DE19646484C2 - Flüssigkeitsabsorbierende Polymere, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung - Google Patents
Flüssigkeitsabsorbierende Polymere, Verfahren zu deren Herstellung und deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft superabsorbierende Polymere für wäßrige Flüssigkeiten, Verfahren zu
deren Herstellung und deren Verwendung. Die Polymerisate auf Basis von Carboxylatgruppen
enthaltenden Monomeren, erhalten durch eine spezielle Kombination aus Vernetzern und
weiteren Comonomeren, zeigen eine bisher nicht erreichte Eigenschaftskombination in Bezug
auf Aufnahmegeschwindigkeit, hohe Retention bei hoher Absorption unter Druck, niedrigen
löslichen Anteilen und guter Permeabilität der Gelschicht für wäßrige Flüssigkeiten unter
Druckbelastung und stabiler Oberflächenvernetzung.
Superabsorbierende Polymere sind wasserunlösliche, vernetzte Polymere, die in der Lage sind,
unter Quellung und Ausbildung von Hydrogelen große Mengen an wäßrigen Flüssigkeiten und
Körperflüssigkeiten, wie z. B. Urin oder Blut, aufzunehmen und die absorbierte Flüssigkeits
menge unter einem bestimmten Druck zurückzuhalten. Durch diese charakteristischen Ab
sorptionseigenschaften finden die Polymeren hauptsächlich Anwendung bei der Einarbeitung
in Sanitärartikel, wie z. B. in Babywindeln und Damenbinden.
Bei den kommerziell verfügbaren superabsorbierenden Polymeren handelt es sich im wesentli
chen um vernetzte Polyacrylsäuren oder vernetzte Stärke/Acrylsäure-Pfropfcopolymerisate,
bei denen die Carboxylgruppen teilweise mit Natrium- oder Kalium-Ionen neutralisiert sind.
Die Herstellung superabsorbierender Polymere erfolgt überwiegend durch Polymerisation
wäßriger Lösungen von Mischungen aus teilneutralisierter Acrylsäure und Vernetzer zu einem
Polymergel, das nach mechanischer Zerkleinerung getrocknet und auf eine bestimmte Korn
größe gemahlen wird. Alternativ können Polymerpulver auch über eine inverse Suspensions
polymerisation gewonnen werden, bei der die wäßrige Monomerphase in einer Ölphase, die
z. B. aus Cyclohexan besteht, mit Hilfsmitteln suspendiert und anschließend polymerisiert
wird. Durch azeotrope Destillation entfernt man das sich in den Polymertröpfchen befindende
Wasser und isoliert anschließend die Polymerisatteilchen durch Abfiltrieren von der Ölphase.
Im Zuge der technischen Weiterentwicklung der superabsorbierenden Polymere hat sich das
Anforderungsprofil an diese Produkte über die Jahre deutlich verändert. Während in der Ent
wicklung der Superabsorber zunächst allein das sehr hohe Quellvermögen bei Kontakt mit
Flüssigkeit im Vordergrund stand, hat sich später gezeigt, daß es nicht nur auf die Menge der
absorbierenden Flüssigkeit ankommt, sondern auch auf die Festigkeit des gequollenen Gels.
Retention einerseits und Gelfestigkeit andererseits stellen jedoch gegenläufige Eigenschaften
dar, wie bereits aus der US 3 247 171 und der US Re 32,649 bekannt ist. Das bedeutet, daß
Polymere mit besonders hoher Retention nur eine geringe Festigkeit des gequollenen Gels
aufweisen mit der Folge, daß das Gel unter einem angewendeten Druck (z. B. Körperdruck)
deformierbar ist und die weitere Flüssigkeitsaufnahme verhindert. Es muß also ein ausgewo
genes Verhältnis von Retention und Gelstärke angestrebt werden, damit im Anwendungsfall
die Flüssigkeitsaufnahme auch gegen einen ausgeübten Druck erfolgen kann. Diese spezifi
sche Absorptionseigenschaft wird in der EP 339 461 als Aufnahme unter Druck bezeichnet.
Die Methode zur Messung der Flüssigkeitsaufnahme unter Druck (AUL) wird bei verschieden
hohen Belastungen durchgeführt. Im Zuge der gestiegenen Anforderungen an Superabsorber
hat es sich herausgestellt, daß die ursprüngliche Prüfbelastung von 21 g/cm2 (0,3 psi) nicht
mehr den erwünschten Eigenschaftsstandard mißt, wie er für Inkontinenzprodukte bzw. für
Windelkonstruktionen mit niedrigen Fluffgehalten und hohen Mengen Superabsorber erfor
derlich ist. Demzufolge werden heute Druckbelastungen bei 42 g/cm2 (0.6 psi) und vorzugs
weise bei 63 g/cm2 (0.9 psi) gemessen.
Der zunehmenden Tendenz, die Sanitärartikel immer kleiner und dünner zu gestalten, kann nur
dadurch entsprochen werden, daß man den großvolumigen Fluffanteil in der Windel reduziert
und gleichzeitig den Anteil an Superabsorber erhöht. Hierdurch muß der Superabsorber zu
sätzliche Aufgaben bezüglich Flüssigkeitsaufnahme- und transport übernehmen, die vorher der
Fluff erfüllte.
Die Superabsorber können durch das Verfahren der nachträglichen Oberflächenvernetzung in
Ihrem Eigenschaftsprofil verbessert werden, insbesondere auch in ihrer Flüssigkeitsaufnahme
unter Druck, da das bekannte Phänomen des "gel blocking" unterdrückt wird, bei dem ange
quollene Polymerteilchen miteinander verkleben und eine weitere Flüssigkeitsaufnahme und
Flüssigkeitsverteilung in der Windel behindern. Während der Nachvernetzung werden die
Carboxylgruppen der Polymermoleküle an der Oberfläche der Superabsorberteilchen mit Ver
netzungsmitteln unter erhöhter Temperatur vernetzt. Als Vernetzer finden u. a. mehrwertige
Metallsalze, Glycidylverbindungen, Polyole, Polyepoxide, Polyamine, Alkylencarbonate und
Polyethylenglykole Verwendung. Der Schritt der Nachvernetzung kann auch mehrfach erfol
gen. Aus den Patentschriften geht hervor, daß die erhöhte Flüssigkeitsaufnahme unter Druck
mit dem Nachteil einer deutlichen Reduzierung der Retention verbunden ist. Es besteht dem
nach ein Bedarf an Superabsorbervorprodukten, die bei der Nachvernetzung einen weniger
starken Abfall in den Retentionswerten aufweisen. Weiterhin ist es bisher nicht gelungen, die
Oberflächenvernetzung dauerhaft am Polymergerüst zu fixieren, so daß ihre Effekte durch
mechanische Einwirkungen auf den Absorber zum größten Teil wieder zunichte gemacht wer
den.
Für die Verarbeitung der Superabsorber werden je nach Anwendungsfall unterschiedliche
Siebfraktionen eingesetzt, so z. B. für Windeln zwischen 100 und 800 µ, für Kabelisolierungen
unter 200 µ. D. h. im Falle der Anwendung in Kabeln sind die Feinanteile der Superabsorber
wegen ihrer Tendenz zum gel blocking von Vorteil, da dadurch das in das Kabel eindringende
Wasser abgeblockt wird. In der Windel ist dieser Effekt unerwünscht, da er die Flüssigkeits
aufnahme und Verteilung behindert, deshalb wählt man gröbere Siebfraktionen aus.
Neben einem hohen Niveau der Retention und der Flüssigkeitsaufnahme unter Druck müssen
Superabsorber niedrige Mengen an löslichen Anteilen enthalten, die aufgrund unvollkomme
ner Vernetzung während der Polymerisationsreaktion auftreten und im Anwendungfall nicht
vollständig im Polymerkörper zurückgehalten werden. Dies führt letztlich zu einer Verminde
rung der Fähigkeit des Superabsorbers zur Flüssigkeitsaufnahme und Flüssigkeitsverteilung in
der Windel. Als Grenzwerte für niedrige lösliche Anteile werden z. B. in der US Re. 32,649
7.5% nach 1 Stunde und 17% nach 16 Stunden angegeben. Gemessen an den heute von den
Hygieneartikel herstellenden Produzenten gewünschten Produkteigenschaften liegen diese
Grenzwerte für die löslichen Anteile viel zu hoch.
Die Optimierung der Gebrauchseigenschaften der superabsorbierenden Polymere erfolgte in
der Vergangenheit vor allem durch Variation der Vernetzerart und Vernetzermenge, durch den
pH-Wert während der Polymerisation und durch Nachbehandlung der Polymerpartikel im
Sinne einer Beschichtung oder Oberflächennachvernetzung. Bislang konnten jedoch noch
keine Superabsorber zur Verfügung gestellt werden, die die Eigenschaftskombinationen aus
hoher Retention, hohem AUL (63 g/cm2, 0.9 psi) und niedrigen löslichen Anteilen bei gleich
zeitig hoher Permeabilität in der Gelschicht für wäßrige Flüssigkeiten unter Druckbelastung,
hoher Aufnahmegeschwindigkeit und nachhaltiger Oberflächenvernetzung in sich vereinen.
