Абсорбирующая полимерная композиция

Абсорбирующая полимерная композиция

Реферат

 

Использование: в производстве полимерных материалов и изделий, абсорбирующих жидкость, такую как вода и экссудаты организма. Сущность изобретения: абсорбирующая полимерная композиция состоит из частиц практически водонерастворимого гидрогельобразующего полимера со среднемассовым размером 20-1500 мкм и их агрегатов. Агрегаты частиц образованы при взаимодействии исходных полимерных частиц с поперечно-сшивающим агентом. Среднемассовый размер агрегатов превышает среднемассовый размер исходных полимерных частиц перед сшивкой не менее, чем на 50%. Свойства композиций: среднемассовый сдвиг 32,6-157%, абсорбционная способность 33,5-39,2 г/г, скорость набухания 14,6-38,7 г/г/с, площадь поверхности 0,033-0,169 см²/г. 8 з. п. ф-лы, 25 ил., 1 табл.

Изобретение относится к усовершенствованным корпускулярным, абсорбирующим полимерным композициям. Такими полимерными композициями являются те, которые при взаимодействии с текучими средами (т.е. жидкостями), такими как вода или экссудаты органов, набухают и поглощают такие текучие среды. Эти полимерные композиции особенно пригодны как таковые или в абсорбирующих составах, таких как структуры волокнистого материала, которые могут быть введены в абсорбирующие изделия, например, пленки, прокладки от недержания взрослых, гигиенические салфетки и так далее. Изобретение также относится к способам получения таких полимерных композиций.

Корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции способны абсорбировать большие количества текучих сред, таких как вода или экссудаты организма, и способны также удерживать такие абсорбированные текучие среды при умеренных давлениях. Эти характеристики абсорбции таких полимерных композиций придают им особую пригодность для введения в абсорбирующие изделия, такие как пленки. Например, патент США N 3699103, выданный на имя Харпера и др. 13 июня 1972 г. и патент США N 3670731, выданный на имя Хармона и др. 20 июня 1972 г. раскрывают использование корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций (также упоминаемых как гидрогелевые, гидроколлоидные или сверхабсорбирующие материалы) в абсорбирующих изделиях.

Однако традиционные корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции имеют ограничение в том, что степень поглощения текучей среды намного ниже, нежели в традиционных целлюлозных волокнах, вследствие низкого отношения площади поверхности к массе составляющих частиц полимерной композиции. Отношение площади поверхности к массе частиц корпускулярной, абсорбирующей полимерной композиции является важным фактором, поскольку данное отношение может управлять степенью полного поглощения жидкости объемной полимерной композиции. Отношение площади поверхности к массе, а следовательно, степень поглощения текучей среды можно существенно повысить путем снижения средневесового размера частиц в объемной полимерной композиции. Однако, когда эти маленькие частицы или мелочь набухают при взаимодействии с жидкостями, частицы, введенные в волокнистый материал, легко устремляются в межволоконные капилляры материала. Разбухшая или частично разбухшая мелочь может также образовать коагулированный гель, частицы которого прижимаются друг к другу под действием сил поверхностного натяжения текучих сред, что приводит к образованию гелевого барьера. В любом случае сопротивление к потоку текучей среды по всей структуре возрастает, как только каналы потока текучей среды блокируются в пределах волокнистого материала или гелевой массы, что приводит к заметному снижению проницаемости. Эти феномены обычно упоминаются как "гелевое блокирование".

Одна попытка нарушить эту взаимосвязь между степенью поглощения текучей сред и гелевым блокированием заключалась в агломерации, посредством воды, множества маленьких частиц в более крупные частицы "ядер". Такие водо-агломерационные методики раскрыты в выложенной заявке на патент Японии SHO 61 (1986) N 97333 и выложенной заявке на патент Японии SHO 61 (1986) N 101586. В то время как водо-агломерация частиц не приводит к умеренному повышению в степени поглощения текучей среды вследствие возросшего отношения площади поверхности к массе более крупных частиц, водо-агломерированные частицы распадаются при взаимодействии и/или набухании с водным раствором. Это приводит к концентрации набухших или частично набухших, свободных мелкодисперсных частиц, которая способствует увеличению эффекта гелевого блокирования посредством описанных выше механизмов.

