TWI572619B - 高吸收性聚合物之製備方法 - Google Patents
高吸收性聚合物之製備方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI572619B TWI572619B TW103134035A TW103134035A TWI572619B TW I572619 B TWI572619 B TW I572619B TW 103134035 A TW103134035 A TW 103134035A TW 103134035 A TW103134035 A TW 103134035A TW I572619 B TWI572619 B TW I572619B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polymer
- temperature
- initiator
- photopolymerization
- thermal polymerization
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 title claims description 46
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 71
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 62
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 41
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 claims description 30
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 23
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 23
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 23
- -1 hydroxyalkyl ketone Chemical class 0.000 claims description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 16
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Natural products OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 2
- TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N l-ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(O)=C(O)C1=O TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 2
- FAQJJMHZNSSFSM-UHFFFAOYSA-N phenylglyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C(=O)C1=CC=CC=C1 FAQJJMHZNSSFSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QLQOTPOBMXWKOW-UHFFFAOYSA-N phosphinothious acid Chemical compound SP QLQOTPOBMXWKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-1-(7-oxabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-trien-2-yl)-2-phenylethanone Chemical compound OC(C(=O)c1cccc2Oc12)c1ccccc1 NLGDWWCZQDIASO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 14
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 14
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 11
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 11
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Chemical class 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920000768 polyamine Chemical class 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 4
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N Propene Chemical compound CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PODOEQVNFJSWIK-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethoxyphenyl)methanone Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(OC)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 PODOEQVNFJSWIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- ORTVZLZNOYNASJ-UPHRSURJSA-N (z)-but-2-ene-1,4-diol Chemical compound OC\C=C/CO ORTVZLZNOYNASJ-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOCC RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOBUYVZUAMYLSQ-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trimethylpentane-1,3-diol Chemical compound CC(C)C(C)(O)C(C)CO NOBUYVZUAMYLSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PUGOMSLRUSTQGV-UHFFFAOYSA-N 2,3-di(prop-2-enoyloxy)propyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(OC(=O)C=C)COC(=O)C=C PUGOMSLRUSTQGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZCYBBHXCQYWTO-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-chloro-6-fluorophenyl)methoxy]benzaldehyde Chemical compound FC1=CC=CC(Cl)=C1COC1=CC=CC=C1C=O AZCYBBHXCQYWTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- SPLCYHBEYXAIBP-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropylhydrazine;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CC(C)CNN SPLCYHBEYXAIBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYVMOLOUBJBNBF-UHFFFAOYSA-N 3h-1,3-oxazol-2-one Chemical compound OC1=NC=CO1 XYVMOLOUBJBNBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEICNKYUCFTIGT-UHFFFAOYSA-N CC(CS(=O)(=O)O)C.C(C=1C(C(=O)N)=CC=CC1)(=O)N.C(C=C)(=O)N Chemical compound CC(CS(=O)(=O)O)C.C(C=1C(C(=O)N)=CC=CC1)(=O)N.C(C=C)(=O)N UEICNKYUCFTIGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PHQSYHHLVVDIFC-UHFFFAOYSA-N CC1=C(C=P(C2=CC=CC=C2)C2=CC=CC=C2)C(=CC(=C1)C)C Chemical compound CC1=C(C=P(C2=CC=CC=C2)C2=CC=CC=C2)C(=CC(=C1)C)C PHQSYHHLVVDIFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 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
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHKADIDUAMVZKK-UHFFFAOYSA-N OCOC(=O)C=C.OCOC(=O)C=C.OCOC(=O)C=C Chemical compound OCOC(=O)C=C.OCOC(=O)C=C.OCOC(=O)C=C GHKADIDUAMVZKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 244000028419 Styrax benzoin Species 0.000 description 1
- 235000000126 Styrax benzoin Nutrition 0.000 description 1
- 235000008411 Sumatra benzointree Nutrition 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- XDODWINGEHBYRT-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCCCC1CO XDODWINGEHBYRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N [2-[(1-azaniumyl-1-imino-2-methylpropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanimidoyl]azanium;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(N)=N LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 108010038083 amyloid fibril protein AS-SAM Proteins 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 229960002130 benzoin Drugs 0.000 description 1
- LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N bis[2-(4,5-dihydro-1h-imidazol-2-yl)propan-2-yl]diazene;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.N=1CCNC=1C(C)(C)N=NC(C)(C)C1=NCCN1 LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- MLUCVPSAIODCQM-NSCUHMNNSA-N crotonaldehyde Chemical compound C\C=C\C=O MLUCVPSAIODCQM-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- MLUCVPSAIODCQM-UHFFFAOYSA-N crotonaldehyde Natural products CC=CC=O MLUCVPSAIODCQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- VQNIOZLNRYKVEF-UHFFFAOYSA-N decylphosphane Chemical compound CCCCCCCCCCP VQNIOZLNRYKVEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N desyl alcohol Natural products C=1C=CC=CC=1C(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 229940019778 diethylene glycol diethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 150000002012 dioxanes Chemical class 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- GKIPXFAANLTWBM-UHFFFAOYSA-N epibromohydrin Chemical compound BrCC1CO1 GKIPXFAANLTWBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 235000019382 gum benzoic Nutrition 0.000 description 1
