碳酸伸乙酯)、4-甲基-1,3-二氧環戊-2-酮(碳酸伸丙酯)或4,5-二甲基-1,3-二氧環戊-2-酮及其烷氧基化衍生物。

在已使微粒超吸收性聚合物與表面交聯劑或與包含該表面交聯劑之流體接觸之後，將經處理之微粒超吸收性聚合物熱處理至約50℃至約300℃、或約75℃至約275℃、或約150℃至約250℃之溫度，並根據該溫度持續約5分鐘至約90分鐘之時間，以使得該微粒超吸收性聚合物之外部區域與內部區域 相比受到更強烈交聯(亦即，表面交聯)。熱處理之持續時間因聚合物結構之所需性質特徵將因為熱效應而受到破壞之風險而受到限制。

在表面交聯之一個特定態樣中，微粒超吸收性聚合物用碳酸伸乙酯加以表面處理，接著藉由加熱實現超吸收性聚合物顆粒之表面交聯，其改良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，表面交聯劑藉由使微粒超吸收性聚合物與碳酸伸乙酯表面交聯劑之含水醇溶液混合而塗佈於微粒超吸收性聚合物上。含水醇溶液中之醇的量可藉由碳酸烷二酯之可溶性測定且出於各種原因(例如，為了防爆)而保持得儘可能低。合適的醇為甲醇、異丙醇、乙醇、丁醇或乙二醇丁醚以及此等醇之混合物。在一些態樣中，溶劑理想地為水，其典型地以按乾燥微粒超吸收性聚合物組成物之重量計約0.3wt%至約5.0wt%之量使用。在其他態樣中，碳酸伸乙酯表面交聯劑可由例如與無機載體材料(諸如二氧化矽(SiO₂))之粉末混合物，或藉由碳酸伸乙酯之昇華以蒸氣狀態施用。

為實現所需表面交聯性質，諸如碳酸伸乙酯之表面交聯劑應均勻分佈於微粒超吸收性聚合物上。為此目的，以此項技術中已知之混合器(諸如流體化床混合器、漿式混合器、轉鼓混合器或雙螺旋混合器)實現混合。亦有可能在微粒超吸收性聚合物之生產中在製程步驟之一者期間進行微粒超吸收性聚合物之塗佈。在微粒超吸收性聚合物之塗佈處理後之熱處理可如下進行。一般而言，熱處理在約100℃至約300℃之溫度下。若使用高度反應性環氧化物交聯劑，則低溫為可能的。然而，若使用碳酸伸乙酯，則熱處理適合在約150℃至約250℃之溫度下。在此特定態樣中，處理溫度視碳酸伸乙酯之停留時間及種類而定。舉例而言，在約150℃之溫度下，熱處理進行一小時或更長。對比之下，在約250℃之溫度下，幾分鐘(例如，約0.5分鐘至約5分鐘)足以達成所需表面交聯性質。熱處理可在此項技術中已知之習知乾燥機或烘箱中進行。 若有此需要，亦可對未切割股進行表面交聯。

除了表面交聯以外，超吸收性聚合物可隨著或在表面交聯步驟之後用其他化學組成物加以進一步表面處理。根據本發明之股或微粒超吸收性聚合物可用在每一種情況下按一或多種鹽之超吸收性重量計約0.001重量%至約10重量%、或0.01重量%至約7.5重量%、或0.1重量%至約5重量%之一或多種鹽處理，在每一種情況下，其中該鹽包含金屬之二價或高價陽離子及至少一種有機鹼作為陰離子。

金屬之二價或高價陽離子可選自由以下組成之群：：Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Cu²⁺及Zn²⁺。有機鹼可為至少部分地去質子化之單羧酸、二羧酸或三羧酸或去質子化之單羧酸。亦可包括羥基羧酸，諸如至少部分地去質子化之單羧酸、二羧酸或羥基三羧酸及單羥基羧酸。

陰離子可包括下列酸之相對應的鹼：大茴香酸、苯甲酸、甲酸、戊酸、檸檬酸、乙醛酸、乙醇酸、甘油磷酸、戊二酸、氯乙酸、氯丙酸、肉桂酸、丁二酸、乙酸、酒石酸、乳酸、丙酮酸、反丁烯二酸、丙酸、3-羥基丙酸、丙二酸、順丁烯二酸、丁酸、異丁酸、嘧啶基乙酸、蘋果酸、異硫磺酸、甲基順丁烯二酸、己二酸、衣康酸、丁烯酸、草酸、柳酸、葡萄糖酸、五倍子酸、山梨酸、葡萄糖酸、脂肪酸(諸如硬脂酸及己二酸)及對羥基苯甲酸，包括酒石酸鹽及乳酸鹽。