Der WO 94/09043 liegt die Aufgabestellung zugrunde, neue superabsorbierende Polymere mit
einem für wäßrige Flüssigkeiten erhöhten Aufnahmevermögen, auch unter Druckbelastung
bereitzustellen. Sie beschreibt als Lösung dieser Aufgabe doppelt vernetzte Superabsorber,
deren Herstellung in der ersten Stufe die Vernetzung während der Polymerisation mit Methy
lenbisacrylamid, Bis(acrylamido)essigsäure, Allylacrylat, Allylmethacrylat, Estern bzw. Ami
den mit endständigen Vinyl- und Allyl-Funktionen oder hoch ethoxyliertem Trimethylolpro
pantriacrylat vorsieht und in einer zweiten Stufe die entstandenen Polymerpartikel an der
Oberfläche mit einem Vernetzer beschichtet und dann vernetzt. Bei diesem, an sich bereits
bekannten Verfahren, sind die bevorzugten Oberflächenvernetzer Polyhydroxyverbindungen,
die zusammen mit Wasser oder Wasser/Lösemittelgemischen aufgebracht und bei erhöhten
Temperaturen (175-230°C) zur Reaktion gebracht werden, nachdem zuvor die Feuchtigkeit
des Polymergels der ersten Stufe zumindest teilweise entfernt wurde.
Durch die Kombination eines der genannten primären Vernetzer mit den sekundären Oberflä
chenvernetzern sollen angeblich einzigartige Produkteigenschaften bezüglich der Retention
und der Flüssigkeitsaufnahme unter Druck erreicht werden, wodurch die vorteilhafte Anwen
dung in Hygieneartikeln, bei denen die absorbierenden Polymere beträchtliche Mengen an
Flüssigkeit aufsaugen und auch unter Druckbelastung zurückhalten müssen, gegeben ist.
Bei der Durchsicht der Versuchsergebnisse fällt auf, daß die Polymere allein durch die Lage
rung bei hoher Temperatur ohne Zusatz eines Nachvernetzers einen deutlichen Eigenschafts
sprung machen. Durch die Nachvernetzung erfolgt dann nochmals eine Anhebung der Flüssig
keitsaufnahme unter Druck bei 42 g/cm2 (0.6 psi). Diese AUL-Werte liegen dann je nach
Ausführungsbeispiel in einem Bereich von 10 bis 26 g/g, wobei die Produkte mit den höchsten
AUL-Werten aber nur Absorptionswerte von 30 g/g erreichen. Absorptionswerte von über 30 g/g
sind, wie das Beispiel 3B (Absorption 35 g/g und AUL 16.5 g/g) zeigt, nur auf Kosten des
AUL bei 42 g/cm2 (0.6 psi) möglich. Damit wird deutlich, daß die Produkte mit der speziellen
Vernetzerkombination der WO 94/09043 keinesfalls den hohen Anforderungen genügen, die
heutzutage an derartige vernetzte Polymerisate gestellt werden, d. h. die dort für 42 g/cm2
(0.6 psi) gemessenen Spitzenwerte werden heute für eine höhere Belastung bei 63 g/cm2 (0.9 psi),
kombiniert mit Absorptionswerten von deutlich über 30 g/g gefordert.
Die WO 93/21237 beschreibt superabsorbierende Polymere, die mit ungesättigten Estern von
Polyalkylglykolen vernetzt sind und die in einem Nacherhitzungsprozeß eine Eigenschaftsver
besserung bezüglich Retention und Flüssigkeitsaufnahme unter niedrigem Druck 21 g/cm2
(0.3 psi) auf jeweils 25 g/g erlangen. Ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat ist der bevor
zugte Vernetzer, wobei die Anzahl der EO-Einheiten pro Polyglykolkette zwischen 2 und 7
liegen kann. Gemäß den Ausführungen in dieser Schrift führt die Verwendung von nicht oder
nur gering ethoxyliertem Trimethylolpropantriacrylat zu wesentlich schlechteren Eigenschaf
ten der damit vernetzten Superabsorber. In Analogie zu den Polymeren der WO 94/09043 er
füllen auch die hier beschriebenen Produkte nicht die heutzutage gestellten Anforderungen
bezüglich der Absorption unter höherem Druck bei 63 g/cm2 (0.9 psi). In der Abb. 13
auf Seite 8/8 der WO 93/21237, die den Verlauf der Flüssigkeitsaufnahme unter Druck für
verschiedene Druckbelastungen darstellt, zeigt sich ganz klar die Schwäche der dort beschrie
benen Polymere, deren Meßwerte von ca. 18 g/g im interessanten Druckbelastungsbereich von
63 g/cm2 (0.9 psi) völlig unbefriedigend sind. Dies gilt um so mehr, als die Meßwerte an einer
völlig unüblichen Siebfraktion von 300-600 µm ermittelt wurden, die per se höhere Meß
werte liefert, als die praxisübliche Siebfraktion von 150-800 µm.
Der US Re. 32,649 ist die Herstellung nicht gepfropfter superabsorbierender Polymere mit
hohem Gelvolumen, hoher Gelstärke, gemessen über den Schermodul und niedrigen löslichen
Anteilen zu entnehmen. Das Gelvolumen soll mindestens 20 g/g betragen und der Höchstwert
der löslichen Anteile, gemessen nach 1 Stunde soll 7.5% nicht überschreiten und im Gleich
gewichtszustand nach 16 Stunden maximal 17% betragen. Die Polymere werden bevorzugt in
einer niedrigen wäßrigen Ansatzkonzentration von 8 bis 24 Gew.% aus nicht neutralisierter
Acrylsäure aufgebaut, die Vernetzung erfolgt vorzugsweise durch N,N'-Methylenbisacrylamid,
Trimethylolpropantriacrylat oder Triallylamin. Nachfolgend wird zerkleinert, neutralisiert,
gemahlen und getrocknet.
Das Herstellungsverfahren der Re 32,649 weist wesentliche Verfahrensmängel auf. Zum einen
liegt aufgrund der niedrigen Ansatzkonzentration und einer mehrstündigen Nacherhitzung des
Polymergels eine unwirtschaftlich niedrige Raum/Zeit-Ausbeute vor, zum anderen ist der Ver
fahrensschritt der nachträglichen Neutralisation des festen Polymergels technisch sehr zeit
aufwendig und nicht in der Qualität durchzuführen, wie es eine Neutralisation in der voraus
gehenden Lösung sein kann. Nachträglich neutralisierte Polymergele sind in der Regel nicht
gleichmäßig durchneutralisiert und oftmals aufgrund von ungleichmäßiger Alkaliverteilung
verfärbt. Als Folge der ungleichmäßigen Neutralisation können auch starke Qualitätsschwan
kungen innerhalb des Produktes entstehen.
Die EP 690 077 beschreibt Superabsorber mit verbesserter Bruchfestigkeit durch Verwendung
von Polyethylenglycolen und Derivaten wie z. B. Methoxypolyethylenglycol-Methacrylaten als
Additive oder Comonomere. Die Superabsorber zeichnen sich dadurch aus, daß bei einem
Mahltest im Verhältnis zu einem Referenzprodukt weniger Partikel im Bereich < 5 µm entste
hen. Aussagen zu den Quelleigenschaften der Superabsorber nach der mechanischen Belastung
werden nicht gemacht. Die beschriebenen Superabsorber sind weder mit speziellen Vorvernet
zern noch mit Oberflächen-Nachvernetern hergestellt. Die angegebenen Absorptionen unter
Druck von mindestens 17 g/g, bevorzugt < 20 g/g (AUL) beziehen sich lediglich auf eine äu
ßerst niedrig gewählte Belastung von ca. 20 g/cm2 und liegen, gemessen am Stand der Tech
nik, nicht in einem diskutablen Bereich. Superabsorber des Standes der Technik bieten seit
geraumer Zeit höhere Absorptionen unter höherem Druck (63 g/cm2) von < 20 g/g.
Die Verwendung von Polyethylenglycolen zur Entstaubung von Superabsorbern ist hingegen
bekannt:
In der WO 94/22940 werden superabsorbierende Polymere mit einem geringen Staubanteil
beschrieben, die aufgrund einer Oberflächenbeschichtung mit Polyol oder Polyethylenglykol
entstehen und die eine Flüssigkeitsaufnahme unter niedrigem Druck bei 21 g/cm2 (0.3 psi)
von < 20 g/g aufweisen. Die Behandlung von Superabsorbern mit derartigen Substanzen ist
bereits in der WO 93/21237 vorbeschrieben (Seite 12, Z. 15). Diese abriebverbesserte, staubre
duzierte Einstellung erfordert im Herstellungsprozeß der superabsorbierenden Polymere aller
dings einen zusätzlichen Verfahrensschritt.