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N isobutyronitrile Chemical compound CC(C)C#N LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N pentane-1,1-diol Chemical compound CCCCC(O)O UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAIDIRVMPHBRLT-UHFFFAOYSA-N propane-1,2,3-triol;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OCC(O)CO FAIDIRVMPHBRLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011802 pulverized particle Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010558 suspension polymerization method Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- VPYJNCGUESNPMV-UHFFFAOYSA-N triallylamine Chemical compound C=CCN(CC=C)CC=C VPYJNCGUESNPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/04—Polymerisation in solution
- C08F2/10—Aqueous solvent
-
- 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
- C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
-
- 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
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/008—Treatment of solid polymer wetted by water or organic solvents, e.g. coagulum, filter cakes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/12—Powdering or granulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
- C08L101/14—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity the macromolecular compounds being water soluble or water swellable, e.g. aqueous gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/14—Water soluble or water swellable polymers, e.g. aqueous gels
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
Description
本發明關於一種高吸收性聚合物之製備方法。更特別的是，本發明關於一種高吸收性聚合物之製備方法，其包含兩個聚合步驟。
本案請求2013年9月30日在韓國智慧財產局申請的韓國專利案第10-2013-0116757號之優先權，其全部內容係以引用的方式併入本文。
高吸收性聚合物(SAP)係能吸收自身重量的約500至1000倍水分之合成聚合物材料，且配合研發的公司另外被稱作SAM(高吸數力材料及AGM(吸收性凝膠材料)等。該高吸收性聚合物開始被商業化成為衛生商品，且現在，除了衛生商品例如兒童用的拋棄式尿布之外，其被廣泛地當成園藝用的土壤水保留劑(soil water retention agent)、土木工程和建築用的止水材料(water stop material)、育苗紙(sheet for raising seeding)、食品配送領域的鮮度維持劑(freshness maintaining agent)
及熱敷材料等。
該高吸收性聚合物一般能藉由將供聚合物用之單體聚合並將其乾燥且粉碎製成粉末型產物。
在高吸收性聚合物之製備方法中，將單體聚合之步驟係用於確定聚合物之物性質重要步驟。至於聚合方法，已知的有逆相懸浮聚合法、熱聚合法及光聚合法等。當中，像該光聚合法，已知的有將供聚合物用之單體組合物放在皮帶上並自頂部照射以將該單體組合物聚合之方法。
然而，根據上述聚合方法，照射量可能依據該單體組合物之深度而不均勻，因此，聚合度可能依據深度而不均勻。舉例來說，如果預定厚度之單體組合物放在皮帶上，位於接近光源處之單體組合物上方部上，聚合由於大量光照而進行得較過度，而在位於遠離該光源處之單體組合物下方部上，光照量不足，因此聚合可能進行得不完全且可能留下未聚合之組分。在此案例中，高吸收性聚合物之物性可能降低。為克服這個問題，光量或光照射時間可依據該單體組合物溶液之位置而變化，使得程序複雜化並增加程序時間，因此降低生產力。
為了克服先前技藝之問題，本發明之目的在於提供藉由包含兩個聚合步驟製備具有改良物性之高吸收性聚合物的方法。
為了達成此目的，本發明提供一種高吸收性聚合物之
製備方法，其包含下述步驟：於30至55℃之溫度進行包含水溶性乙烯不飽和單體、熱聚合起始劑和光聚合起始劑之單體組合物的光聚合；於55至120℃之溫度進行熱聚合和光聚合以形成水凝膠聚合物；及將該水凝膠聚合物乾燥。
根據本發明之高吸收性聚合物之製備方法，能製備出具有高吸收容量且還具有低水溶性組分含量之高吸收性聚合物。
儘管本發明可能具有不同形式且可做到不同修飾，但是後文將詳細例示且說明具體實施態樣。然而，應該要了解本發明不限於特定之揭露，且包括在本發明之構想和技術範疇以內的所有修飾、等效例或取代例。
後文中，將詳細描述根據本發明之一實施態樣的高吸收性聚合物之製備方法。
該高吸收性聚合物之製備方法包含下述步驟：於30至55℃之溫度進行包含水溶性乙烯不飽和單體、熱聚合起始劑和光聚合起始劑之單體組合物的光聚合；於55至120℃之溫度進行熱聚合和光聚合以形成水凝膠聚合物；及將該水凝膠聚合物乾燥。
在該高吸收性聚合物之製備方法中，該單體組合物，其係該高吸收性聚合物之原料，包含水溶性乙烯不飽和單體及聚合起始劑。
至於該水溶性乙烯不飽和單體，常用於製備高吸收性聚合物之任何單體均可使用而沒有特定限制。明確地說，可使用選自由陰離子型單體及其鹽類、含非離子型親水基之單體及含胺基之不飽和單體及其季銨化化合物。