Другой попыткой решения данной проблемы явилась поверхностная обработка дискретных частиц. Один специфический метод поверхности обработки заключается в поверхностном сшивании дискретных частиц с тем, чтобы каждая отдельная частица имела более высокую плотность сшивки среди полимерных цепей на или вблизи поверхности частиц. Такие методики поверхностной сшивки раскрыты в патенте США N 4666983, выданном на имя Цубакимото и др. 19 мая 1987 г. и патенте США N 4734478, выданном на имя Цубакимото и др. 29 марта 1988 г.

Ближайшим аналогом изобретения является описанная в патенте США N 4734478 абсорбирующая полимерная композиция, состоящая из частиц практически водонерастворимого гидрогельобразующего абсорбирующего полимера, сшитых в поверхностном слое поперечно-сшивающим агентом. Образование связей сшивки между частицами не описано в данном аналоге. При помощи описанной технологии не увеличивается среднемассовый размер частиц полученных продуктов на 50% как это происходит в настоящем изобретении.

Поверхностное сшивание частиц приводит к умеренному снижению одной формы вышеприведенного гелевого блокирования путем снижения тенденции дискретных частиц коагулировать в непроницаемую гелевую массу во время набухания. Однако степень поглощения текучей среды частиц не повышается, т.к. отношение площади поверхности к массе частиц остается относительно постоянным.

Поэтому изобретение предусматривает решение вышеуказанных проблем в создании усовершенствованных корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, имеющих высокую степень поглощения текучей среды с минимальными свойствами гелевого блокирования.

Цель изобретения создание корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций с высокой степенью поглощения текучей среды.

Другая цель изобретения получение корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, проявляющих минимальные свойства гелевого блокирования.

Еще одна цель изобретения создание корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, которые имеют высокую резистентность к сжатию во время использования (т. е. во время набухания), с целью сохранения и/или повышения проницаемости абсорбирующих продуктов, включающих такие полимерные композиции.

Другая цель изобретения создание корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, имеющих минимальный распад мелких частиц при взаимодействии с текучей средой или при набухании.

Еще одна цель изобретения получение корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, имеющих минимальное количество свободной мелочи в сухом состоянии.

Дополнительная цель изобретения получение корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций, которые достигают заранее установленных степеней поглощения текучей среды, путем выбора специфических характеристик предшествующих частиц, таких как средневесовой размер частиц или абсорбционная способность.

Другая цель изобретения создание способа получения таких корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций.

Еще одна цель изобретения получение усовершенствованных абсорбирующих продуктов, абсорбирующих элементов и абсорбирующих изделий (таких как пеленки или гигиенические салфетки), включающих корпускулярные, абсорбирующие композиции в соответствии с изобретением.

Изобретение предлагает усовершенствованные корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции, состоящие из частиц практически водонерастворимого гидрогельобразующего абсорбирующего полимера и их агрегатов, образованных при взаимодействии названных исходных полимерных частиц с поперечно-сшивающим агентом, отличающиеся тем, что названные полимерные частицы имеют среднемассовый размер от 20 до 1500 мкм, а среднемассовый размер агрегированных в процессе поперечной сшивки частиц превышает среднемассовый размер исходных полимерных частиц перед сшивкой не менее, чем на 50% Среднемассовый размер агрегированных полимерных частиц превышает среднемассовый размер исходных полимерных частиц не менее, чем на 100% Названные полимерные частицы имеют среднемассовый размер не менее 180 мкм.

Абсорбирующая полимерная композиция содержит в качестве частиц практически водонерастворимого гидрогельобразующего полимера частицы карбоксилсодержащего полимера.

В качестве частиц практически водонерастворимого гидрогельобразующего абсорбирующего полимера она содержит частицы полимера, выбранного из группы: привитой сополимер гидролизованного крахмала с акрилонитрилом, привитой сополимер частично нейтрализованного крахмала с акрилонитрилом, привитой сополимер крахмала с акриловой кислотой, привитой сополимер частично нейтрализованного крахмала с акриловой кислотой, омыленный сополимер винилацетата и сложного эфира акриловой кислоты, гидролизованный сополимер акрилонитрила или акриламида, продукт частичной сшивки названных сополимеров, частично нейтрализованная полиакриловая кислота и продукт ее частичной сшивки.