在本發明之製程之另一具體實例中，所用之鹽可為包含乳酸鋁之鹽。至少約50重量%、或至少約75重量%、或100重量%之該鹽係按乳酸鋁計。除了乳酸鋁之外，可有一或兩個或多於兩個的其他陽離子存在。此類陽離子可選自金屬之單價、二價或高價陽離子，該等單價、二價或高價陽離子又選自由以下組成之群：Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ga³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、 Cu²⁺及Zn²⁺。此外，除了乳酸鋁之外，另外的陰離子亦有可能存在於鹽中。此外，除了乳酸鋁之外，另外的金屬之氧化物或混合氧化物亦有可能存在，諸如傾向於在此章節中提及之金屬離子之氧化物。舉例而言，關於含有鹽之溶液，該溶液可含有第二鹽、鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽、上文所提及之陰離子中之一者或主要存在於該溶液中之主鹽之陰離子的鹼金屬鹽。此等鹽包括乳酸鋰及乳酸鈉。在每一種情況下按主鹽計，第二鹽之量可為0.001重量%至約25重量%、或0.01重量%至約17重量%、或約0.1重量%至約12重量%。

在本發明之另一個具體實例中，可使用不同於有機鹼之陰離子。陰離子可為無機鹼。該無機鹼可為去質子化之無機酸。該等酸能夠釋放兩個或多於兩個質子。其包括含有硫、氮或磷之酸，諸如含有硫或磷之酸。可將含有硫之酸(尤其係硫酸及作為其鹽之相應硫酸鹽)用於鹼。根據本發明之製程之另一具體實例，在製程步驟ii)中可將包含硫酸鋁之鹽用作另外的鹽。至少約50重量%或至少約75重量%或100重量%之該鹽可係按硫酸鋁計。兩種不同陰離子可以約1：100至約100：1之比率，或以約1：10至約10：1或約1：5至約5：1之比率使用。

可藉由出於該目的用合適的混合設備將該兩種組分混合在一起來使鹽與未經處理之超吸收性聚合物接觸，該混合設備諸如為Patterson Kelley混合器、DRAIS擾流混合器、Lödige混合器、Ruberg混合器、螺旋式混合器、板式混合器及流體化床混合器或連續運行之豎直或水平混合器，其中藉助於旋轉葉片(Schugi混合器)高頻率混合聚合物結構。

此外，可使鹽與呈流體形式或作為鹽粉末呈乾燥形式之未經處理之超吸收性聚合物相接觸，該流體包含溶劑及溶解或分散於該溶劑中之鹽。除水之外合適的溶劑可為可與水混溶之有機溶劑，諸如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1-丁醇、2-丁醇、第三丁醇、異丁醇、或有 機溶劑之混合物、或水與彼等有機溶劑中之一或多者之混合物，諸如傾向於水作為溶劑。若使未經處理之超吸收性聚合物與包含溶劑及鹽之流體接觸，使得流體F₁可含有的鹽的量處於在每一種情況下以流體之總重量計約0.1重量%至約50重量%、或約1重量%至約40重量%、或約5重量%至約25重量%之範圍內。

超吸收性聚合物組成物可包括以乾燥超吸收性聚合物組成物之重量計約0wt%至約5wt%、或約0.001wt%至約3wt%、或約0.01wt%至約2wt%之不溶於水的無機粉末。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、活化黏土等。不溶性無機粉末添加劑可為單一化合物或選自以上清單之化合物之混合物。氧化矽之實例包括煙霧狀氧化矽、沉澱狀氧化矽、二氧化矽、矽酸及矽酸鹽。在一些特定態樣中，微觀非結晶二氧化矽係合乎需要的。產品包括SIPERNAT^® 22S特色矽石及AEROSIL^® 200煙霧狀氧化矽，其購自新澤西州派西派尼Evonik公司。在一些態樣中，無機粉末之粒徑可為1,000μm或更小，諸如100μm或更小。

超吸收性聚合物亦可包括以乾燥微粒超吸收性聚合物組成物之重量計0wt%至約30wt%、或約0.001wt%至約25wt%、或約0.01wt%至約20wt%之水溶性聚合物，諸如部分或完全水解之聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯啶酮、澱粉或澱粉衍生物、聚乙二醇或聚丙烯酸，較佳呈聚合形式。此等聚合物之分子量並非關鍵，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。此類水可溶聚合物在根據本發明之超吸收性聚合物中之含量以乾燥超吸收性聚合物組成物之總量計可為0wt%至30wt%或0wt%至5wt%。水溶性聚合物或合成聚合物，諸如聚乙烯醇，亦可充當待聚合單體之接枝基礎。