詳細地說，該陰離子型單體可包括(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、丁烯醛、衣康酸、2-丙烯醯乙烷磺酸、2-甲基丙烯醯乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯醯丙烷磺酸或2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸；該含非離子型親水基之單體可包括(甲基)丙烯醯胺、N-取代(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；且該含胺基之不飽和單體可包括(甲基)丙烯酸(N,N)-二甲基胺乙酯或(N,N)-二甲基胺丙基(甲基)丙烯醯胺。
更明確地說，可使用丙烯酸或其鹽類，例如，丙烯酸或其鹼金屬鹽如其鈉鹽等，其能製備具有優良物性之高吸收性聚合物。如果該丙烯酸之鹼金屬鹽用作該單體，丙烯酸可在使用之前以鹼化合物如荷性鈉(NaOH)中和。
該水溶性乙烯不飽和單體之濃度可以包含該高吸收性聚合物之原料和溶劑的單體組合物為基礎計為約20至約60重量%，較佳地約40至約50重量%，且其可考量聚合時間和反應條件等而適當地控制。然而，若該單體之濃度太低，高吸收性聚合物之產量可能會降低且從經濟可行性之觀點可能會有問題，且若該濃度太高，該單體可能有一
部分沉澱下來或當已聚合之水凝膠聚合物在粉碎時粉碎效率可能是低的，因此引起程序問題，且高吸收性聚合物之物性可能會降低。
另一方面，在將單體組合物聚合以形成水凝膠聚合物之步驟中，該聚合方法多半根據聚合能源歸類成熱聚合和光聚合。
如果進行熱聚合，通常可能在配備攪動軸之反應器如捏合器中進行，且如果進行光聚合，可能在配備移動式輸送帶之反應器中進行，因此，該反應器可根據該聚合方法而變換。
例如，當水凝膠聚合物係藉由供應熱風給反應器如配備攪動軸之捏合器或加熱該反應器而獲得時，排至該反應器之出口的水凝膠聚合物可能根據該反應器之攪動軸的外形具有數釐米至數毫米之外形。明確地說，獲得之水凝膠聚合物的尺寸根據引進之單體組合物濃度及引進速度等而變化，且常可獲得重量平均粒徑為2至50mm之水凝膠聚合物。
且，如果在配備移動式輸送帶之反應器中進行光聚合，獲得之水凝膠聚合物常常可能具有該皮帶寬度之片狀。其中，該聚合物片狀物之厚度可能根據引進之單體組合物濃度及該引進速度而變化，但是較佳為供應單體組合物以便獲得厚度為約0.5至約5cm之片狀聚合物。若供應該單體組合物使得形成片狀之聚合物的厚度可能太薄，生產效率可能是低的，且若該形成片狀之聚合物的厚度大
於5cm，由於厚度太厚，該聚合反應可能越過整個厚度進行得不均勻。
另一方面，根據本發明之一實施態樣，熱聚合和光聚合二者均於配備輸送帶之反應器中進行。
用於將乙烯不飽和單體聚合之聚合反應係放熱反應。因此，即使是該反應於低溫於單體組合物開始，當該反應進行時，該單體組合物之溫度逐漸提高至高溫狀態。因此，如果進行熱聚合，為了引起反應，即使於低溫也能引起反應之低溫用熱起始劑及在反應中段之後於高溫引起反應之高溫用熱起始劑一起使用。然而，如果僅藉著二或多種熱起始劑進行熱聚合，可能難以控制溫度且該單體組合物之熱起始劑分解速度可能變動，因此，製造出來之聚合物的分子量分佈可能不均勻且寬度，其可能造成最終高吸收性聚合物之物性降低。
且，即便如果是進行光聚合，當聚合反應進行時某程度產生熱，其亦為放熱反應，因此，知道有附帶使用熱起始劑進行聚合之方法。然而，根據該方法，因為從55℃之常用光聚合起始溫度開始便同時發生熱聚合，所以該光聚合之引發效率可能會降低且可能難以製造出高分子量聚合物。
因此，在本發明之高吸收性聚合物製備方法中，首先，該單體組合物之光聚合係於約30至約55℃之溫度進行。就此而論，因為光聚合係於低溫引起，所以該熱起始劑之作用被排除在外且該光聚合反應可於一定速度進行。
若該溫度比上述範圍低太多，可能產生未聚合之產物，且若超過55℃太多，可能發生可能不適宜之熱聚合。
能用於該光聚合步驟之光源沒有明確限制，且已知能引起光聚合之UV光源均可使用而沒有特別限制。例如，波長為約200至約400nm之光均可使用，且UV光源如Xe燈、汞燈或金屬鹵化物燈均可使用。且，該光聚合步驟可於約0.1mw/cm2至約1kw/cm2之強度進行約5秒至約10分鐘。若該光聚合應用之光強度及時間太小或太短時，該聚合反應可能進行得不夠充分，且若該強度及時間太大或太長，該高吸收性聚合物之品質可能會降低。
當該光聚合進行時，該單體組合物之溫度升高，且當該單體組合物之溫度達到約55℃時，由於熱起始劑之作用而附帶地進行熱聚合。在進行該熱聚合和光聚合之第二步驟時的溫度可為約55至約120℃，或約60至約120℃。然而，於此溫度，熱聚合可能比光聚合更佔優勢。
可使用另一種熱源使該單體組合物可達到適合溫度。該熱源可任意使用而沒有特別限制，且例如，熱風、微波照射及近紅外線照射等均可使用。
如以上說明的，因為該高吸收性聚合物製備方法中使用熱聚合和光聚合二者，所以聚合時使用之聚合起始劑包括熱聚合起始劑和光聚合起始劑二者。
至於該光聚合起始劑，能藉由光如UV形成自由基之化合物均可使用而在結構上沒有特別限制。
至於該光聚合起始劑，例如，選自由苯偶姻醚、二烷
基苯乙酮、羥烷基酮、乙醛酸苯酯、苯甲基二甲基縮酮、醯基膦及α-胺基酮所組成的群組中至少一者均可使用。另一方面，該醯基膦之指定實例可包括市售可得之lucirin TPO，換言之，2,4,6-三甲基-苯甲醯基-三甲基膦氧化物。“UV Coatings：Basics,Recent Developments and New Application(Elsevier 2007)”,Reinhold Schwalm,p115中有充分陳述更多不同光起始劑，且其不限於上述實例。
該光聚合起始劑可以該單體組合物為基準計為約0.002至約0.2重量%之濃度包括在內。若該光聚合起始劑之濃度太低，聚合速度可能變慢，且若該光聚合起始劑之濃度太高，該高吸收性聚合物之分子量可能變小且其物性可能變得不均勻。
且，至於該熱聚合起始劑，選自由過硫酸鹽起始劑、偶氮起始劑、過氧化氫及抗壞血酸所組成之群組中的至少一者均可使用。該過硫酸鹽起始劑之指定實例可包括過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)及過硫酸銨((NH4)2S2O8)等，且該偶氮起始劑之指定實例可包括2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2-偶氮雙-(N,N-二亞甲基)異丁脒二鹽酸鹽、2-(胺基甲醯偶氮基)異丁腈、2,2-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽及4,4-偶氮雙-(4-氰基戊酸)等。'Principle of Polymerization(Wiley,1981)',Odian,p203中有充分陳述更多不同熱聚合起始劑，且其不限於上述實例。較佳地，過硫酸鹽起始劑如過硫酸鈉(Na2S2O8)、過硫酸鉀
(K2S2O8)及過硫酸銨((NH4)2S2O8)等均可使用。
該熱聚合起始劑可以該單體組合物為基準計為約0.01至約0.5重量%之濃度包括在內。若該熱聚合起始劑之濃度太低，可能幾乎不會發生附帶之熱聚合且該熱聚合起始劑添加所引起之效應可能不明顯，且若該熱聚合起始劑之濃度太高，該高吸收性聚合物之分子量可能變小且其物性可能變得不均勻。
根據本發明之一實施態樣，該單體組合物可另包含內交聯劑(internal crosslinker)當該高吸收性聚合物原料。至於該內交聯劑，具有至少一個官能基能與該水溶性乙烯不飽和單體之水溶性取代基反應且還具有至少一個乙烯不飽和基的交聯劑；或具有至少兩個官能基能與該單體之水溶性取代基及/或單體水解所形成之水溶性取代基反應的交聯劑均可使用。