Die DE 42 21 381 beschreibt Pfropf-Copolymerisate auf Basis von Zuckern und
monoethylenisch ungesättigten Carbon- und Sulfonsäuren sowie ggf weiteren Monomeren
und deren Verwendung in wäßrigen Systemen, z. B. als Hilfsmittel bei der Lederherstellung.
Die EP 0 632 068 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von absorbierenden Harzen
durch Polymerisation von einem hydrophilen, ungesättigten Monomeren mit wenigstens
einer Carboxylgruppe unter Verwendung eines Vernetzergemisches aus zwei Vernetzern, die
wenigstens zwei polymerisierbare, ungesättigte Bindungen bzw. wenigstens zwei
polymerisierbare, ungesättigte Bindungen und Hydroxyl-Gruppen aufweisen.
Aus dem Stand der Technik ist bisher kein Vorschlag zur Herstellung von Superabsorbern mit
der gewünschten Eigenschaftskombinationen aus hoher Permeabilität für wäßrige Flüssigkei
ten, stabiler Oberflächenvernetzung, hoher Retention, hoher Aufnahmegeschwindigkeit,
druckfestem Hydrogel und niedrigem löslichen Anteil zu entnehmen.
Niedrige lösliche Anteile sind letztlich auch eine Voraussetzung für Superabsorber, die einen
anwendungsgemäßen Quelldruck über längere Zeit aufweisen müssen. Liegen die löslichen
Anteile über 12%, kann der Superabsorber nach einer Standzeit von 16 h unter Druckbela
stung, etwa in einer Windel, nicht mehr die anwendungstechnisch geforderte Flüssigkeits
menge speichern.
Insbesondere die Permeabilität in der Schicht (d. h. in x,y-Richtung) des absorbierenden Arti
kels, die den Superabsorber enthält, gewinnt zunehmend an Bedeutung, wenn Konstruktionen
mit immer geringerer Fluffmenge bei gleichzeitig erhöhter Superabsorbermenge eingesetzt
werden. Dies gewinnt zusätzlich an Bedeutung, wenn die Flüssigkeitsverteilung unter Druck
von z. B. 50 g/cm2 erfolgen muß.
Eine geeignete Methode zur Bestimmung der Permeabilität einer Gelschicht in x,y-Richtung
unter Druck ist die Methode der Bestimmung der Absorption unter Druck durch eine flächen
reduzierte Öffnung im Boden einer sogenannten AAP-Zylindereinheit.
Die AAP-Zylindereinheit wurde in EP 640 330 auf Seite 14 (Absorption against Pressure test)
beschrieben.
Superabsorbierende Polymere, die dem heutigen Stand der Technik bezüglich der Konstruk
tion von absorbierenden Artikeln genügen sollen, müssen den Flüssigkeitstransport in x,y
Richtung, d. h. innerhalb der Gelschicht dergestalt unterstützen, daß bei der genannten Meß
methode möglichst hohe Absorptionswerte erreicht werden. Die gemessenen Werte werden
dann mit der jeweiligen Absorption gegen Druck bei gleicher Belastung (20 g/cm2 bzw.
50 g/cm2) verrechnet und als prozentuale Absorption angegeben. Das Anforderungsprofil an grö
ßere Mengen Superabsorber enthaltende Windeln erfordert Werte im Bereich < 50%, wobei
für den flächenreduzierten AAP-Wert mindestens 15 g/g erreicht werden müssen.
Es bestand daher die Aufgabe neue Polymerisate und ein Verfahren zu deren Herstellung zur
Verfügung zu stellen, die als Superabsorber zur Verwendung in Windelkonstruktionen oder
bei anderen technischen Anwendungen eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte
Kombination der Eigenschaften aus Retention, Flüssigkeitsaufnahme unter Druck bei
63 g/cm2 (0.9 psi) und löslichen Anteilen aufweisen und die aufgrund ihrer Polymerzusammen
setzung eine effiziente und nachhaltige Oberflächenvernetzung besitzen und aufgrund ihrer
Permeabilität auch unter Druck (50 g/cm2) eine gute Flüssigkeitsverteilung im gequollenen
Zustand erlauben. Darüber hinaus sollen die Superabsorber eine hohe Sauggeschwindigkeit
und einen hohen Quelldruck aufweisen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß wäßrige Flüssigkeiten absorbierende
vernetzte Polymerisate, aufgebaut aus
- a) teilneutralisierten, monoethylenisch ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure, Maleinsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure oder deren Gemischen
- b) 0 bis 40 Gew.-% weiteren, mit den Säuregruppen tragenden Monomeren copolymerisierbaren Monomeren aus der Gruppe (Meth)acrylamid, (Meth)acrylnitril, Vinylpyrrolidon, Vinylacetamid, Hydroxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl(meth)acrylate, Alkylaminopropylacrylamide, Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid oder deren Gemischen
- c) 0 bis 30 Gew.-% von als Pfropfgrundlage geeigneten, wasserlöslichen Polymeren aus der Gruppe der teil- oder vollverseiften Polyvinylalkohole, Stärke, Stärkederivate, Polysaccharide, Cellulose, Cellulosederivate, Polyacrylsäuren, Polyglyole oder deren Gemischen, die unter Verwendung einer Vernetzer/Monomer-Kombination
- d) 0 bis 1,0 Gew.-% CH2=CR6-CO-(OCHR3-CHR3)zO-CH2-CR6=CH2
- e) 0,1 bis 10 Gew.-% CH2=CR6-R5-(OCHR3-CHR3)vOR4 und
- f) 0,01 bis 1,0 Gew.-% R1-[O(CHR3-CHR3O)u-CO-R2]x und/oder Di- bzw. Triallylamin und/oder Bisacrylamiden,
jeweils bezogen auf die gesamten Monomeren,
mit
R1
mit
R1
: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2
R2
: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3
R3
: H, CH3
, C2
H5
,
R4
R4
: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5
R5
: CO, CH2
,
R6
R6
: H, CH3
,
x: 2-6,
U: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
und gegebenenfalls eines üblichen Nachvernetzungsmittels ausgewählt aus der Gruppe Polyole, Polyepoxide, Polyamine oder Alkylencarbonate hergestellt werden, eine Retention größer 30 g/g und eine Flüssigkeitsaufnahme unter Druck bei 63 g/cm2
x: 2-6,
U: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
und gegebenenfalls eines üblichen Nachvernetzungsmittels ausgewählt aus der Gruppe Polyole, Polyepoxide, Polyamine oder Alkylencarbonate hergestellt werden, eine Retention größer 30 g/g und eine Flüssigkeitsaufnahme unter Druck bei 63 g/cm2
(AUL 0.9 psi) größer
20 g/g aufweisen und deren lösliche Anteile nach 1 Stunde kleiner 6,5% und nach 16 Stunden
kleiner 10% sind und deren Permeabilität innerhalb der Gelschicht die Nutzung von minde
stens 50%, -Test (Absorption gegen Druck bei auf x% reduzierter Saugfläche) bei mindestens
15 g/g, vorzugsweise mindestens 20 g/g AAP50-Ax
erlaubt. Aufgrund der erfindungsgemäßen
vorzugsweise mindestens 60% der Absorptionskapazität unter einer Belastung von 50 g/cm2
im AAP-Ax
Polymerstruktur findet eine verbesserte und nachhaltige Vernetzung zwischen
dem Polymer und dem Oberflächenvernetzer statt. Dies äußert sich darin, daß der AUL
(63 g/cm2
) nach einem Belastungstest zur Ermittlung der Stabilität der Oberflächenvernetzung
noch Werte größer 18 g/g aufweist, was auf eine ungewöhnlich stabile Oberflächenvernetzung
und eine äußerst gründliche Reaktion mit dem Oberflächenvernetzer schließen läßt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der oben beschriebenen
Vernetzer/Monomer-Kombination zur Herstellung von wäßrige Flüssigkeiten
absorbierenden Polymerisaten aufgebaut aus teilneutralisierten, monoethylenisch
ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren, damit gegebenenfalls
copolymerisierbaren Monomeren und gegebenenfalls als Pfropfgrundlage geeigneten
Polymeren.
Die erfindungsgemäß zu verwendenen Vernetzer gemäß Formel I enthalten eine
(Meth)allylfunktion und eine (Meth)acrylsäureesterfunktion und eine zwischen diesen beiden
Funktionen angeordnete hydrophile Kette, die aus mindestens drei, vorzugsweise 5 bis 20
Ethylenoxideinheiten besteht. Die Verwendung von gemischten Ethylenoxid/Propylenoxid
ketten, die als Random- oder Blockcopolymer hergestellt sein können, ist möglich. Die Lös
lichkeit des Vernetzers in der zu polymerisierenden Monomerlösung kann durch das Verhält
nis von EO/PO-Einheiten eingestellt werden. Die Vernetzer lassen sich zum Beispiel durch
Veresterung von alkoxyliertem Allylalkohol mit (Meth)acrylsäure herstellen. In den erfin
dungsgemäßen Vernetzern können sich durch das Herstellungsverfahren bedingte
Restgehalte von Ausgangskomponenten befinden, die sich jedoch auf die Eigenschaften der
Superabsorber nicht nachteilig auswirken. Die Vernetzer gemäß der Formel I oder deren
Gemische werden zu 0-1,0 Gew.%, vorzugsweise zu 0,05-1,0 Gew.%, besonders bevorzugt
zu 0,05-0,6 Gew.% und ganz besonders bevorzugt 0,1-0,4 Gew.% bezogen auf die gesamten
Monomeren eingesetzt.