Сшивающим агентом является соединение, выбранное из группы: многоатомный спирт, полиглицидиловый эфир, полифункциональное производное азиридина, полифункциональный амин и полифункциональный изоцианат, соединение, выбранное из группы: глицерин, этиленгликоль, триметилолпропан, 1-2 или 1,3-пропандиол.

Абсорбирующая полимерная композиция содержит поверхностно-сшитые частицы водонерастворимого гидрогельобразующего абсорбирующего полимера, которые имеют влагосодержание менее 50% предпочтительно, менее 20% и, более предпочтительно, менее 10% Когда средневесовой размер частиц полученной полимерной композиции повышен по крайней мере примерно, на 25% относительно средневесового размера частиц предшествующих частиц, образуется достаточное число межчастичных сшитых агрегатов, так что полученная полимерная композиция имеет улучшенные свойства. Межчастичные сшитые агрегаты имеют повышенные структурную целостность (т.е; агрегаты остается интактным в набухшем состоянии и имеет относительно высокую резистентность к сжатию), а также минимальные свойства гелевого блокирования.

При взаимодействии с жидкостью межчастичные сшитые агрегаты набухают в основном изотропно (т.е. набухают в равной мере во всех размерах), даже при умеренных ограничивающих давлениях, и абсорбируют такую жидкость. Изотропное набухание межчастичных сшитых агрегатов достигается за счет того, что межчастичные сшитые агрегаты сохраняют структурные и пространственные взаимосвязи предшествующих частиц даже в набухшем состоянии (т.е. агрегаты сохраняют свою целостность как в сухом, так и в набухшем состоянии). Таким образом, предшествующие частицы, образующие межчастичные сшитые агрегаты, не распадаются при взаимодействии или при набухании с жидкостями (так что межчастичные сшитые агрегаты являются "устойчивыми в текучей среде"), и поэтому гелевое блокирование минимизировано. Кроме того, межчастичные сшитые агрегаты имеют относительно высокие степени поглощения текучей среды для получения быстро постигаемых полимерных композиций вследствие высокого отношения площади поверхности к массе межчастичных сшитых агрегатов. Таким образом, межчастичные сшитые агрегаты изобретения обеспечивают создание полимерной композиции, способной быстро абсорбировать жидкости при минимизации свойств гелевого блокирования.

Изобретение также относится к усовершенствованным корпускулярным, абсорбирующим полимерным композициям, включающим межчастичные сшитые агрегаты, образованные из предшествующих частиц, имеющих относительно малый размер частиц (то есть, мелких предшествующих частиц). При использовании мелких предшествующих частиц с образованием межчастичных сшитых агрегатов отношение площади поверхности к массе агрегатов увеличивается касательно отношения площади поверхности к массе предшествующих частиц, имеющих одинаковый с агрегатом размер частиц, так что полученные полимерные композиции, включающие такие межчастичные сшитые агрегаты, имеют особенно высокие степени поглощения жидкостей (степень набухания) при минимизации их свойств гелевого блокирования путем удаления свободной мелочи из набухшей или частично набухшей полимерной композиции. Эти межчастичные сшитые агрегаты также обеспечивают создание эффективного пути к восстановлению мелочи в сухой композиции блочного полимера, что улучшает эксплуатационные характеристики и обращение с такими полимерными композициями.

Изобретение также относится к абсорбирующим продуктам, абсорбирующим элементам и абсорбирующим изделиям, включающим полимерные композиции изобретения с содержанием межчастичных сшитых агрегатов. Характеристики таких продуктов повышаются за счет создания таких полимерных композиций, имеющих высокие степени поглощения текучей среды с минимальными свойствами гелевого блокирования. Кроме того, более крупный размер межчастичных сшитых агрегатов способствует открыванию капиллярных каналов волокнистых материалов, включающих такие полимерные композиции. Помимо этого, межчастичные сшитые агрегаты минимизируют миграцию набухших или сухих частиц по абсорбирующим структурам вследствие их структурной целостности (то есть, более мелкие частицы остаются сцепленным друг с другом).