該內交聯劑之指定實例可包括C8-C12雙丙烯醯胺、雙甲基丙烯醯胺、C2-C10多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯或C2-C10之聚(甲基)烯丙基醚等，且更明確地說，選自由N,N’-亞甲基雙(甲基)丙烯酸酯、乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯、丙烯氧基(甲基)丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三羥甲基三丙烯酸酯、三烯丙基胺、三芳基三聚氰酸酯、三烯丙基異氰酸酯、聚乙二醇、二乙二醇及丙二醇所組成的群組中之至少一者均可使用。
該內交聯劑可以該單體組合物為基準計為約0.01至
約0.5重量%之濃度包括在內，且其可能使該已聚合之聚合物產生交聯。
在本發明之製備方法中，必要的話，該高吸收性聚合物之單體組合物可另包含添加物如增稠劑、可塑劑、儲存安定劑(preservation stabilizer)及抗氧化劑等。
以上說明之乙烯不飽和單體原料、光聚合起始劑、熱聚合起始劑、內交聯劑及添加物均可依溶於溶劑中之單體組合物溶液的方式製備。
其中，可使用之溶劑並沒有特定限制，只要其能溶解以上說明之組分即可，且例如，選自由乙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、丙二醇、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙醇、甲基戊基酮、環己酮、環戊酮、二乙二醇單甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁內酯、卡必醇(carbitol)、甲基溶纖劑乙酸酯(methylcellosolveacetate)及N,N-二甲基乙醯胺等所組成的群組中之至少一者均可一起使用。
該溶劑可依該單體組合物之總含量為基準包括以上說明之組分以外的剩餘含量包括在內。
該方法獲得之水凝膠聚合物常常可能具有約40至約80重量%之水分含量。另一方面，如本文所用之措辭“水分含量”表示以該水凝膠聚合物之總重量為基準計佔據的水分含量，且係由水凝膠聚合物之重量減去乾燥聚合物重量算出來之值。明確地說，其係藉由測量根據該聚合物升
溫過程中發生聚合及透過紅外線加熱將其乾燥時之水分汽化引起的重量損失計算得到的值界定。其中，當該溫度係升至約180℃且接著保持於180℃時，總乾燥時間係調設於20分鐘，其包括5分鐘之升溫步驟在內，且測量該水分含量。
接下來，將獲得之水凝膠聚合物乾燥。
在該乾燥步驟之前，必要的話，可進一步進行粗粉碎(coarse-pulverizing)以便增加該乾燥步驟之效率。
粉碎器之構造沒有限制，但是明確地說，該粉碎機可包括選自由垂直粉碎機、渦輪切割器、渦輪研磨器、盤式磨機、粉碎破碎機(shred crusher)、破碎機、切碎機及圓盤刀具(disc cutter)所組成的群組中之任一者，但不限於此。
該粉碎步驟可進行到使該水凝膠聚合物之粒徑可能變成約2至約10mm。
粉碎成小於2mm之粒徑由於該水凝膠聚合物之高水分含量而在技術上不易達成，且其可能造成粉碎粒子之間的集成體。另一方面，若粉碎進行至大於10mm之粒徑，使隨後之乾燥步驟的效率提高之效應可能不明顯。
將上述粉碎之水凝膠，或正好在聚合之後沒粉碎之水凝膠乾燥。其中，該乾燥步驟之乾燥溫度可能約150至約250℃。若該乾燥溫度低於150℃，乾燥時間可能變得太長且最終形成之高吸收性聚合物的物性可能降低，且若該乾燥溫度高於250℃時，可能僅該聚合物表面乾燥而在隨
後之粉碎程序中產生細粒，且最終形成之高吸收性聚合物的物性可能降低。因此，該乾燥較佳可於約150至約200℃之溫度，更佳於約160至約180℃之溫度進行。
另一方面，考量程序效率等，該乾燥時間可為約20分鐘至約90分鐘，但是不限於此。
該乾燥步驟之乾燥方法沒有特別限制，只要其常被用作水凝膠聚合物之乾燥程序即可。明確地說，該乾燥步驟可藉由熱風、UV照射、微波照射或紅外線照射等進行。經過該乾燥步驟之後的聚合物水分含量可為約0.1至約10重量%。
接下來，將該乾燥步驟獲得之乾燥聚合物粉碎。
在粉碎之後獲得的聚合物粉末可具有約150至約850μm之粒徑。至於用於粉碎至此粒徑之粉碎機，針磨機(pin mill)、鎚磨機、螺旋粉碎機、輥磨機、盤式磨機或微動磨機(jog mill)等均可使用，但不限於此。
且，為了管制經過粉碎之後最終製成產物的高吸收性聚合物粉末之物性，可進一步進行根據粒徑粉碎之後獲得的聚合物粉末之分類步驟。較佳地，將粒徑為約150至約850μm之聚合物分類，且僅將具有此粒徑之聚合物粉末交聯製成產物。
接下來，將表面交聯劑加於該粉碎之聚合物且進行表面交聯反應。
該表面交聯係相對於該粒子內部之交聯密度提高接近該高吸收性聚合物粒子表面之交聯密度的步驟。一般，該
表面交聯劑係佈於該高吸收性聚合物粒子表面。因此，此反應發生於該高吸收性聚合物粒子表面上，其改良該粒子表面之交聯能力而未實質影響該粒子內部。因此，該經表面交聯之高吸收性聚合物粒子在表面附近之交聯密度比該粒子內部高。
其中，至於該表面交聯劑，能與該聚合物之官能基反應的化合物均可使用而對於結構沒有特別限制。
較佳地，為了改善所製造出來之高吸收性聚合物的性質，至於表面交聯劑，選自由多羥醇化合物；環氧基化合物；聚胺化合物；鹵代環氧基化合物；鹵代環氧基化合物之縮合產物；唑啉化合物；單-、二-或多-唑啶酮化合物；環脲化合物；多價金屬鹽類；及碳酸伸烷酯(alkylene carbonate)化合物所組成的群組中之至少一者均可使用。
明確地說，至於該多羥醇化合物，選自由單-、二-、三-、四-或聚乙二醇、單丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、2,3,4-三甲基-1,3-戊二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、2-丁烯-1,4-二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇及1,2-環己二甲醇所組成的群組中之至少一者均可使用。
至於該環氧基化合物，選自由乙二醇二縮水甘油醚及縮水甘油等所組成的群組中之至少一者均可使用，且，至於該聚胺化合物，選自由伸乙基二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、聚乙烯亞胺
及聚醯胺聚胺所組成的群組中之至少一者均可使用。
至於該鹵代環氧基化合物，表氯醇、表溴醇及α-甲基表氯醇均可使用，且至於該單-、二-或聚唑啶酮化合物、2-唑啶酮等均可使用。
且，至於該碳酸伸烷酯，碳酸乙二酯等均可使用。其可單獨或合併使用。另一方面，為了提高該表面交聯程序之效率，可將該表面交聯劑中之至少一種多羥醇化合物包括在內，且更佳地，可使用C2-10多羥醇化合物。
該表面交聯劑之含量可根據該表面交聯劑種類或反應條件適當地選擇，但是常常可使用以100重量份聚合物重量為基準計為約0.001至約5重量份，較佳約0.01至約3重量份，更佳約0.05至約2重量份之表面交聯劑。
若該表面交聯劑含量太小，表面交聯可能幾乎不會發生，且若其以100重量份聚合物重量為基準計高於5重量份，吸收能力及物性可能由於過度表面交聯反應而降低。
該將表面交聯劑加於聚合物之方法沒有明確限制。可將該表面交聯劑和聚合物粉末放在反應器中且混合，可將該表面交聯劑噴灑於聚合物粉末上，或可將該表面交聯劑和聚合物連續供應至連續運轉之混合器且混合等。