Die erfindungsgemäß mit den Vernetzern zu verwendenen Monomere gemäß Formel II stellen
bevorzugt (Meth)acrylsäureester oder (Meth)allylalkoholether von Polyalkylenglykolen dar. In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polyoxyalkylenglykolkette endständig mit einem
Alkylrest versehen. Die C-Anzahl im Alkylrest liegt im Bereich 1-10, bevorzugt im Bereich 1-7
und besonders bevorzugt 1-4. Bei der Auswahl der Alkylgruppe ist auch auf den tensidi
schen Charakter des Monomers zu achten und gegebenenfalls muß zur Vermeidung von
Schaumbildung, wie sie in einigen Polymerisationsverfahren durchaus störend auftreten kann,
der Alkylrest entsprechend angepaßt werden. Die Polyoxyalkylenglykolkette setzt sich vor
zugsweise aus Ethylenoxid und/oder Propylenoxid zusammen, wobei die Löslichkeit des Ver
netzers in der wäßrigen Monomerlösung durch das Verhältnis von EO/PO eingestellt werden
kann. Der Gehalt an Alkylglykoleinheiten in der Kette liegt im Bereich 1-45, bevorzugt im
Bereich 1-30 und besonders bevorzugt im Bereich 5-25. Die Monomere gemäß der Formel II
bzw. deren Gemische werden zu 0,1-10 Gew.% und bevorzugt zu 0,5-5 Gew.% und besonders
bevorzugt zu 1,0-3,5 Gew.% bezogen auf die gesamten Monomeren eingesetzt. Die Monome
ren nach II sind im Handel erhältlich, z. B. die Methylpolyethylenglykolmethacrylate von der
Firma Interorgana unter der Bezeichnung Bisomer MPEG(x)MA (x = 350, 1000, 2000).
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Vernetzer gemäß III stellen Ester von Po
lyhydroxyverbindungen mit ungesättigten Carbonsäuren dar, die in einer bevorzugten Ausfüh
rungsform alkoxyliert sind. Bevorzugt werden C3-6-Polyhydroxyverbindungen mit 2-4
Hydroxylgruppen als Ausgangsverbindungen für die Synthese derartiger Vernetzer, beispiels
weise Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, 1,3-Propandiol, Propylenglykol oder 1,4-
Butandiol. Findet vor der Veresterung eine Alkoxylierung des Alkohols statt, so wird bevor
zugt Ethylenoxid eingesetzt. Bevorzugt werden alkoxylierte Polyhydroxyverbindungen ab
u = 1, besonders bevorzugt ab u = 3 eingesetzt. Als saure Komponente wird bevorzugt
(Meth)acrylsäure verwendet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Vernetzers
III wird Polyethylenglykol-di(meth)acrylat verwendet. In einer besonders bevorzugten Aus
führungsform des Vernetzers III werden Di- bzw. Triallylamin und/oder N,N-Methylenbis
acrylamid und/oder Bisacrylamidoessigsäure verwendet. Auch Mischungen der zuletzt ge
nannten Vernetzer mit den zuvor genannten Carbonsäureestern der Polyhydroxyverbindungen
zeigen eine ausgezeichnete Wirksamkeit.
Die Vernetzer gemäß III bzw. deren Gemische werden zu 0,01-1,0 Gew.% und bevorzugt zu
0,05-0,6 Gew.% und besonders bevorzugt zu 0,05-0,3 Gew.% bezogen auf die Monomeren
eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Vernetzer nach III sind teilweise im Handel erhältlich, z. B. Trimethy
lolpropan-oxethylat-triacrylat von der Fa. Cray Valley unter der Bezeichnung Sartomer SR
415 (20EO), Craynor 435 (15EO), Sartomer RO 208 (9EO), Sartomer 454 (3EO) bzw.
Pentaerythrit-oxethylat-tetraacrylat unter der Bezeichnung Craynor SR 494 (5EO) und Ser
vocure RTT 192 (5EO) von der Fa. Servo Delden BV, Glycerin-ethoxylat-triacrylat (5,5EO)
unter der Bezeichnung Sartomer 921 und Glycerin-propoxylat-triacrylat unter der Bezeich
nung Sartomer 9021 von der Fa. Cray Valley sowie Polyethylenglykol-400-diacrylat als
Craynor SR 344 bzw. Polyethylenglykol-600-dimethacrylat als Craynor SR 252 von der Fa.
Cray Valley.
Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, daß durch die erfindungsgemäße Vernet
zer/Monomer-Kombination eine gegenseitige Solubilisierung von in der wäßrigen Monomer
lösung löslichen und unlöslichen Vernetzerbestandteilen möglich ist. Dadurch wird auch die
Verwendung von Vernetzern möglich, die normalerweise aufgrund ihrer mangelnden Löslich
keit nicht oder nur in äußerst begrenzter Menge einsetzbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat sich die Verwendung von Mischungen aus
hoch und niedrig alkoxylierten Vernetzern/Monomeren gemäß I, II und III bei der Vernetzung
der erfindungsgemäßen Superabsorber bewährt.
Die unter Verwendung der obenstehenden Vernetzer/Monomer-Kombination erhaltenen,
wäßrige Flüssigkeiten absorbierenden Polymerisate werden durch Polymerisation von
ethylenisch ungesättigten, Säuregruppen tragenden Monomeren, wie z. B. Acrylsäure,
Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Maleinsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure,
Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure bzw. deren Gemischen hergestellt. Der Anteil an
diesen sauren Monomeren beträgt in der Monomermischung 55-99 Gew.%.
Die sauren Monomeren sind mindestens zu 25 Mol% und bevorzugt zu mindestens 50 Mol.%
und besonders bevorzugt zu 50 bis 80 Mol% neutralisiert und liegen dann beispielsweise als
Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz bzw. deren Gemische vor. Die Neutralisation wird
entweder durch die Zugabe der entsprechenden Alkali- bzw. Ammoniumhydroxyde oder mit
den entsprechenden Carbonaten oder Hydrogencarbonaten ausgeführt.
Optional können die unter Verwendung der obenstehenden Vernetzer/Monomer-
Kombination hergestellten Polymerisate weitere, mit den Säuregruppen tragenden
Monomeren copolymerisierbare Comonomere zur Modifizierung der Eigenschaften
enthalten. Solche Comonomere können beispielsweise (Meth)acrylamid, (Meth)acrylnitril,
Vinylpyrrolidon, Vinylacetamid, Hydroxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl(meth)acrylaten,
Alkylaminopropylacrylamiden, Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid oder deren
Gemische sein. Derartige Comonomere sollten einen Anteil von 40 Gew.-% nicht
überschreiten, da sie die Quellfähigkeit des Superabsorbers gegebenenfalls beeinträchtigen
können.
Die unter Verwendung der obenstehenden Vernetzer/Monomer-Kombination hergestellten
Polymerisate können wasserlösliche Polymere als Pfropfgrundlage in Mengen bis zu
30 Gew.% enthalten. Dazu zählen unter anderem teil- oder vollverseifte Polyvinylalkohole,
Stärke oder Stärkederivate, Cellulose oder Cellulosederivate, Polysaccharide,
Polyacrylsäuren, Polyglykolen oder deren Gemische. Die Molekulargewichte der als
Pfropfgrundlage zugesetzten Polymere müssen an die Gegebenheiten der
Polymerisationsbedingungen angepaßt sein. So kann es z. B. im Falle einer wäßrigen
Lösungspolymerisation aus Gründen der Viskosität der Polymerisatlösung erforderlich sein,
nur niedrig- oder mittelmolekulare Polymere einzusetzen, wohingegen bei der
Suspensionspolymerisation dieser Faktor eine untergeordnete Rolle spielt.
Neben Polymerisaten, die durch vernetzende Polymerisation teilneutralisierter Acrylsäure zu
erhalten sind, werden bevorzugt solche verwendet, die zusätzliche Anteile von pfropfpolyme
risierter Stärke oder von Polyvinylalkohol enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Superabsorber geschieht prinzipiell nach zwei Metho
den:
Nach der ersten Methode wird die teilneutralisierte Acrylsäure in wäßriger Lösung in Gegen
wart der Vernetzer/Monomerkombination aus I, II und III sowie gegebenenfalls Polymerzusät
zen durch radikalische Polymerisation in ein Gel überführt, das dann zerkleinert, getrocknet,
gemahlen, nachvernetzt und auf die gewünschte Partikelgröße abgesiebt wird. Die Lösungspo
lymerisation kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die Patentlitera
tur weist sowohl ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Konzentra
tionsverhältnisse, Temperaturen, Art und Menge der Initiatoren als auch eine Vielzahl von
Nachvernetzungsmöglichkeiten aus. Typische Verfahren sind in den folgenden Patentschriften
beschrieben, die durch Verweis Bestandteil des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens werden
sollen: US 4 076 663, US 4 286 082, DE 27 06 135, US 4 076 663, DE 35 03 458, DE 40 20
780, DE 42 44 548, DE 43 23 001, DE 43 33 056, DE 44 18 818.