Изобретение также относится к способам получения таких полимерных композиций, включающих межчастичные сшитые агрегаты. В способе изобретения межчастичный сшивающий агент наносят на предшествующие частицы; предшествующие частицы физически ассоциируют с образованием множества агрегатов; и межчастичный сшивающий агент подвергают взаимодействию с полимерным материалом предшествующих частиц агрегатов при сохранении физической ассоциации предшествующих частиц с образованием поперечных связей между предшествующими частицами для образования межчастичных сшитых агрегатов. Межчастичные сшитые агрегаты образуются по такой степени, что средневесовой размер частиц полимерной композиции выше по меньшей мере, приблизительно на 25% средневесового размера частиц предшествующих частиц массы. В предпочтительном способе межчастичные сшитые агрегаты также сшиты и поверхностно.

Изобретение поясняется чертежами, на которых: фиг. 1 представляет собой вид в плане пеленки одноразового применения в соответствии с изобретением, на котором большая часть верхнего слоя срезана для того, чтобы более ясно показать подлежащую абсорбирующую сердцевину (вариант абсорбирующего элемента изобретения) пеленка; фиг. 2 представляет собой продольный вид в разрезе только абсорбирующей сердцевины пеленки одноразового действия, взятый вдоль линии разреза 2-2 на фиг. 1; фиг. 3 представляет собой поперечный разрез только абсорбирующий сердцевины пеленки одноразового действия, взятый вдоль линии разреза 3-3 на фиг. 1; фиг. 4 представляет собой перспективный вид абсорбирующего элемента изобретения, используемого в качестве абсорбирующей сердцевины в пеленке одноразового действия, приведенной на фиг. 1; фиг. 5 представляет собой фрагментарный, увеличенный поперечный разрез слоистого абсорбирующего элемента (ламината) изобретения; фиг. 6 представляет собой перспективный вид альтернативного варианта двухслойного абсорбирующего элемента изобретения; фиг. 7 представляет собой разрез двухслойного абсорбирующего элемента на фиг. 6, взятый вдоль линии разреза 7-7 на фиг. 6; фиг. 8 представляет собой вид в плане другого альтернативного варианта абсорбирующего элемента изобретения; фиг. 9 представляет собой перспективный вид еще одного варианта абсорбирующего элемента изобретения; фиг. 10 представляет собой перспективное изображение с вырезом пеленки одноразового действия изобретения, содержащей абсорбирующий элемент, показанный на фиг. 9; фиг. 11 представляет собой вид в плане части абсорбирующего элемента в соответствии с изобретением, показывающий предпочтительную форму зоны принятия; фиг. 12 представляет собой микрофотографию (увеличенную приблизительно в 30 раз) корпускулярной, абсорбирующей полимерной композиции изобретения, полученной в соответствии с примером 6; фиг. 13 представляет собой микрофотографию (увеличенную приблизительно в 60 раз) межчастичного сшитого агрегата изобретения, выбранного из образа, приведенного на фиг. 12; фиг. 14 представляет собой микрофотографию (увеличенную приблизительно в 40 раз) корпускулярной, абсорбирующей полимерной композиции изобретения, выполненной в соответствии с примером 1, при этом средневесовой размер предшествующих частиц равен приблизительно 84 мкм; фиг. 15 представляет собой микрофотографию (увеличенную приблизительно в 110 раз) межчастичного сшитого агрегата изобретения, выбранного из образца, показанного на фиг. 14; фиг. 16 представляет собой перспективный вид абсорбирующего продукта изобретения, содержащего носитель и межчастичный сшитый агрегат изобретения, который присоединен к носителю; фиг. 17 представляет собой изображение в плане с частичным разрезом гигиенической салфетки в соответствии с одним вариантом изобретения; фиг. 18 представляет собой вид сбоку устройства, используемого для измерения давления гелевого расширения корпускулярных, абсорбирующих полимерных композиций изобретения; фиг. 19 представляет собой вид сбоку платформы для установки ступеней устройства, показанного на фиг. 18; фиг. 20 представляет собой вид сверху платформы для установки ступеней устройства, показанного на фиг. 18; фиг. 21 представляет собой вид сверху державки для выравнивания образцов устройства, показанного на фиг. 18; фиг. 22 представляет собой вид сверху держателя образца устройства, показанного на фиг. 18; фиг. 23 представляет собой вид сбоку держателя образца устройства, показанного на фиг. 18; фиг. 24 представляет собой вид сбоку компрессионной опоры устройства, показанного на фиг. 18, и фиг. 25 представляет собой вид сверху компрессионной опоры устройства, показанного на фиг. 18.

Корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции изобретения представляют собой вещества, способные абсорбировать большие количества текучих сред (то есть, жидкостей), таких как вода и/или экссудаты организма (например, моча или менструация), и способные задерживать такие текучие среды при умеренных давлениях. Обычно корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции изобретения набухают и быстро абсорбируют текучие среды при незначительном или нулевом гелевом блокировании.

Как показано на фиг. 12 и 14, полимерные композиции изобретения находятся в корпускулярной форме. Термин "корпускулярный" используют в данном описании для обозначения того, что элементы, содержащие полимерную композицию, находятся в форме дискретных единиц, называемых "частицами". Частицы могут включать гранулы, порошки, шарики, хлопья, волокна, агрегаты или агломераты. Так, частицы могут иметь любую желаемую форму, например, кубическую, стержнеподобную, многогранную, сферическую, округлую, кольцевую, неправильную, хаотическую по размеру неправильную форму (например, порошкообразные продукты агрегатов на стадии измельчения или пульверизации) или форму, имеющую высокое отношение наивысшего размера к наименьшему размеру, как например, игольчатая форма, хлопьевидная форма или волокнистая форма, и так далее. Как показано на фиг. 12 и 14, частицы предпочтительно включают межчастичные сшитые агрегаты, имеющие неправильную форму с беспорядочным размером.

Полимерные композиции изобретения упоминаются в данном описании как включающие "частицы". Следует отметить, однако, что термин "агрегат" используют для обозначения одной "частицы", образованной из двух или более ранее самостоятельных частиц (то есть, "предшествующих частиц"), соединенных друг с другом. Несмотря на то, что специалист без труда определит, какие частицы полимерной композиции являются агрегатами, специальная методика для идентификации таких агрегатов приведены в разделе Методы Испытания. Таким образом, в описании изобретения термин "частица" используют для обозначения полученных звеньев, составляющих полимерную композицию, включая агрегаты, тогда как термин "предшествующие частицы" относится к начальным звеньям, используемым при образовании полученных частиц полимерной композиции, особенно агрегатов. Частицы, образованные из одной предшествующий частицы, специфически упоминаются как неагрегатные частицы.

Хотя частицы и предшествующие частицы могут иметь размеры, варьирующиеся в широких пределах, предпочтительны специфические размеры и распределения размеров частиц. Для целей изобретения степень дисперсности определяют как размер частицы или предшествующей частицы, определяемый гранулометрическим анализом. Так, например, считают, что частица, которая удерживается на стандартном сите N 30 c отверстиями размером 600 мкм, имеет размер частиц более 600 мкм, частица, которая проходит сквозь сито N 30 с отверстиями размером 600 мкм и удерживается на стандартном сите N 35 с отверстиями размером 500 мкм, имеет размер частиц от 500 до 600 мкм, и частица, которая проходит сквозь сито N 35 с отверстиями 500 мкм, имеет размер частиц менее 500 мкм. В предпочтительных вариантах изобретения частицы как правило варьируются по размеру приблизительно от 1 мкм до 2000 мкм в диаметре или поперечном сечении, и более предпочтительно, частицы имеют размер приблизительно от 20 мкм до 1000 мкм.

Кроме того, для целей изобретения средневесовой гранулометрический состав частиц или предшествующих частиц важен при определении характеристик и свойств полимерной композиции. Средневесовой гранулометрический состав данного образца частиц или предшествующих частиц определяет как размер частиц, представляющий собой средний размер частиц образца на массовой основе. Способ определения среднемассового размера частиц образца описан в разделе Методы испытания. В предпочтительных вариантах изобретения среднемассовый размер частиц составляет приблизительно от 100 мкм до 1500 мкм, более предпочтительно, приблизительно от 200 мкм до 1000 мкм.

Полимерные композиции изобретения образуют из полимерных материалов, способных абсорбировать большие количества жидкостей. (Такие полимерные материалы обычно упоминают как гидрогели, гидроколлоиды или сверхабсорбенты. ) Полимерные композиции предпочтительно включают частицы в основном водонерастворимого, абсорбирующего, гидрогельобразующего полимерного вещества. Полимерные вещества, пригодные для частиц полимерных композиций могут широко варьироваться. Специальные полимерные вещества, пригодные в изобретении, будут обсуждены ниже в отношении полимерных веществ, образующих предшествующие частицы.