當該表面交聯劑添加時，水可能附帶地混在一起。如果添加水，該表面交聯劑便可均勻地分散於該聚合物上。其中，添加之水含量較佳可以100重量份聚合物重量為基準計為約1至約10重量份，以便引發該表面交聯劑之均勻分散，防止聚合物粉末凝聚，且將該交聯劑之表面穿透
深度適化。
藉由將該表面交聯劑於約140至約220℃，較佳約160至約200℃之溫度加上去的聚合物粒子加熱經過約15至約90分鐘，較佳約20至約80分鐘，表面交聯反應和乾燥可能同時進行。若該交聯溫度低於140℃，表面交聯可能不會發生，且若其高於220℃，外來物質和氣味可能由於碳化而產生，且由於過度反應，物性可能降低且無法確保穩定之程序操作條件。且，若該交聯反應時間太短像是不到15分鐘，可能無法達成充分交聯，且若其超過90分鐘，由於過度表面交聯反應，聚合物粒子可能會損壞且物性可能會降低。
用於表面交聯之升溫手段沒有特別限制。可以供應加熱介質，或可以直接供應熱源且加熱。其中，能使用之加熱介質種類可包括水蒸氣、熱風、升溫流體如熱油等，但是不限於此，且所供應之熱源的溫度可考量加熱介質之手段、升溫速度及目標溫度而適當地選擇。另一方面，該直接供應之熱源可包括電熱式、氣熱式，但是不限於上述實例。
根據本發明之製備方法獲得的高吸收性聚合物可顯示高離心留持容量(centrifuge retention capacity)(保水力)和高加壓吸收容量，及低水溶性組分含量。
例如，根據本發明之製備方法製備的高吸收性聚合物顯示根據EDANA方法WSP 241.2測得之約34g/g至約37g/g的離心留持容量，及根據EDANA方法WSP 242.2測
得之約24g/g至約27g/g的加壓吸收容量，因此顯示優良之離心留持容量及加壓吸收容量。且，其顯示約11至約13重量%之低水溶性組分含量。
後文中，本發明將以下述實施例說明。然而，這些實施例僅為了例示本發明，且本發明之範疇不限於此。
將100g之丙烯酸單體、38.9g之苛性鹼(NaOH)及103.9g之水混合，且將0.01g之氧化二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-膦當光聚合起始劑、0.18g之過硫酸鈉當熱聚合起始劑及0.30g之聚乙二醇二丙烯酸酯當交聯劑加於該混合物以製備單體組合物。
該單體組合物之溫度係利用恆溫器保持於40℃，將該組合物注入呈二軸矽皮帶形式之旋轉式傳送帶，且使用汞UV燈光源於10mW之強度照射於該組合物經過60秒。且當在光聚合之後進行熱聚合時，將該反應器之內部溫度保持於90℃，且安裝熱風和隔熱裝置使熱聚合能順利發生。
利用切割器將製得之水凝膠型聚合物切成10mm之平均粒徑，在熱風乾燥器中於180℃乾燥40分鐘，且接著，使用旋轉式混合器再粉碎，且使用粒徑分佈測量設備歸類於粒徑為150至850μm者以製備基底聚合物。
將包含3.2g之水、4.0g之甲醇、0.18g之1,3-丙二醇
的表面處理溶液噴灑於100g之基底聚合物且均勻地分散於粒子表面，且接著，於190℃反應30分鐘以獲得經表面處理之高吸收性聚合物。
除了使用恆溫器將該單體組合物之初始溫度保持於50℃之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了使用恆溫器將該單體組合物之初始溫度保持於35℃之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了使用0.005g之氧化二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-膦之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了使用0.01g之Lucirin TPO代替氧化二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-膦之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了使用0.07g之過硫酸鈉之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了將該單體組合物之初始溫度保持於80℃之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了將該單體組合物之初始溫度保持於25℃之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
除了將該反應器之內部溫度保持於50℃之外，藉由實施例1之相同方法製備高吸收性聚合物。
離心留持容量係根據EDANA方法WSP 241.2測量。將0.2g被歸類成30~50目之高吸收性聚合物放在茶包中，浸泡在0.9%鹽水溶液中經過30分鐘，且接著，以設定於250G之離心裝置移除水經過3分鐘，且稱取其重量以測量高吸收性聚合物所保有之水量，藉以測量保水力(water holding capacity)。
加壓吸收容量係根據EDANA方法WSP 242.2測量。明確地說，0.9g之850至150μm的高吸收性聚合物係均勻分佈於EDANA方法規定之圓筒，且以活塞和砝碼在21g/cm2之壓力下加壓，且接著，將加壓吸收容量計算成0.9%鹽水溶液經過1小時所吸收之量。
水溶性組分含量係根據EDANA方法270.2測量。明確地說，將1g之高吸收性聚合物放在250mL艾倫麥爾瓶(Erlenmeyer flask)，且接著，在200mL之0.9%鹽水溶液中洗提18小時。以濾紙(4號)過濾洗提溶液之凝膠部分，僅採取溶於該0.9%鹽水溶液之部分且分析含量，且因此，水溶性組分含量係藉由計算洗提過之高吸收性聚合物對經洗提之前的高吸收性聚合物重量之重量比而測量。
將根據上述方法測量之實施例和比較例的物性值顯示於下表1。
Claims (10)
- 一種高吸收性聚合物之製備方法，其包含下述步驟：於30至55℃之溫度進行包含水溶性乙烯不飽和單體、熱聚合起始劑和光聚合起始劑之單體組合物的光聚合；於55至120℃之溫度進行熱聚合和光聚合以形成水凝膠聚合物；及將該水凝膠聚合物乾燥。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該熱聚合起始劑包括選自由過硫酸鹽起始劑、偶氮起始劑、過氧化氫及抗壞血酸所組成的群組中至少一者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光聚合起始劑包括選自由苯偶姻醚、二烷基苯乙酮、羥烷基酮、乙醛酸苯酯、苯甲基二甲基縮酮、醯基膦及α-胺基酮所組成的群組中至少一者。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水凝膠聚合物具有40至80%之含水量。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其另包含在將該水凝膠聚合物乾燥之前，將該水凝膠聚合物粉碎成2至10mm之粒徑的步驟。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水凝膠聚合物之乾燥係於150至250℃之溫度進行。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其另包含下述步 驟：將該乾燥聚合物粉碎；及進行粉碎聚合物之表面交聯反應。