Die zweite Methode umfaßt das inverse Suspensions- und Emulsionspolymerisationsverfah
ren. In diesen Prozessen wird eine wäßrige, teilneutralisierte Acrylsäurelösung mit Hilfe von
Schutzkolloiden und/oder Emulgatoren in einem hydrophoben, organischen Lösungsmittel
dispergiert und durch Radikalinitiatoren die Polymerisation gestartet. Die Vernetzer sind ent
weder in der Monomerlösung gelöst und werden mit dieser zusammen dosiert oder aber sepa
rat und gegebenfalls nachträglich zugefügt. Die Zugabe von gegebenenfalls vorhandenen po
lymeren Pfropfgrundlagen erfolgt über die Monomerlösung oder durch direkte Vorlage in die
Ölphase. Nach Beendigung der Polymerisation wird das Wasser azeotrop aus dem Reaktions
gemisch entfernt und das Polymerprodukt abfiltriert. Eine Oberflächenvernetzung der Poly
merteilchen kann sowohl in der Suspension als auch nachträglich am isolierten Polymerpulver
vorgenommen werden. Das Verfahrensprinzip ist beispielsweise in den Patentschriften
US 43 40 706, DE 37 13 601, DE 28 40 010 beschrieben und soll hiermit durch Verweis als Bestand
teil des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens betrachtet werden.
Der Zusatz der Nachvernetzer erfolgt häufig vorteilhafterweise auch in Form einer Lösung in
Wasser, organischen Lösemitteln oder deren Mischungen, insbesondere dann, wenn geringe
Mengen an Nachvernetzungsmittel angewandt werden. Geeignete Mischaggregate zum Auf
bringen des Nachvernetzungsmittels sind z. B. Patterson-Kelley-Mischer, DRAIS-Turbulenz
mischer, Lödigemischer, Ruberg-Mischer, Schneckenmischer, Tellermischer und Wirbel
schichtmischer, sowie kontinuierlich arbeitende senkrechte Mischer, in denen das Pulver mit
tels rotierender Messer in schneller Frequenz gemischt wird (Schugi-Mischer). Nachdem der
Nachvernetzer mit dem vorvernetzten Polymer vermischt worden ist, wird zur Durchführung
der Nachvernetzungsreaktion auf Temperaturen von 120 bis 250°C, bevorzugt auf 135 bis
200°C und besonders bevorzugt auf 150 bis 185°C erhitzt. Die Zeitdauer der Nacherhitzung ist
durch den Punkt begrenzt, bei dem das gewünschte Eigenschaftsprofil des Superabsorbers
infolge von Hitzschädigung wieder zerstört wird.
Die erfindungsgemäß hergestellten Superabsorber zeigen eine bisher noch nicht erreichte
Kombination von günstigen Eigenschaften. Aufgrund des positiven Einflusses der Vernet
zer/Comonomer-Kombination wird die vor der Nachvernetzung vorhandene hohe Retention
des Polymers derart gut stabilisiert, daß nach der Oberflächen-Nachvernetzung immer noch
eine Retention von über 30 g/g gemessen wird.
Nach erfolgter Flüssigkeitsaufnahme, deren Geschwindigkeit bei kleiner 40 sec, bevorzugt
kleiner 35 sec und besonders bevorzugt kleiner 30 sec liegt, zeichnen sich die gequollenen
Gelpartikel durch einen trocknen Griff aus, d. h. sie haben nicht die unerwünschte nasse, kleb
rige Oberfläche, die bei unzureichender Vernetzung/Nachvernetzung entsteht. Hinzu kommt,
daß gleichzeitig mit der hohen Retention die löslichen Anteile nach 1 Stunde mit kleiner 6,5%,
vorzugsweise kleiner 5% bzw. nach 16 Stunden mit kleiner 10%, vorzugsweise kleiner 8%
äußerst niedrig ausfallen. Die Flüssigkeitsaufnahme unter einem Druck (AUL) von 63 g/cm2
(0.9 psi) ist größer 20 g/g, bevorzugt größer 23 g/g und besonders bevorzugt größer 25 g/g.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Vernetzer/Monomer-Kombination erhalten die Superabsor
ber eine ausgezeichnete Durchlässigkeit für Flüssigkeiten im gequollenen Zustand unter Bela
stung. Die erfindungsgemäße Vernetzer/Monomer-Kombination ermöglicht eine effiziente und
nachhaltige Oberflächenvernetzung des Polymerisates. Dies ermöglicht die Herstellung von
Superabsorbern, die nach einem Belastungstest zur Überprüfung der Stabilität der Ober
flächenvernetzung (SDOV) noch AUL Werte (63 g/cm2) von mindestens 18 g/g, bevorzugt
größer 20 g/g und besonders bevorzugt größer 22 g/g aufweisen.
Der Quelldruck der erfindungsgemäßen Polymerisate ist hoch und beträgt nach einer Meßzeit
von 20 Minuten mindestens 600 g, bevorzugt mindestens 800 g, und besonders bevorzugt grö
ßer 900 g.
Die erfindungsgemäßen hydrophilen Superabsorber finden überall dort ihre Verwendung, wo
wäßrige Flüssigkeiten absorbiert werden müssen. Dazu gehören beispielsweise die allgemein
bekannten Anwendungen für Superabsorber in Hygieneartikeln in Form von Windeln für
Kleinkinder und Inkontinenzprodukten für Erwachsene, in Damenbinden, in Wundpflastern, in
Lebensmittelverpackungen, im Agrarbereich bei der Pflanzenaufzucht, in Kabelisolierungen,
in absorbierenden Flächengebilden aus Papier, wasserlöslichen Polymeren und thermoplasti
schen Kunststoffen und Schäumen, sowie als Wirkstoffträger mit der Aufgabe der zeitlich ver
zögerten Freisetzung an die Umgebung.
In den folgenden Beispielen werden die Herstellung und Eigenschaften der erfindungsgemä
ßen Polymerisate erläutert und in dem Kapitel Prüfmethoden werden die Vorschriften zur
Bestimmung der Eigenschaften der Superabsorber beschrieben.
Die Retention wird nach der in der EP 514 724 (Seite 4, Zeilen 6-22) beschriebenen Methode
gemessen.
Die Flüssigkeitsaufnahme unter Druck (AUL) wird nach der in der EP 514 724 (Seite 4, Zeilen
23-28) beschriebenen Methode bestimmt. Der AUL 63 wird bei einem Druck von 63 g/cm2
(0,9 psi) gemessen, der AUL 21 (0,3 psi) bei 21 g/cm2.
Die Löslichen Anteile (1 h und 16 h) werden wie in der US 4 654 039 beschrieben bestimmt,
mit der Ausnahme, daß als Testflüssigkeit statt synthetischem Urin eine 0,9%-ige Kochsalzlö
sung verwendet wird.
Die Restmonomeren (RM) werden aus dem Filtrat von der Bestimmung der löslichen Anteile
mittels HPLC-Methode ermittelt und nach dem Verfahren des inneren Standards ausgewertet.
Der Quelldruck wird in einem Stevens-LFRA Texture Analyser (Einstellung: Speed:
1,0 mm/sec; Distance 00, Hold-Stellung) bestimmt. Dazu werden in einem Messzylinder von
7,4 cm Höhe und 2,7 cm Durchmesser 0,500 g des Pulvers (Kornfraktion 300-600 mm) einge
wogen und mit 10 ml 0,9%-iger Kochsalzlösung versetzt. Sodann wird der Messzylinder(Höhe
3,5 cm, Durchmesser 2,5 cm) in den Zylinder so eingefahren, bis der Stand der Unterkante des
zylindrischen Meßkörpers von der Oberfläche der sich im Meßzylinder befindlichen Probe
12 mm beträgt. Durch die Ausdehnung des Gels wird der Meßzylinder nach oben gegen eine
Zwei-Weg-Kraftmeßzelle gedrückt und am Gerät in Gramm angezeigt. Der Quelldruck QD
wird nach verschiedenen Zeiten gemessen.
Mit Hilfe dieses Tests wird die Fähigkeit eines Superabsorbers, unter einem definierten
Druck Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir herauszusaugen, bestimmt. Dies ge
schieht mittels einer saugflächenreduzierten Zylindereinheit. Im Gegensatz zur üblichen
Methode zur Bestimmung der Absorption gegen Druck (Absorption Against Pressure)
wird auch der Flüssigkeitstransport in xy-Richtung (Permeabilität) in der Gelschicht
betrachtet.