超吸收性聚合物亦可包括以乾燥超吸收性聚合物組成物之重量計0wt%至約5wt%、或約0.001wt%至約3wt%、或約0.01wt%至約2wt%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中所描述之彼等者。

在一些態樣中，額外表面添加劑可視情況與超吸收性聚合物組成物一起使用，諸如氣味結合物質，諸如環糊精、沸石、無機或有機鹽或及類似材料；抗結塊添加劑、流動改質劑、界面活性劑、黏度調節劑、尿穩定性促進劑及類似者。

在其他具體實例中，超吸收性聚合物可包括增強聚合物之白度或諸如抗暗化、發黃或褐變之長期色彩穩定之0.0001wt%至5wt%之添加劑。此類添加劑為此項技術中所熟知的，並且包括抗氧化劑、含硫及含磷化合物、螯合劑、光學增亮劑及類似者。用於色彩穩定性之較佳添加劑為2-羥基-2-磺酸根基乙酸、亞硫酸氫鹽、膦酸鹽、乙二胺四乙酸、乙二胺-N,N'-二丁二酸、二乙烯五胺乙酸、其鹽及衍生物，以及其混合物。

在熱處理步驟後，本發明之超吸收性聚合物可用水溶液(諸如去質子化之有機酸鹽、鋁鹽之水溶液或諸如聚乙二醇之水溶性聚合物)處理。

本發明之超吸收性聚合物展現某些特性或性質，如藉由CRC所量測。

本文所闡述之CRC之所有值應理解為藉由如本文所提供之CRC測試所測定。

藉由本發明之製程製作的微粒超吸收性聚合物組成物可具有約25g/g至約50g/g或約27g/g至約45g/g之離心保留容量。

當聚合物之狀態為微粒超吸收性聚合物時，微粒超吸收性聚合物通常具有粒度約300μm至約600μm之至少約40wt%之顆粒、或粒度約300μm至約600μm之至少約50wt%之顆粒、或粒度約300μm至約600μm之至少約60wt%之顆粒，如藉由過美國標準30目篩所量測及保留於美國標準50目篩上。

藉由本發明之製程製作之微粒超吸收性聚合物組成物可具有約5g/g至約30g/g、或約10g/g至約25g/g、或約10g/g至22g/g的在0.9psi負載下之吸收(Absorbency Under Load；AUL(0.9))。

根據本發明之微粒超吸收性聚合物組成物可用於許多吸收性製品中，包括衛生毛巾、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。由於根據本發明之試劑甚至在壓力下保留所吸收之液體且亦能夠將另一液體分佈在呈膨脹狀態之構造中，所以當與習知當前超吸收性組合物相比時，該等試劑更適宜地相對於親水性纖維材料(諸如絨毛)以更高濃度使用。在尿布構造內不含絨毛之情況下，其亦適合用作均質超級吸附劑層，因為特別薄之製品係可能的。聚合物另外適用於成年人之衛生製品(例如失禁產品)。

根據本發明之聚合物亦用於適合其他用途之吸收性製品中。詳言之，本發明之聚合物可用於水或水性液體之吸附劑之吸收劑組成物中，較佳地用於吸收體液之構造中，用於發泡或非發泡薄片狀結構中，用於包裝材料中，作為土壤改良劑或作為活性化合物載體用於植物生長之構造中。為此，其藉由與紙或絨毛或合成纖維混合或藉由將超吸收性聚合物分佈在紙、絨毛或非編織物之基質之間或藉由加工成載體材料而加工成網織物。

測試程序

離心保留容量測試(Centrifuge Retention Capacity Test；CRC)

CRC測試量測微粒超吸收性聚合物組成物在受控條件下飽和或經受離心之後保留其中之液體的能力。總保留容量經陳述為每公克重量樣品保留之液體的公克數(g/g)。對於微粒超吸收性聚合物，待測試之樣品係自經美國標準30目篩預篩選且保留在美國標準50目篩上之顆粒製備。因此，微粒聚合物組成物樣品包含大小在約300至約600微米範圍內之顆粒。顆粒可藉由手或自動 地預篩選。

藉由將約0.20公克之預篩選微粒超吸收性聚合物組成物樣品置放於將含有樣品之透水性袋中同時允許該樣品自由吸收測試溶液(蒸餾水中0.9重量百分比之氯化鈉)來量測保留容量。可熱封茶袋材料(諸如購自Dexter公司(在美國康乃狄格州溫莎洛克斯有營業處)之材料)作為模型編號1234T可熱封濾紙而適用於大部分應用。藉由將袋材料之5吋乘3吋樣品對折及熱封兩個開邊以形成2.5吋乘3吋矩形小袋來形成袋。熱密封件在材料邊緣內部為約0.25吋。在將樣品置放於小袋中後，亦熱封袋之剩餘開邊。亦製作空袋以充當對照組。製備待測試之每一微粒超吸收性聚合物組成物之三個樣品。