- 如申請專利範圍第7項之方法，其中該乾燥聚合物之粉碎係進行至150至850μm之粒徑。
- 如申請專利範圍第7項之方法，其另包含將該粉碎聚合物分成粒徑為150至850μm之聚合物的步驟。
- 如申請專利範圍第1項之方法，其中該高吸收性聚合物具有34至37g/g之離心留持容量(centrifuge retention capacity)、24至27g/g之加壓吸收容量及11至13重量%之水溶性組分含量。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130116757A KR101680829B1 (ko) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201525009A TW201525009A (zh) | 2015-07-01 |
| TWI572619B true TWI572619B (zh) | 2017-03-01 |
Family
ID=52743995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103134035A TWI572619B (zh) | 2013-09-30 | 2014-09-30 | 高吸收性聚合物之製備方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9701763B2 (zh) |
| EP (1) | EP3006470A4 (zh) |
| JP (1) | JP6277282B2 (zh) |
| KR (1) | KR101680829B1 (zh) |
| CN (1) | CN105452306B (zh) |
| TW (1) | TWI572619B (zh) |
| WO (1) | WO2015046992A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101495845B1 (ko) * | 2013-09-30 | 2015-02-25 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법 |
| US10285866B2 (en) | 2015-01-16 | 2019-05-14 | Lg Chem, Ltd. | Super absorbent polymer |
| KR101880218B1 (ko) | 2015-11-06 | 2018-07-20 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 고흡수성 수지 |
| KR102093352B1 (ko) | 2016-12-19 | 2020-03-25 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR102191462B1 (ko) * | 2017-08-22 | 2020-12-15 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 시트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 고흡수성 수지 시트 |
| KR102577709B1 (ko) * | 2018-01-16 | 2023-09-11 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| CN110358017A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-22 | 合肥聚合辐化技术有限公司 | 一种提高丙烯酸乳液性能的方法 |
| EP3981827A4 (en) | 2019-10-07 | 2022-08-10 | LG Chem, Ltd. | METHOD FOR PRODUCING A SUPERABSORBENT POLYMER |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942065A (zh) * | 2009-07-07 | 2011-01-12 | 台湾塑胶工业股份有限公司 | 一种超高吸水性树脂制造方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6906159B2 (en) | 2000-08-03 | 2005-06-14 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Water-absorbent resin, hydropolymer, process for producing them, and uses of them |
| ZA200106245B (en) | 2000-08-03 | 2002-02-08 | Nippon Catalytic Chem Ind | Water-absorbent resin, hydropolymer, process for producing them, and uses of them. |
| JP3674478B2 (ja) * | 2000-08-17 | 2005-07-20 | 東亞合成株式会社 | 含水架橋重合体ゲルの製造方法 |
| JP3897686B2 (ja) * | 2001-12-06 | 2007-03-28 | 株式会社日本触媒 | 酸型（メタ）アクリル酸系重合体及びその製造方法、並びに、掘削土処理剤又はパップ剤用添加剤 |
| JP4077204B2 (ja) | 2002-01-25 | 2008-04-16 | 大王製紙株式会社 | 吸水性複合体の製造方法および吸水性複合体 |
| TW200500046A (en) * | 2003-03-26 | 2005-01-01 | Basf Ag | Color-stable superabsorbent polymer composition |
| JP4943214B2 (ja) * | 2006-06-07 | 2012-05-30 | 株式会社日本触媒 | （メタ）アクリル酸（塩）系水溶性重合体の製造方法 |
| US7718713B2 (en) | 2006-10-02 | 2010-05-18 | Formosa Plastics Corporation | Method of manufacturing the super-absorbent polymer (SAP) which is powdery, insoluble in water, and able to absorb water, blood and urine and has slight soluble things |
| EP2373352B1 (en) | 2008-12-19 | 2013-11-06 | Sca Hygiene Products AB | Superabsorbent polymer composite comprising a superabsorbent polymer and cellulosic nanofibrils |