Корпускулярные, абсорбирующие полимерные композиции изобретения включают межчастичные сшитые агрегаты. Межчастичные сшитые агрегаты представляют собой агрегатные частицы, образованные соединением двух или более ранее самостоятельных предшествующих частиц. Предшествующие частицы соединяют друг с другом посредством межчастичных агентов сшивания, наносимых на первые и подвергаемых условиям (сохраняя физическую ассоциацию предшествующих частиц), достаточным для обеспечения взаимодействия межчастичных агенатов сшивания с полимерным материалом предшествующих частиц, с образованием поперечных связей между предшествующими частицам, образующими агрегат. Фиг. 13 и 15 показывают микрофотографии межчастичных сшитых агрегатов изобретения.

Предшествующие частицы образуют межчастичные сшитые агрегаты изобретения. Предшествующие частицы включают в основном водонерастворимый, абсорбирующий, гидрогельобразующий полимерный материал. Примерами полимерных материалов, пригодных для использования в качестве предшествующих частиц (а также частиц полученной полимерной композиции), являются те, которые получают из полимеризуемых, ненасыщенных мономеров, содержащих кислоту. Такие мономеры включают олефиновоненасыщенные кислоты и ангидриды, которые содержат по меньшей мере одну углерод-углеродную олефиновую двойную связь. Более конкретно, эти мономеры можно выбрать из олефиновоненасыщенных карбоновых кислот и ангидридов кислоты, олефиновоненасыщенных сульфокислот и их смесей.

Некоторые некислотные мономеры также могут быть использованы для получения предшествующих частиц. Такие некислотные мономеры могут включать, например, водорастворимые или вододиспергируемые сложные эфиры мономеров, содержащих кислоту, а также мономеров, которые вообще не содержат никаких групп карбоновой или сульфокислоты. Необязательные некислотные мономеры могут поэтому включать мономеры, содержащие следующие типы функциональных групп: сложные эфиры карбоновой кислоты или сульфокислоты, гидроксильные группы, амид-группы, аминогруппы, нитрильные группы и группы четвертичных солей аммония. Эти некислотные мономеры являются хорошо известными веществами и описаны более подробно, например, в патенте США N 4076663, выданном на имя Масуда и др. 28 февраля 1978 г. и в патенте США N 4062817, выданном на имя Вестермана 13 декабря 1977 г. причем эти патенты введены в данное описание в качестве отсылочных материалов.

Олефиновоненасыщенные мономеры ангидридов карбоновой кислоты и данные мономеры карбоновой кислоты включают акриловые кислоты, представленные самой акриловой кислотой, метакриловую кислоту, этакриловую кислоту, альфа-хлоракриловую кислоту, альфа-цианоакриловую кислоту, бета-метилакриловую кислоту (кротоновую кислоту), альфа-фенилакриловую кислоту, бета-акрилоксипропионовую кислоту, сорбиновую кислоту, альфа-хлоросорбиновую кислоту, ангеликовую кислоту, коричную кислоту, п-хлоркоричную кислоту, бета-стерилакриловую кислоту, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, аконитовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, ангидрид трикарбоксиэтилена и малеиновой кислоты.

Олефиновоненасыщенные сульфокислотные мономеры включают алифатические или ароматические винил-сульфокислоты, такие как винилсульфокислота, аллилсульфокислота, винилтолуолсульфокислота и стиролсульфокислота; акриловую и метакриловую сульфокислоту, такую как сульфоэтилакрилат, сульфоэтилметакрилат, сульфопропилакрилат, сульфопропилметакрилат, 2-гидрокси-3-акрилоксипропилсульфокислота, 2-гидрокси-3-метакрилоксипропилсульфокислота и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота.