密封袋浸沒在約23℃下含有測試溶液之平盤中，確保將袋按下直到其完全潤濕為止。在潤濕後，將微粒超吸收性聚合物組成物樣品保持於溶液中約30分鐘，此時，將該等樣品自溶液移除並暫時擱置於非吸收性扁平表面上。

接著將濕袋置放於籃中，其中濕袋彼此分隔並置放於籃之外圓周邊緣處，其中該籃為能夠使樣品經受約350之g力之合適的離心機。一個合適的離心機為CLAY ADAMS DYNAC II，#0103模型，其具有集水籃、數位轉速計及經調適以保持及排出扁平袋樣品之機械式排水籃。在對多個樣品進行離心之情況下，將樣品置放於離心機中之對置位置，以在自旋時使籃平衡。以約1,600rpm將袋(包括濕的空袋)離心3分鐘(例如，為達成約350g力之目標g力，差異為約240至約360g力)。G力定義為經受快速加速度或重力之物體上的慣性力單位，在海平面等於32ft/sec²。將袋移除且對其稱量，其中首先對空袋(對照組)稱量，隨後對含有微粒超吸收性聚合物組成物樣品之袋稱量。考慮到藉由袋自身保留之溶液，藉由微粒超吸收性聚合物組成物樣品保留之溶液的量為超吸收性聚合物之離心保留容量(CRC)，其表示為每公克超吸收性聚 合物之流體的公克數。更確切而言，保留容量藉由以下方程式測定：CRC=[離心後之樣品袋-離心後之空袋-乾燥樣品重量]/乾燥樣品重量

測試三個樣品，且對結果取平均以測定微粒超吸收性聚合物組成物之CRC。

在負載下之吸收測試(AUL(0.9psi))

在負載下之吸收(AUL)測試量測微粒SAP在室溫下吸收氯化鈉於蒸餾水中之0.9重量百分比溶液(測試溶液)的能力，同時物質在0.9psi之負載下。用於測試AUL之設備由以下組成：●包括圓筒、4.4g活塞及標準317gm砝碼之AUL總成。此總成之組件額外詳細描述於下文中。

●足夠寬以允許玻璃料擱置於底部而不與托盤壁接觸之平底方形塑性托盤。9"乘9"(22.9cm×22.9cm)且深度為0.5至1"(1.3cm至2.5cm)的塑性托盤常用於此測試方法。

●具有'C'孔隙度(25至50微米)之9cm直徑之燒結玻璃料。經由平衡鹽水(含0.9重量%之氯化鈉之蒸餾水)來提前製備此玻璃料。除用至少兩份新鮮鹽水洗滌之外，在AUL量測之前必須將玻璃料浸沒於鹽水中至少12小時。

●惠特曼級1.9cm直徑濾紙圈。

●鹽水(含0.9重量%之氯化鈉之蒸餾水)之供應器。

用於包含微粒超吸收性聚合物組成物410之AUL總成400之圓筒412由一吋(2.54cm)內徑之熱塑性導管製成，略向外對該熱塑性導管進行機械加工以確保同心度。在機械加工後，藉由以火焰加熱網狀不鏽鋼絲布直至熾熱來將該鋼絲布附接至圓筒底部，其後將圓筒保持在鋼絲布上直至冷卻為止。若不成功或若該鋼絲布破裂，則可利用焊鐵來修改密封。必須小心維持扁平平滑底部並且不使圓筒內側變形。

4.4g活塞由一吋直徑之固體材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯)製成，並經機器加工以緊密配合而不繫結於圓筒中。

標準317gm砝碼用於提供62,053dyne/cm²(約0.9psi)拘束負載。砝碼為圓柱形的1吋(2.5cm)直徑的不鏽鋼砝碼，其經機械加工成緊密配合但不繫結於圓筒中。

除非另外規定，否則樣品相當於至少約300gsm之層。採用(0.16g)SAP顆粒測試AUL。樣品取自經美國標準#30篩網預篩選且保留於美國標準#50篩網上之SAP粒子。SAP粒子可用例如購自俄亥俄州曼托W.S.Tyler公司之RO-TAP^®機械篩分震盪器型號B預先篩選。進行篩分約10分鐘。