| KR101448225B1 (ko) | 2010-11-03 | 2014-10-07 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR20120049004A (ko) | 2010-11-08 | 2012-05-16 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR101290740B1 (ko) * | 2010-11-22 | 2013-07-29 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR101495779B1 (ko) * | 2010-11-30 | 2015-02-25 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR20140134219A (ko) * | 2013-05-13 | 2014-11-21 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법 |
| KR20150024767A (ko) * | 2013-08-27 | 2015-03-09 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| WO2015047029A1 (ko) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| KR20150040476A (ko) * | 2013-10-07 | 2015-04-15 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지 및 그 제조 방법 |
| DE202014011225U1 (de) * | 2013-12-03 | 2018-08-31 | Lg Chem. Ltd. | Superabsorbierendes Polymer |
| US9937482B2 (en) * | 2013-12-11 | 2018-04-10 | Lg Chem, Ltd. | Super absorbent polymer resin and method for preparing same |
-
2013
- 2013-09-30 KR KR1020130116757A patent/KR101680829B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-09-29 EP EP14848361.3A patent/EP3006470A4/en active Pending
- 2014-09-29 JP JP2016545696A patent/JP6277282B2/ja active Active
- 2014-09-29 WO PCT/KR2014/009115 patent/WO2015046992A1/ko active Application Filing
- 2014-09-29 US US14/917,235 patent/US9701763B2/en active Active
- 2014-09-29 CN CN201480044792.0A patent/CN105452306B/zh active Active
- 2014-09-30 TW TW103134035A patent/TWI572619B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942065A (zh) * | 2009-07-07 | 2011-01-12 | 台湾塑胶工业股份有限公司 | 一种超高吸水性树脂制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105452306A (zh) | 2016-03-30 |
| KR101680829B1 (ko) | 2016-11-29 |
| CN105452306B (zh) | 2018-06-08 |
| US9701763B2 (en) | 2017-07-11 |
| TW201525009A (zh) | 2015-07-01 |
| WO2015046992A1 (ko) | 2015-04-02 |
| US20160208022A1 (en) | 2016-07-21 |
| EP3006470A4 (en) | 2016-11-09 |
| JP2016532001A (ja) | 2016-10-13 |
| KR20150037277A (ko) | 2015-04-08 |
| JP6277282B2 (ja) | 2018-02-07 |
| EP3006470A1 (en) | 2016-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI572619B (zh) | 高吸收性聚合物之製備方法 | |
| KR101290740B1 (ko) | 고흡수성 수지의 제조 방법 | |
| JP6309553B2 (ja) | 高吸水性樹脂 | |
| US9808787B2 (en) | Super absorbent polymer and preparation method thereof | |
| CN109071833B (zh) | 超吸收性聚合物及用于生产其的方法 | |
| CN111433261B (zh) | 超吸收性聚合物组合物及其制备方法 | |
| JP7093371B2 (ja) | 高吸水性樹脂およびその製造方法 | |
| JP7093370B2 (ja) | 高吸水性樹脂 | |
| US9433921B2 (en) | Method for preparing a super absorbent polymer | |
| CN106414527A (zh) | 超吸收性聚合物及其制备方法 | |
| KR101929447B1 (ko) | 고흡수성 수지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 고흡수성 수지 | |
| KR101631297B1 (ko) | 고흡수성 수지 및 그 제조 방법 | |
| KR101595037B1 (ko) | 고흡수성 수지의 제조 방법 | |
| EP3159359B2 (en) | Method for producing a super absorbent polymer containing water-soluble salt | |
| US10711074B2 (en) | Super absorbent polymer and method for preparing same | |
| KR102417829B1 (ko) | 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법 | |
| JP7039108B2 (ja) | 高吸水性樹脂の製造方法、および高吸水性樹脂 | |
| US20220234027A1 (en) | Preparation Method of Super Absorbent Polymer | |
| KR20200067589A (ko) | 고흡수성 수지의 제조 방법 | |
| WO2016089005A1 (ko) | 고흡수성 수지 및 이의 제조 방법 |