Als Zylindereinheit wird bei der Messung die in der EP 640 330, S. 14, beschriebene
Meßapparatur benutzt.
Diese Apparatur wird dahingehend modifiziert, daß ein Teil des Siebbodens mit einer
flüssigkeitsundurchlässigen Schicht abgedeckt wird. In der Mitte des Siebbodens bleibt,
zentrisch angeordnet, eine kreisrunde Öffnung, durch die die Flüssigkeitsaufnahme er
folgt.
Die verbleibende Saugfläche kann z. B. 9, 14, 17, 25, 34 oder 60% der ursprünglichen
Fläche von 28,27 cm2 betragen.
Die prozentuale Saugfläche, bezogen auf die übliche AAP-Fläche von 28,27 cm2 wird
als Index Ax angegeben:
- - AAP-A9 (Saugfläche 18 mm ∅)
- - AAP-A14 (Saugfläche 23 mm ∅)
- - AAP-A17 (Saugfläche 25 mm ∅)
- - AAP-A25 (Saugfläche 30 mm ∅)
- - AAP-A34 (Saugfläche 35 mm ∅)
- - AAP-A60 (Saugfläche 46,5 mm ∅)
Es werden 0,900 ± 0,005 g des Superabsorbers eingewogen und möglichst gleichmäßig
auf das Siebgewebe des Plastikzylinders (∅ 6 cm, Höhe = 5 cm, Siebgewebe:
400 mesh = 37 µm) im Boden gestreut und mit einem definierten Gewicht belastet. Die Be
lastung beträgt wahlweise 20 g/cm2 bzw. 50 g/cm2.
Die Zylindereinheit (Plexiglaszylinder mit flächenreduziertem Siebgewebe, SAP, Ab
deckplatte und Gewicht) wird gewogen und auf eine mit Filterpapier (Schleicher und
Schüll, Schwarzband 589; ø = 11 cm) abgedeckte, mit Flüssigkeit getränkte Filterplatte
(ø = 12 cm, Porosität = 0; z. B. Schott-Keramikfilter Duran) gestellt. Die Filterplatte
liegt bis zu ihrer Oberkante in der Flüssigkeit. In der Regel wird 0,9%ige NaCl-Lösung
verwendet, andere Prüflösungen wie z. B. synthetischer Urin sind ebenfalls verwendbar.
Überstehende Flüssigkeit ist zu vermeiden.
Man läßt das SAP eine definierte Zeit saugen. In der Regel beträgt die Standzeit 60 Mi
nuten; optional sind andere Zeiträume möglich. Durch Rückwaage der Zylindereinheit
kann die Absorption gegen Druck bei reduzierter Saugfläche (AAP-AX) bestimmt wer
den. Es ist jeweils mindestens eine Doppelbestimmung durchzuführen. Zur Berechnung
der prozentualen Kapazität wird auch der AAP-Wert mit der entsprechenden Belastung
ermittelt.
Die Berechnung des flächenreduzierten AAP-Ax Wertes erfolgt mit folgender Formel:
{AAP-AX}: Absorption gegen Druck bei reduzierter Saugfläche [g/g]
A: Gewicht der Zylindergruppe vor dem Saugen [g]
B: Gewicht der Zylindergruppe nach dem Saugen [g]
E: Einwaage des Superabsorbers [g]
A: Gewicht der Zylindergruppe vor dem Saugen [g]
B: Gewicht der Zylindergruppe nach dem Saugen [g]
E: Einwaage des Superabsorbers [g]
Ein zylindrischer Hohlkörper aus Korund mit einem inneren Durchmesser und einer inneren
Länge von je ca. 8 cm wird mit 20 g Superabsorberpulver und etwa 130 g zylindrischen
Korund-Körpern, die einen Durchmesser bzw. eine Länge von je 1,27 cm haben, gefüllt und
mit einer Geschwindigkeit von 150 U/min gedreht. Nach 10 Minuten beendet man den Stabili
tätstest und bestimmt die Absorption unter Druck (AUL 63).
Bei diesem Test wird die Zeit gemessen, in der 1 g Superabsorber 20 g einer 0,9%igen Koch
salzlösung bei Raumtemperatur aufsaugt. Der Ablauf dieser Prüfung ist in der EP 443 627,
Seite 12, "Free-Swell-Rate", geschildert.
- a) 400 kg/h einer 33%igen Monomerlösung aus mit Natronlauge zu 70 Mol% teilneu
tralisierter Acrylsäure, 3,5 Gew.-% (bezogen auf Acrylsäure) Methoxypolyethylengly
kol(22EO)methacrylat, 0,35 Gew.-% (bezogen auf Acrylsäure) Trimethylolpropan-triacry
lat und 0,4 Gew.-% Natriumcarbonat (bezogen auf Acrylsäure) werden kontinuierlich mit
Stickstoff gespült und bei 4-5°C mit folgenden Katalysatorlösungen vermischt: 100 ppm
Wasserstoffperoxid, 150 ppm Natriumperoxidisulfat und 100 ppm Azoisobutyroamidin
dihydrochlorid. Zur kontinuierlichen Polymerisation auf einem Endlosband werden 15 ppm
Ascorbinsäure zugegeben. Nach 40 Minuten Polymerisationszeit wird das entstandene Gel
zerkleinert und auf einem Bandtrockner bei 160°C Lufttemperatur getrocknet.
Nach dem Mahlen und Absieben auf 150-850 µm wird das Polymer zwischengelagert.
Eigenschaften des Vorproduktes:
Retention: 39,5 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 9,3%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 14,1% - b) Nachvernetzung des Vorproduktes:
Das nach Vergleich 1a) gewonnene pulverförmige Polymer wird bei einem Durchsatz von 80 kg/h in einem Paddelmischer (2000 U/min) kontinuierlich mit 1,5% einer Lösung aus 1 TL Ethylencarbonat und 2 TL Wasser besprüht und in einem mit beheizten Mischelementen ausgerüsteten Paddeltrockner erwärmt.
Dampftemperatur: 190°C
Heizfläche: 1,6 m2
mittlere Verweilzeit: 20 min.
Nach Kühlung des Produktes erfolgt eine Schutzsiebung bei 850 µm.
Eigenschaften des nachvernetzten Produktes:
Retention: 33,5 g/g
AUL (21 g/cm2): 31 g/g
AUL (63 g/cm2): 18 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 6,4%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 11,0%
SG: 33 s
AUL (63 g/cm2)n. SDOV: 12 g/g
QD (20'): 496 g
- a) Wie in Vergleich 1a) werden 400 kg/h einer 33%igen Monomerlösung aus mit Na
tronlauge zu 70 Mol-% teilneutralisierter Acrylsäure und 0,3 Gew.-% 15EO-Trimethy
lolpropan-triacrylat kontinuierlich initiiert, polymerisiert und zu einem pulverförmigen
Harz aufgearbeitet.
Retention: 42 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 12,0%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 19,5% - b) Nachvernetzung
Das nach Vergleich 2a) gewonnene pulverförmige Polymer wird wie in Vergleich 1b) behandelt. Die resultierenden Produkteigenschaften sind wie folgt:
Retention: 31 g/g
AUL (21 g/cm2): 30 g/g
AUL (63 g/cm2): 17 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 6,5%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 20,5%
SG: 62 s
AUL (63 g/cm2) nach SDOV: 12 g/g
QD (20'): 528 g
- a) Wie in Vergleichsbeispiel 1a) wird eine 70 Mol-% teilneutralisierte Acrylsäurelösung,
die - bezogen auf Acrylsäure - 3,5% Methoxypolyethylenglykol(22EO)methacrylat, 0,2%
Trimethylolpropan-triacrylat, 0,3% Polyethlenglykol(10EO) monoallylether-acrylat ent
hält, polymerisiert und zu einem pulverförmigen Harz mit den folgenden Eigenschaften
aufgearbeitet:
Retention: 41 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 6,1%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 9,5% - b) Nachvernetzung
Das nach Beispiel 1a) gewonnene pulverförmige Polymer wird wie in Vergleichsbeispiel 1 b) nachbehandelt und hat dann die folgenden Eigenschaften:
Retention: 34 g/g
AUL (21 g/cm2): 34 g/g
AUL (63 g/cm2): 25,5 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 4,8%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 9,4%
SG: 30 s
AUL (63 g/cm2) nach SDOV: 19 g/g
QD (20'): 810 g
- a) Wie in Vergleichsbeispiel 1a) werden 400 kg/h einer zu 70 Mol-% teilneutralisierten
Acrylsäurelösung, die - bezogen auf Acrylsäure - 3,5% Methoxypolyethylenglykol(22EO)-
methacrylat, 0,2% Trimethylolpropan-triacrylat und 0,4% Polyethlenglykol(10EO)-mo
noallylether-acrylat enthält, polymerisiert, getrocknet, gemahlen und auf die Kornfraktion
150-850 µm abgesiebt.