在將SAP顆粒置放於圓筒之前，用抗靜電布擦拭圓筒之內部。

在稱量紙上稱量出所需量之經篩分微粒SAP之樣品(約0.16g)且均勻分佈於圓筒底部之絲布上。圓筒底部中微粒SAP之重量記錄為『SA』，用於下文描述之AUL計算。小心確保無微粒SAP緊貼圓筒壁。在將4.4g活塞及317g砝碼小心置放於圓筒中之SAP粒子上之後，稱量包括圓筒、活塞、砝碼及SAP顆粒之AUL總成400且重量記錄為重量『A』。

將燒結玻璃料(上述)置放於塑性托盤中，其中添加鹽水至等於玻璃料之上表面之位準。將單圈濾紙輕柔置放於玻璃料上，且接著將具有微粒SAP之AUL總成400置放於濾紙之頂部上。接著使AUL總成保持在濾紙之頂部上一小時之測試時段，同時注意保持托盤中之鹽水含量恆定。在一小時測試時段結束時，接著稱量AUL設備，其中此值記錄為重量『B』。

AUL(0.9psi)計算如下：AUL(0.9psi)=(B-A)/SA

其中

A=具有乾燥SAP之AUL單元之重量

B=具有SAP之AUL單元在60分鐘吸收後的重量

SA=實際SAP重量

執行兩種測試中之最小者且對結果取平均以測定0.9psi負載下之AUL值。微粒SAP樣品在約23℃及約50%相對濕度下加以測試。

殘餘單烯系不飽和單體測試

使用自聚合物溶液或超吸收性組成物獲得之固體薄膜進行殘餘單烯系不飽和單體分析。藉助於實例，對於此測試描述，單烯系不飽和單體為丙烯酸。使用利用SPD-10Avp Shimadzu UV偵測器(購自Shimadzu Scientific Instruments，在美國馬里蘭州哥倫比亞有營業處)之高效液相層析(High performance liquid chromatography；HPLC)來測定殘餘丙烯酸丙烯酸含量。為測定殘餘丙烯酸單體，使用Ultr-Turrax T25均質機分配工具，以約9500rpm速度，將約2.0000+/-0.0010公克之乾燥超吸收性聚合物攪拌於88.0mL 0.9% NaCl溶液與10mL 20%硫酸鋁之混合物中10分鐘。用0.45微米濾紙過濾混合物，並且接著使濾液通過Nucleosil C8 120A反相柱(購自Column Engineering公司，辦事處位於美國加利福尼亞州安大略之企業)，以分離丙烯酸單體。丙烯酸單體在某個時間洗提，在約10ppm下具有偵測極限。接著將自層析圖計算之所得溶離物之峰面積用以計算聚合物中之殘餘丙烯酸單體的量。最初，藉由相對於其已知量(ppm)來標繪純丙烯酸溶離物之反應區域來產生校準曲線。獲得相關係數大於0.996之線性曲線。

藉由標準EDANA測試方法NWSP 230.0.R2(15)來量測聚合物之水百分比。

實施例

提供下列比較實施例1至3及實施例1至18以說明如申請專利範圍中所闡述之製作超吸收性聚合物的製程及聚合物的本發明，並且不限制申請專 利範圍之範圍。除非另外陳述，否則所有份數及百分比以乾燥微粒超吸收性聚合物組成物計。

比較實施例1

按以下方式製作超吸收性聚合物。向配備有攪拌器及冷卻線圈之聚乙烯容器中添加2.0kg 50% NaOH及3.32kg蒸餾水，且冷卻至20℃。接著將0.8kg冰丙烯酸添加至苛性鹼溶液且再次冷卻溶液至20℃。將4.8g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯(PEGMAE-丙烯酸酯)、4.8g乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER^® 454產物(3EOTMPTA)及1.6kg冰丙烯酸添加至第一溶液，隨後冷卻至4至6℃使氮氣鼓泡通過單體溶液約5分鐘。接著將單體溶液排放至矩形托盤中。將80g 1重量% H₂O₂水溶液、120g 2wt%過硫酸鈉水溶液及72g 0.5wt%異抗壞血酸鈉水溶液添加至單體溶液中以引發聚合反應。停止攪拌器且使初始單體聚合20分鐘以形成連續厚塊。

微粒超吸收性聚合物可製備如下。切短所得水凝膠且用Hobart 4M6商用擠壓機擠壓，接著在Procter & Schwartz型號062強制空氣烘箱中在20吋×40吋穿孔金屬托盤上，在175℃下用向上流動的空氣乾燥12分鐘且用向下流動的空氣乾燥6分鐘，達到小於5wt%之最終產物濕度含量。將乾燥材料在Prodeva型號315-S壓碎機中粗磨，在MPI 666-F三級滾壓機中研磨，並用Minox MTS 600DS3V進行篩分，以移除大於850μm且小於150μm之顆粒。