Предпочтительные полимерные материалы для использования в изобретении обладают карбоксильной группой. Эти полимеры включают привитой сополимер гидролизованного крахмала акрилонитрила, частично нейтрализованный крахмально-акрилонитриловый привитой сополимер, привитой сополимер крахмала - акриловой кислоты, частично нейтрализованный привитой сополимер крахмала - акриловой кислоты, омыленные сополимеры винилацетата сложного эфира акриловой кислоты, гидролизованные акрилонитриловые или акриламидные сополимеры, слегка сетчатые продукты сшивки любого из вышеприведенных сополимеров, частично нейтрализованную полиакриловую кислоту, а также слегка сетчатые продукты сшивки частично нейтрализованной полиакриловой кислоты. Эти полимеры могут быть использованы как самостоятельно, так и в форме смеси двух или более мономеров, соединений и тому подобного. Примеры этих полимерных материалов раскрываются в патентах США N 3661875, 4076663, 4093776, 4666983 и 4734498.

Наиболее предпочтительными полимерными материалами для использования в качестве предшествующих частиц являются слегка сетчатые полимеры сшивки, в частности, нейтрализованные полиакриловые кислоты и крахмальные производные их. Наиболее предпочтительно, если частицы включают приблизительно от 50 до 95% предпочтительно, около 75% нейтрализованной, слегка сшитой полиакриловой кислоты (например, поли/натрий акрилат/акриловой кислоты).

Как описано выше, предшествующие частицы предпочтительно представляют собой полимерные материалы, которые являются слегка сетчатыми продуктами сшивки. Сетчатое сшивание служит для придания предшествующим частицам водонерастворимости и, частично, служат для определения абсорбционной способности и характеристик содержания экстрагируемого полимера в отношении предшествующих частиц и полученной полимерной композици. Способы сетчатого сшивания полимеров и типичные агенты сетчатого сшивания описаны более подробно в вышеупомянутом патенте США N 4076663.

Отдельные предшествующие частицы могут быть образованы любым традиционным способом. Типичные и предпочтительные способы получения отдельных предшествующих частиц описаны в патенте США N 32649 под заголовком "Гидрогельобразующие полимерные композиции для использования в абсорбирующих структурах", замена которого произошла 19 апреля 1988 г. на имя Керрина А. Брандта, Стивена А. Голдмана и Томаса А. Инглина; патенте США N 4666983 под заголовком "Абсорбирующее изделие", выданном на имя Цунео Цубакимото, Тадао Шимомура и Юшио Ирие 19 мая 1987 г. и в патенте США N 4625001 под заголовком "Способ непрерывного получения сетчатого полимера", выданном на имя Цунео Цубакимото, Тадао Шимомура и Юшио Ирие 25 ноября 1986 г. Эти патенты введены в данное описание в качестве отсылочных материалов.

Предпочтительными способами образования предшествующих частиц являются те, которые используют методы полимеризации в водном растворе или других растворах. Как описано в вышеприведенном патенте N 32649, полимеризация в водном растворе включает использование водной реакционной смеси для проведения полимеризации с образованием предшествующих частиц. Затем водную реакционную смесь подвергают полимеризации в условиях, достаточных для получения в смеси в основном водорастворимого, слегка сетчатого полимерного материала. Образованную таким образом массу полимерного материала затем измельчают с образованием отдельных предшествующих частиц, пригодных при формовании межчастичных сшитых агрегатов и полимерных композиций.

Более конкретно, способ полимеризации в водном растворе для получения отдельных предшествующих частиц включает получение водной реакционной смеси, в которой осуществляют полимеризацию с образованием искомых предшествующих частиц. Одним элементом такой реакционной смеси является мономерное вещество, содержащее кислотную группу, которое будет образовывать "позвоночник" предшествующих частиц. Реакционная смесь обычно включает приблизительно 100 частей по массе мономерного вещества. Другим компонентом водной реакционной смеси является агент сетчатого сшивания. Агент сетчатого сшивания, пригодный при образовании предшествующих частиц, описан более подробно в вышеприведенном патенте N 32649, выданном на имя Брандта и др. и в патенте США N 4666983, выданном на имя Цубакимото и др. и патенте США N 4625001, выданном на имя Цубакимото и др. Агент сетчатого сшивания обычно присутствует в водной реакционной смеси в количестве приблизительно от 0,001 мол. до 5 мол. в пересчете на все моли мономера, присутствующего в водной смеси (приблизительно от 0,01 до 20 частей по массе в пересчете на 100 частей по массе мономерного вещества). Необязательный компонент водной реакционной смеси включает инициатор свободно-радикальной полимеризации, включающий например, перкислородные соединения, такие как персульфаты натрия, калия и аммония, перекись каприлила, перекись бензоила, перекись водорода, гидропероксиды кумена, третичный бутилпиперфталат, третичный бутилпербензоат, перацетат натрия, перкарбонат натрия и тому подобное. Другие необязательные компоненты водной реакционной смеси включают различные некислотные сомономерные вещества, включая сложные эфиры существенных ненасыщенных кислотных мономеров, содержащих функциональные группы, или других сомономеров, которые вообще не содержат никаких функциональных групп карбоновой или сульфокислоты.