Retention: 38,5 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 5,8%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 7,6% - b) Nachvernetzung:
Das nach Beispiel 2 gewonnene Polymer wird wie in Vergleichsbeispiel 1b) beschichtet und thermisch behandelt. Es hat die folgenden Kenndaten:
Retention: 32 g/g
AUL (21 g/cm2): 33,5 g/g
AUL (63 g/cm2): 25,5 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 4,8%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 7,0%
SG: 33 s
AUL (63 g/cm2) nach SDOV: 20 g/g
QD (20'): 960 g
- a) Wie in Vergleichsbeispiel 1a) werden 400 kg/h einer zu 70 Mol-% teilneutralisierten
Acrylsäurelösung, die - bezogen auf Acrylsäure - 3,5% Methoxypolyethylenglykol(22EO)-
methacrylat, 0,3% 3-EO-Trimethylolpropan-triacrylat und 0,4% Polyethlenglykol(10EO)-
monoallylether-acrylat enthält, durch Zugabe der in Vergleichsbeispiel 1a) genannten Ini
tiatoren polymerisiert. Das erhaltene Gel wird zerkleinert, getrocknet, gemahlen und auf
150-850 µm abgesiebt. Es wurden an dem Vorprodukt die folgenden Eigenschaften be
stimmt:
Retention: 36 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 5,0%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 6,6% - b) Nachvernetzung:
Wie in Vergleichsbeispiel 1b) werden 80 kg/h Polymer aus Beispiel 3a) mit 1,5% Ethy lencarbonatlösung vermischt und anschließend im Paddeltrockner erwärmt. Das gewonnene Polymer zeigt folgende Kenndaten:
Retention: 32 g/g
AUL (21 g/cm2): 34 g/g
AUL (63 g/cm2): 24 g/g
Lösliche Anteile nach 1 Std.: 2,7%
Lösliche Anteile nach 16 Std.: 6,8%
SG: 28 s
AUL (63 g/cm2) nach SDOV: 18 g/g
In den Beispielen 4-20 und Vergleichsbeispielen 3-8 wird nach der folgenden Richtrezeptur
polymerisiert und nachvernetzt:
In einem zylindrischen Kunststoffgefäß wird ein Polymerisationsansatz von insgesamt 1000 g
zubereitet. Dazu werden 280 g Acrylsäure sowie die verwendeten Vernetzer, Comonomere
und weitere Komponenten in vollentsalztem Wasser angesetzt. Unter Rühren und Kühlen wird
mit 50%-iger Natronlauge bis zu einem Neutralisationsgrad von 70% teilneutralisiert. Die
Lösung wird auf 7-8°C abgekühlt und mit Stickstoff solange durchperlt, bis der Sauerstoffge
halt in der Monomerenlösung auf einen Wert von unter 0,2 ppm abgesunken ist. Anschließend
gibt 100 ppm Azo-bis(2-amidinopropan)dihydrochlorid gelöst in 10 g VE-Wasser, 300 ppm
Natriumpersulfat, gelöst in 6 g VE-Wasser, 70 ppm Wasserstoffperoxid (35%-ig) gelöst in 1 g
VE-Wasser hinzu. Danach wird die Polymerisation durch Zugabe von 9 ppm Ascorbinsäure
gelöst in 2 g Wasser gestartet, worauf eine deutliche Temperaturerhöhung eintritt. Nach Been
digung der Polymerisation wird der gelartige Polymerblock zerkleinert, gewölft und getrock
net. Das Polymer wird anschließend gemahlen und auf die Kornfraktion 150-800 µ abgesiebt.
Nachvernetzung:
100 g des abgesiebten Polymeren wird unter kräftigem Durchmischen mit einer Lösung aus 0,5 g Ethylencarbonat, 2 g VE-Wasser und 4 g Aceton vermischt und anschließend für 25 Mi nuten in einem Ofen auf eine Temperatur von 180°C erhitzt.
100 g des abgesiebten Polymeren wird unter kräftigem Durchmischen mit einer Lösung aus 0,5 g Ethylencarbonat, 2 g VE-Wasser und 4 g Aceton vermischt und anschließend für 25 Mi nuten in einem Ofen auf eine Temperatur von 180°C erhitzt.
Die Zusammensetzung der Superabsober bezüglich der Vernetzer, Comonomere und weiterer
Komponenten sowie die Produkteigenschaften sind in den Tabellen 1 bis 3 aufgeführt.
Man erkennt aus der Tabelle, daß die erfindungsgemäßen Beispiele Polymerisate mit einer
Kombination guter Eigenschaften liefern:
Retention: < 30 g/g
Absorption unter Druck (49 g/cm2): < 20 g/g
Absorption unter Druck (63 g/cm2): nach SDOV < 18 g/g
Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme: < 40 s
Lösliche Anteile (16 h): < 10%
Quelldruck (20 Min): < 800 g
Retention: < 30 g/g
Absorption unter Druck (49 g/cm2): < 20 g/g
Absorption unter Druck (63 g/cm2): nach SDOV < 18 g/g
Geschwindigkeit der Flüssigkeitsaufnahme: < 40 s
Lösliche Anteile (16 h): < 10%
Quelldruck (20 Min): < 800 g
Bei den Vergleichsbeispielen zeigt es sich, daß zwar durch Variation der Vernetzermenge ein
zelne Meßwerte, aber nicht die gesamte Kombination der erfindungsgemäßen guten Eigen
schaften zu erreichen ist.
Entsprechend dem Beispiel 1 wurden weitere Versuche mit folgenden Vernet
zer/Monomerkombinationen durchgeführt, wobei die Mengenangaben Gew.% auf Acrylsäure
bedeuten:
Gemäß der allgemeinen Rezeptur aus den Beispielen 4-20 wurden weitere erfindungsgemäße
superabsorbierende Polymere unter Mitverwendung von Triallylamin als Vernetzerkomponen
te III hergestellt. Im Beispiel 27 wurden nach der Neutralisation der Acrylsäure 0,4 g Natrium
carbonat zugefügt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Gemäß der allgemeinen Rezeptur von Beispiel 1 wurde ein Versuch mit einer Vernet
zer/Monomerkombination aus 2,5 Gew.% Methoxypolyethylenglykol(22EO)-methacrylat,
0,35 Gew.% Polyethylenglykol(10EO)-monoallylether-acrylat und 0,12 Gew.% Triallylamin
durchgeführt. Das Vorprodukt hatte eine Retention von 38 g/g, das nachvernetzte Produkt
hatte eine Retention von 32,5 g/g, einen AUL (63 g/cm2) von 26,5 g/g einen AUL nach SDOV
von 20 g/g, einen Quelldruck von 1340 g (n. 20') bzw. 1080 g (n. 2 h) und 6,4% lösliche
Anteile (nach 16 h).
Anhand dieser Beispiele wird gezeigt, wie sich durch Verwendung von Methoxypolyethylen
glycol-Methacrylat als Comonomer die Permeabilität der gequollenen Gelschicht verbessert.
Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt.
Gemäß der allgemeinen Rezeptur von Beispiel 1 wurde ein Versuch mit einer Vernet
zer/Monomerkombination aus 1 Gew.% Methoxypolyethylenglykol(17EO)-methacrylat,
0,3 Gew.% Polyethylenglykol(10EO)-monoallylether-acrylat und 0,1 Gew.% 3-EO-Trimethy
lolpropan-triacrylat durchgeführt. Das Vorprodukt hatte eine Retention von 37,5 g/g, das
nachvernetzte Produkt hatte eine Retention von 32,5 g/g, einen AUL (63 g/cm2) von 23,5 g/g
und 8,5% lösliche Anteile (nach 16 h).
Gemäß der allgemeinen Rezeptur von Beispiel 1 wurde ein Versuch mit einer Vernet
zer/Monomerkombination aus 2 Gew.% Methoxypolyethylenglykol(17EO)-methacrylat,
0,3 Gew.% Polyethylenglykol(10EO)-monoallylether-acrylat und 0,1 Gew.% 3-EO-Trimethy
lolpropan-triacrylat durchgeführt. Das Vorprodukt hatte eine Retention von 37,5 g/g, das
nachvernetzte Produkt hatte eine Retention von 31,5 g/g, einen AUL (63 g/cm2) von 24,5 g/g
und 8,5% lösliche Anteile (nach 16 h).
Gemäß der allgemeinen Rezeptur von Beispiel 1 wurde ein Versuch mit einer Vernet
zer/Monomerkombination aus 3 Gew.% Methoxypolyethylenglykol(17EO)-methacrylat,
0,3 Gew.% Polyethylenglykol(10EO)-monoallylether-acrylat und 0,1 Gew.% 3-EO-Trimethy
lolpropan-triacrylat durchgeführt. Das Vorprodukt hatte eine Retention von 39 g/g, das nach
vernetzte Produkt hatte eine Retention von 32 g/g, einen AUL (63 g/cm2) von 23,5 g/g und 6,5 %
lösliche Anteile (nach 16 h).