實施例1

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物。單體混合物製作如下。向裝備有攪拌器之聚乙烯容器中添加145g 50% NaOH及268g冰。接著將120g冰丙烯酸添加至苛性鹼溶液且攪拌溶液。將100mg聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、100mg乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER^® 9035(15EOTMPTA)產物與60g冰丙烯酸摻合，並添加至第一溶液。單體混合物進 一步包括UV引發劑：蒽醌-2-磺酸鈉。單體混合物具有30%之固體含量。

使用具有部件號06404-13之泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole Parmer XX泵，將單體混合物溶液泵送至尺寸為2.6mm內徑及10cm長度的聚矽氧彈性體套管。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑2.6mm之10cm長的聚矽氧彈性體導管。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。

直至排出連續股，單體混合物在套管中之滯留時間為約1分鐘。自彈性套管中排出連續股之超吸收性聚合物，其中該連續股超吸收性聚合物具有2.6mm之初始橫截面直徑。

實施例2至6

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合物。單體混合物製作如下。向裝備有磁性攪拌棒之聚乙烯容器中添加536公克的冰；將296公克的50重量% NaOH倒入具有冰之燒杯中。將燒杯放在磁性攪拌板上，並攪拌冰與苛性鹼溶液。添加300公克的冰丙烯酸。使液體攪拌並完全摻合。在溶液均質後，添加200mg乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER^®9035 15EOTMPTA交聯劑於60公克冰丙烯酸中之溶液。將200mg過硫酸鈉溶解於5ml去離子水中且添加至單體溶液中。添加200mg 24重量%之硫酸亞錫水溶液作為UV共引發劑。添加200mg Darocur 1173 UV引發劑並使溶液攪拌。

使用具有部件號06404-13之泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole-Parmer Masterflex泵，以1g/min來泵送單體混合物。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑1.6mm之10cm長 的聚矽氧彈性體導管。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。

聚合在聚矽氧套管中開始，達到形狀明確之股自套管中顯露之程度。隨著股不斷地顯露，重力接著將股拉低至收集盤。一旦連續股超吸收性聚合物以穩定方式流動，則在不中斷之情況下進行聚合30小時。接著在175℃下之對流烘箱中乾燥連續股超吸收性聚合物40分鐘並切割成顆粒。現在接著藉由以下程序對微粒超吸收性聚合物(PSX)進行表面交聯：使用具有加壓空氣之微型噴槍塗覆霧化之20wt%碳酸伸乙酯水溶液，向35℃下之15公克的PSX微粒超吸收性聚合物均一塗佈用按重量計1%碳酸伸乙酯及4%水。接著將經塗佈之微粒超吸收性聚合物置放於27mm直徑×65mm的高不鏽鋼杯中，並以5℃/分鐘之均一速率在30分鐘過程中加熱至185℃，同時利用金屬漿式攪拌器以10rpm不斷攪拌。在產物達到185℃之後，接著將其保持在185℃下達各個時間，如表1中所發現，以實現表面交聯反應。

實施例7至11：

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物及微粒超吸收性聚合物。藉由將268公克冰稱量至塑性燒杯中及添加磁性攪拌棒來製備單體混合物溶液。將145公克之50重量%的NaOH倒入至具有冰之燒杯中。將燒杯放在磁性 攪拌板上，並攪拌冰與苛性鹼溶液。添加120公克的冰丙烯酸。使液體攪拌並完全摻合。在溶液均質後，添加100mg 15EOTMPTA及100mg聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、PEGMAE-丙烯酸酯、交聯劑於60公克冰丙烯酸中之溶液。將100mg過硫酸鈉(NaPS)溶解於5ml去離子水中且添加至單體溶液中。添加2公克的0.5重量百分比之蒽醌-2-磺酸鈉水溶液。

利用遞送系統及紫外線設定，使用具有部件號06404-13之泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole Parmer Masterflex泵，以0.7g/min泵送單體混合物溶液。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑1.56mm之10cm長的聚矽氧彈性體導管。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。

聚合在聚矽氧套管中開始，達到形狀明確之股自套管中顯露之程度。隨著股不斷地顯露，重力接著將股拉低至收集盤。接著在175℃下之對流烘箱中乾燥連續股超吸收性聚合物40分鐘並切割成顆粒。現在接著根據實施例2至6中所描述之程序來對微粒超吸收性聚合物(particulate superabsorbent polymer；PSX)進行表面交聯。在30分鐘時段內再次將經塗佈之微粒超吸收性聚合物自35℃加熱至185℃，隨後保持在185℃下達各個時間(表2)，以實現表面交聯反應。微粒超吸收性聚合物之性質在下文呈現於表2中。