Водную реакционную смесь подвергают полимеризации в условиях, достаточных для получения в смеси в основном водонерастворимых, абсорбирующих, гидрогельобразующих полимерных материалов. Условия полимеризации также обсуждаются более подробно в трех вышеприведенных патентах. Такие полимеризационные условия как правило включают нагревание (методики термической активации) до температуры полимеризации в диапазоне приблизительно от 0 до 100^oC, более предпочтительно, в диапазоне приблизительно от 5 до 40^oC. Условия полимеризации, при которых сохраняют водную реакционную смесь, могут также включать, например, подвергание реакционной смеси или ее частей любой традиционной форме полимеризационного активирующего облучения. Радиоактивное, электронное, ультрафиолетовое или электромагнитное облучение представляет собой альтернативные методики традиционной полимеризации.

Кислотные функциональные группы полимерных материалов, образующихся в водной реакционной смеси, также предпочтительно нейтрализуют. Нейтрализацию можно осуществлять любым общепринятым способом, который приводит к получению по меньшей мере около 25 мол. и более предпочтительно по меньшей мере около 50 мол. общего количества мономера, используемого для образования полимерного материала, являющегося мономерами, содержащими кислотные группы, причем эти мономеры нейтрализуют солеобразующим катионом. Такие солеобразующие катионы включают, например, щелочные металлы, аммоний, замещенный аммоний и амины, которые описаны более подробно в вышеприведенном патенте США N 32649 на имя Брандта и др.

Хотя предпочитают, чтобы предшествующие частицы были получены с использованием процесса полимеризации в водном растворе, можно также осуществлять процесс полимеризации с использованием методик многофазной полимеризационной обработки, таких как методики обратной эмульсионной полимеризации или обратной суспензионной полимеризации. При использовании методик обратной эмульсионной полимеризации или обратной суспензионной полимеризации вышеописанную водную реакционную смесь суспендируют в форме крошечных капель в матрице несмешивающегося с водой инертного органического растворителя, такого как циклогексан. Полученные предшествующие частицы обычно имеют сферическую форму. Методики обратной суспензионной полимеризации описаны более подробно в патенте США N 4340706, выданном на имя Обаусаши и др. 20 июля 1982 г. в патенте США N 4506052, выданном на имя Флешера и др. 19 марта 1985 г. и в патенте США N 4735987, выданном на имя Морита и др. 5 апреля 1988 г, причем все вышеприведенные патенты приводятся в данном описании в качестве отсылочных материалов.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предшествующие частицы, используемые для образования межчастичных сшитых агрегатов, являются в основном сухими. Термин "в основном сухие" используется для обозначения того, что предшествующие частицы имеют содержание жидкости, обычно содержание воды или другого раствора менее приблизительно 50% предпочтительно менее приблизительно 20% и более предпочтительно менее приблизительно 10% по массе предшествующих частиц. Обычно содержание жидкости предшествующих частиц составляет приблизительно от 0,01% до 5% по массе предшествующих частиц. Отдельные предшествующие частицы можно высушить любым традиционным способом, таким как нагревание. Альтернативно, при образовании предшествующих частиц с использованием водной реакционной смеси воду можно удалить из реакционной смеси азеотропной дистилляцией. Полимерсодержащую водную реакционную смесь можно также обработать с помощью обезвоживающего растворителя, такого как метанол. Также можно использовать комбинации этих методик сушки. Обезвоженную массу полимерного материала затем можно измельчить с образованием в основном сухих предшествующих частиц по существу водонерастворимого, абсорбирующего, гидрогельобразующего полимерного материала.

Предпочтительные предшествующие частицы в соответствии с изобретением проявляют вы