Gemäß der allgemeinen Rezeptur von Beispiel 1 wurde ein Versuch mit einer Vernet
zer/Monomerkombination ohne Methoxypolyethylenglykol(17EO)-methacrylat, bestehend aus
0,3 Gew.% Polyethylenglykol(10EO)-monoallylether-acrylat und 0,1 Gew.% 3-EO-Trime
thylolpropan-triacrylat durchgeführt. Das Vorprodukt hatte eine Retention von 33 g/g, das
nachvernetzte Produkt hatte eine Retention von 32 g/g, einen AUL (63 g/cm2) von 19,5 g/g
und 7,6% lösliche Anteile (nach 16 h).
An kommerziell erhältlichen Superabsorbern wird der AAP50-A34 bestimmt. Die Meßwerte
belegen, daß die Produkte die erfindungsgemäß geforderten Grenzwerte nicht erreichen
(Tabelle 6).
Claims (12)
1. Verwendung einer Vernetzer/Monomer-Kombination aus
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
zur Herstellung von wäßrige Flüssigkeiten absorbierenden Polymerisaten, aufgebaut aus teilneutralisierten monoethylenisch ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren, gegebenenfalls weiteren, damit copolymerisierbaren Monomeren und gegebenenfalls als Pfropfgrundlage geeigneten Polymeren.
- A) 0 bis 1,0 Gew.-% CH2=CR6-CO-(OCHR3-CHR3)zO-CH2-CR6=CH2
- B) 0,1 bis 10 Gew.-% CH2=CR6-R5-(OCHR3-CHR3)vOR4 und
- C) 0,01 bis 1,0 Gew.% R1-[O(CHR3-CHR3O)u-CO-R2]x und/oder Di- bzw. Triallylamin und/oder Bisacrylamiden,
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
zur Herstellung von wäßrige Flüssigkeiten absorbierenden Polymerisaten, aufgebaut aus teilneutralisierten monoethylenisch ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren, gegebenenfalls weiteren, damit copolymerisierbaren Monomeren und gegebenenfalls als Pfropfgrundlage geeigneten Polymeren.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vernetzer I zu
0,05 bis 1,0 Gew.-%, das Monomer II zu 0,5 bis 5,0 Gew.-% und der Vernetzer
III zu 0,05 bis 0,6 Gew.-% bezogen auf die gesamten Monomeren eingesetzt
werden.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vernetzer I zu 0,1 bis 0,4 Gew.-%, das Monomer II zu 1,0 bis 3,5 Gew.-% und
der Vernetzer III zu 0,05 bis 0,3 Gew.-% bezogen auf die gesamten
Monomeren eingesetzt werden.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vernetzer nach I aus der Gruppe der Allylpolyethylenglykol-
(meth)acrylsäureester, die Monomere nach II aus der Gruppe der
Methylpolyethylenglykol-(meth)acrylate und die Vernetzer nach III aus der
Gruppe der Trimethylolpropanoxethylat-(meth)acrylsäureester, der
Glycerinoxethylat-(meth)acrylsäureester, der Pentaerythrit-oxethylat-(meth)-
acrylsäureester, der Polyethylenglykol-α-ω-di(meth)acrylsäureester und Di-
bzw. Triallylamin, N,N-Methylenbisacrylamid und Bisacrylamidoessigsäure
ausgewählt sind.
5. Wäßrige Flüssigkeiten absorbierendes vernetztes Polymerisat, aufgebaut aus
aus
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
und gegebenenfalls eines üblichen Nachvernetzungsmittels ausgewählt aus der Gruppe der Polyole, Polyepoxide, Polyamine oder Alkylencarbonate herstellbar ist.
- a) teilneutralisierten, monoethylenisch ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure, Maleinsäure, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure oder deren Gemischen
- b) 0 bis 40 Gew.-% weiteren, mit den Säuregruppen tragenden Monomeren copolymerisierbaren Monomeren aus der Gruppe (Meth)acrylamid, (Meth)acrylnitril, Vinylpyrrolidon, Vinylacetamid, Hydroxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl(meth)acrylate, Alkylaminopropylacrylamide, Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid oder deren Gemischen
- c) 0 bis 30 Gew.-% von als Pfropfgrundlage geeigneten, wasserlöslichen Polymeren aus der Gruppe der teil- oder vollverseiften Polyvinylalkohole, Stärke, Stärkederivate, Polysaccharide, Cellulose, Cellulosederivate, Polyacrylsäuren, Polyglykole oder deren Gemischen,
aus
- A) 0 bis 1,0 Gew.-% CH2=CR6-CO-(OCHR3-CHR3)zO-CH2-CR6=CH2
- B) 0,1 bis 10 Gew.-% CH2=CR6-R5-(OCHR3-CHR3)vOR4 und
- C) 0,01 bis 1,0 Gew.-% R1-[O(CHR3-CHR3O)u-CO-R2]x und/oder Di- bzw. Triallylamin und/oder Bisacrylamiden,
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
und gegebenenfalls eines üblichen Nachvernetzungsmittels ausgewählt aus der Gruppe der Polyole, Polyepoxide, Polyamine oder Alkylencarbonate herstellbar ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines wäßrige Flüssigkeiten absorbierenden,
vernetzten Polymerisates nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine
wäßrige Lösung aus
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
unter Zusatz von Radikalbildnern nach dem Verfahren einer Lösungs- oder Suspensionspolymerisation zu einem Hydrogel polymerisiert, zerkleinert, getrocknet, gemahlen und gesiebt wird, und gegebenenfalls die Polymerisate mit einem üblichen Oberflächenvernetzer behandelt werden und die Oberflächenvernetzung bei 120 bis 250°C durchgeführt wird.
- a) teilneutralisierten, monoethylenisch ungesättigten Säuregruppen tragenden Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylsulfonsäure, (Meth)allylsulfonsäure, Maleinsäure, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure oder deren Gemischen
- b) 0 bis 40 Gew.-% weiteren, mit den Säuregruppen tragenden Monomeren, copolymerisierbaren Monomeren aus der Gruppe (Meth)acrylamid, (Meth)acrylnitril, Vinylpyrrolidon, Vinylacetamid, Hydroxyethylacrylat, Alkylaminoalkyl(meth)acrylate, Alkylaminopropylacrylamide, Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid oder deren Gemischen
- c) 0 bis 30 Gew.-% von als Pfropfgrundlage geeigneten, wasserlöslichen Polymeren aus der Gruppe aus teil- oder vollverseiften Polyvinylalkoholen, Stärke oder Stärkederivaten, Polysacchariden, Cellulose oder Cellulosederivaten, Polyacrylsäuren, Polyglykolen oder deren Gemischen
- A) 0 bis 1,0 Gew.-% CH2=CR6-CO-(OCHR3-CHR3)zO-CH2-CR6=CH2
- B) 0,1 bis 10 Gew.-% CH2=CR6-R5-(OCHR3-CHR3)vOR4 und
- C) 0,01 bis 1,0 Gew.% R1-[O(CHR3-CHR3O)u-CO-R2]x und/oder Di- bzw. Triallylamin und/oder Bisacrylamiden,
mit
R1: mehrwertiges C2-10-Alkyl,
R2: linear oder verzweigt C2-10-Alkenyl,
R3: H, CH3, C2H5,
R4: H, linear oder verzweigt C1-10-Alkyl,
R5: CO, CH2,
R6: H, CH3,
x: 2-6,
u: 0-15,
v: 1-45,
z: 3-20
unter Zusatz von Radikalbildnern nach dem Verfahren einer Lösungs- oder Suspensionspolymerisation zu einem Hydrogel polymerisiert, zerkleinert, getrocknet, gemahlen und gesiebt wird, und gegebenenfalls die Polymerisate mit einem üblichen Oberflächenvernetzer behandelt werden und die Oberflächenvernetzung bei 120 bis 250°C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächenbehandlung und Vernetzung mehrmals durchgeführt wird.
8. Verwendung von Polymerisaten nach Anspruch 5 als Absorptionsmittel für
Wasser und wäßrige Flüssigkeiten.
9. Verwendung von Polymerisaten nach Anspruch 5 in Konstruktionen zur
Aufnahme von Körperflüssigkeiten.
10. Verwendung von Polymerisaten nach Anspruch 5 als Wasser oder wäßrige
Flüssigkeiten absorbierende Komponente in strom- oder lichtleitenden Kabeln,
als Komponente in Verpackungsmaterialien, als Bodenverbesserungsmittel und
bei der Pflanzenaufzucht.
11. Verwendung der Polymerisate nach Anspruch 5 in Wasser oder wäßrige
Flüssigkeiten absorbierenden, geschäumten oder nicht geschäumten
Flächengebilden.
12. Verwendung von Polymerisaten nach Anspruch 5 als Trägersubstanz für
Düngemittel oder andere Wirkstoffe, die wieder über einen längeren Zeitraum
an die Umgebung abgegeben werden.
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