實施例12至15：殘餘單體

亦在變化條件下利用蒽醌磺酸鈉UV引發劑進行連續股超吸收性聚合物之測試，以檢查紫外線暴露、過硫酸鈉及流動速率對殘餘單體之影響。使用上文在實施例7至11中所描述之具有蒽醌硫酸鈉之單體混合物，但針對前三個條件並不存在過硫酸鈉(NaPS)，如表3中所述。使用用於後胺室LED暴露之Phoseon Firefly紫外線50mm×20mm的8瓦特/cm² LED陣列進行實施例14中之UV後處理。當連續股超吸收性聚合物自Rayonet光(化學)反應器之底部露出時，將來自Firefly之紫外線(365nm)引向該聚合物。否則，除了樣品未經表面交聯並且在PSX級下乾燥後測試殘餘單體之樣品以外，程序類似於實施例7至11中之程序。

在實施例13中，套管中之流速增加43%，從而減少暴露於UV之時間，其增加殘餘單體。因此，增加之初始紫外線暴露有利於降低殘餘單體。

在實施例14中，以較高流速添加單獨紫外線後處理，其減少殘餘單體。

在實施例15中，NaPS(過硫酸鈉)包括於單體中且殘餘單體顯著減少。

實施例16至20：由不同股直徑製備一系列聚合物

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物。藉由將268公克冰稱量至塑性燒杯中及添加磁性攪拌棒來製備單體混合物溶液。將145公克之50重量% 的NaOH倒入至具有冰之燒杯中。將燒杯放在磁性攪拌板上，並攪拌冰與苛性鹼溶液。添加180公克的冰丙烯酸。使液體攪拌並完全摻合。添加100mg乙氧基化三羥甲基三羥甲基三丙烯酸酯SARTOMER^®9035 15EOTMPTA交聯劑，且攪拌液體直至均質為止。將100mg過硫酸鈉溶解於5ml去離子水中且添加至單體溶液中。添加2公克的0.5重量百分比之蒽醌-2-磺酸鈉水溶液。

使用具有部件號06404-13之泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole-Parmer Masterflex泵，以1g/min來泵送單體混合物。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑如下表4中所闡述之10cm長的聚矽氧彈性體導管。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。

聚合在聚矽氧套管中開始，達到形狀明確之股自套管中顯露之程度。發現3.2mm及6.4mm內徑導管需要與1.6mm套管不同之股技術。在具有較大直徑之情況下，聚合物股明顯較重。因此，在股開始構築時，砝碼間歇地自套管拉動構築聚合物。雖然已藉由直接沉積至表面來製備該等聚合物，但用於小樣品之方便方法為指出套管出口朝上以使得股豎直地顯露。

一旦股以穩定方式流動，則在不中斷之情況下進行聚合30小時。接著在175℃下之對流烘箱中乾燥股聚合物40分鐘並切割成顆粒。在表4中找到性質。

實施例19：0.8mm直徑股

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物。單體混合物製作如下。向裝備有攪拌器之聚乙烯容器中添加172.6g 50% NaOH及154g冰。接著將166.1g冰丙烯酸添加至苛性鹼溶液且攪拌溶液。將1.1g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、1.2g乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER^® 9035(15EOTMPTA)產物與50g冰丙烯酸摻合，並添加至第一溶液。在溶液均質後，添加0.54公克過硫酸鈉並隨著攪拌溶解。接著將50mg蒽醌-2-磺酸鈉溶解於作為光引發劑之單體混合物中。

使用具有部件號06404-13泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole Parmer Masterflex L/S泵，將單體混合物溶液泵送至尺寸為2.6mm內徑及10cm長度的聚矽氧彈性體套管中。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑為0.8mm(1/32")之10cm長的聚矽氧彈性體導管，部件號2LRG7，來自Grainger(www.grainger.com)。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。在0.81g/min之流速下，股穩定且其平均直徑在即將離開套管之前為800μm之平均直徑且在乾燥後為300μm。

實施例20：0.5mm直徑股

按以下方式製作連續股超吸收性聚合物。首先，單體混合物製作如下。向裝備有攪拌器之聚乙烯容器中添加206.4g 50% NaOH及154g冰。接著將209.2g冰丙烯酸添加至苛性鹼溶液且攪拌溶液。將1.2g聚乙二醇單烯丙基醚丙烯酸酯、1.2g乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯SARTOMER^® 9035(15EOTMPTA)產物與50g冰丙烯酸摻合，並添加至第一溶液。單體混合物進一步包括UV引發劑：蒽醌-2-磺酸鈉，其藉由添加10.0公克之5%重量/重量溶液遞送。在溶液均質混合後，添加0.54公克過硫酸鈉並隨著攪拌溶解。

使用具有部件號06404-13泵頭及Masterflex 77200-60「高壓」導管之Cole Parmer Masterflex L/S泵，將單體混合物溶液泵送至尺寸為2.6mm內徑及10cm長度的聚矽氧彈性體套管。Cole Parmer部件號30703-40的倒鉤式耦接件用於將導管之出口端連接至內徑為0.5mm之10cm長的聚矽氧彈性體導管，部件號14170，來自Reighelt Chemietechnik GmbH。導管定位為使得倒鉤式耦接件正好在裝備有16BLB長的波長套管(Green Energy Lighting公司，目錄號30374，在約370nm下具有最大光強度)之Rayonet RPR-200光(化學)反應器之頂部上。在0.78g/min之流速下，股穩定且其平均直徑在即將離開套管之前為500μm之平均直徑且在乾燥後為304μm。

儘管闡述本發明之廣泛範疇的數值範圍及參數為近似值，但特定具體實例中所闡述之數值應儘可能精確地報導。除操作實例中或以其他方式指示外，本說明書及申請專利範圍中所使用之表達成分的數量、反應條件等之所有數字將理解為在所有情況下藉由術語「約」修飾。然而，任何數值均固有地含有某些必然由在其各別測試量測中發現之標準偏差產生的誤差。

Claims (15)

1. 一種製作連續股聚合物之製程，其包含以下步驟：提供包含水、含有可聚合不飽和酸基之單體、交聯劑及引發劑之單體混合物；將步驟a)之該單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置內受限；引發該單體混合物在該圍限裝置內之聚合以製作連續股聚合物；及自該圍限裝置排出該連續股聚合物，其中該連續股聚合物具有限定之橫截面特徵，其包含在即將離開該圍限裝置之前至少0.1mm之初始橫截面大小。
2. 如請求項1之製程，其中該單體混合物包含以總單體混合物計30至60wt%固體。
3. 如請求項1之製程，其中該引發劑為光起始劑且該聚合係藉由介於300nm至高達500nm之間的波長之電磁輻射引發。
4. 如請求項1或2之製程，其中該單體混合物具有在25℃之溫度下根據ISTM D2196-05方法A量測之5至200,000厘泊的黏度。
5. 如請求項1之製程，其中該輸送步驟b)包含經由套管或管道將步驟a)之該單體混合物泵送或輸送至圍限裝置中，該圍限裝置視情況具有內徑介於0.1mm至10mm，較佳0.1mm至1mm之圓形橫截面。
6. 如請求項1之製程，其中該圍限裝置為彈性套管，其可藉由介於300nm至高達500nm之間的波長之電磁輻射穿透。
7. 如請求項1之製程，其中滯留時間，即該單體混合物處於該圍限裝置內直至該連續股聚合物排出之時間，為1秒至300秒。
8. 如請求項1之製程，其中自該圍限裝置排出之該連續股聚合物的聚合為該連續股聚合物之總聚合之20%至100%。
9. 一種製作連續股超吸收性聚合物之製程，其包含以下步驟：提供包含水、含有可聚合不飽和酸基之單體、交聯劑及引發劑之單體混合物；將步驟a)之該單體混合物輸送至圍限裝置，其中該單體混合物之橫截面在該圍限裝置內受限；引發該單體混合物在該圍限裝置內之聚合；及自該圍限裝置排出該連續股聚合物，其中該連續股超吸收性聚合物具有限定之橫截面特徵，其包含在即將離開該圍限裝置之前為0.1mm至10mm之初始橫截面大小。
10. 如請求項9之製程，其中該單體混合物包含以總單體混合物計30至60wt%的固體，且該單體混合物包含丙烯酸。
11. 如請求項9之製程，其中該引發劑為光起始劑且該聚合係藉由介於300nm至高達500nm之間的波長之電磁輻射引發。
12. 如請求項9或10之製程，其中該單體混合物具有在25℃之溫度下根據ISTM D2196-05方法A量測之5至200,000厘泊的黏度。
13. 如請求項9之製程，其中該輸送步驟b)包含將步驟a)之該單體混合物泵送至圍限裝置中。
14. 如請求項9之製程，其中該圍限裝置為彈性套管，其可藉由介於300nm至高達500nm之間的波長之電磁輻射穿透。
15. 如請求項9之製程，其中自該圍限裝置排出之該連續股超吸收性聚合物的聚合為該連續股聚合物之總聚合之20%至100%。