Абсорбирующая пористая полимерная макроструктура, абсорбент и способ получения абсорбирующей пористой полимерной макроструктуры

Абсорбирующая пористая полимерная макроструктура, абсорбент и способ получения абсорбирующей пористой полимерной макроструктуры

Реферат

 

Использование: при изготовлении абсорбентов и гигиенических средств, впитывающих воду и эксудаты тела. Сущность изобретения: абсорбирующая пористая полимерная макроструктура состоит из частиц практически водонерастворимого абсорбирующего гидрогельобразующего полимера и имеет в сухом состоянии объем более 10 мм³. Ее получают поперечной сшивкой полимерных частиц друг с другом сшивающим агентом, взятым в количестве 0,01 - 30,00 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерных частиц, в условиях постоянного контакта частиц между собой с образованием пор, взаимосвязанных посредством проницаемых для жидкости каналов. Абсорбент содержит в абсорбирующем слое одну или несколько таких абсорбирующих пористых полимерных макроструктур. Абсорбирующий слой расположен между верхним проницаемым для жидкости слоем и соединенным с ним нижним непроницаемым для жидкости слоем. Свойства при контакте с жидкостью: микроструктура набухает изотропически в условиях умеренного сжатия, обладает повышенной впитывающей способностью и при набухании сохраняет свою структуру. 3 с. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к абсорбирующей полимерной структуре, которая при контакте с жидкостями, в частности с водой или экссудатами тела, набухает и впитывает такие жидкости. Более конкретно настоящее изобретение относится к макроструктуре, представляющей собой, в частности, листовой материал, пленку или полосу. Такие абсорбирующие полимерные макроструктуры являются пористыми, вследствие чего они проницаемы для жидкостей. Эти пористые абсорбирующие полимерные макроструктуры могут быть использованы сами по себе или в абсорбентах, в частности в полотенцах (салфетках, пеленках), промокательных блоках для взрослых, страдающих недержанием мочи, санитарных подгузниках и тому подобном. Настоящее изобретение относится также к способу изготовления таких пористых абсорбирующих полимерных макроструктур.

Из патента США N 4610678, кл. 604 368 (A 61 L 13/1 b), опублик. 1986 г. известно абсорбирующее изделие, состоящее из соединенных между собой верхнего проницаемого для жидкости слоя и нижнего водонепроницаемого слоя с заключенным между ними абсорбирующим слоем на основе смеси гидрофильных волокон с частицами гидрогельобразующего водонерастворимого карбоксилсодержащего полимера.

Из патента США N 4734478, кл. 527 300 (C 08 J 3/24), опублик. 1988, известен абсорбирующий полимерный материал из частиц гидрогельобразующего водонерастворимого полимера, структурированных со степенью сшивки, соответствующей массовому соотношению полимерных частиц и сшивающего полифункционального агента, соответственно, 100 0,001 10. В патенте говорится, что целью защищенного патентом способа является получение мало пылящих, не слеживаемых, свободнотекучих частиц для решения некоторых технологических проблем. При этом указывается, что агломерация частиц крайне нежелательна.

Целью настоящего изобретения является создание абсорбирующей полимерной макроструктуры, которая обладает пористостью, которая остается неповрежденной и способна транспортировать жидкость даже после насыщения избыточным количеством жидкости, в которой частицы являются компонентом предшественника, и поры сохраняют относительную геометрию и пространственную взаимосвязь даже после насыщения избытком жидкости.

Дополнительной целью настоящего изобретения является также создание абсорбирующей полимерной макроструктуры, проницаемость для жидкости которой с набуханием повышается.

Еще одной дополнительной целью настоящего изобретения является создание усовершенствованных абсорбирующих изделий (в частности полотенец, салфеток, пеленок или гигиенических подгузников), в материал которых входят абсорбирующая полимерная макроструктура настоящего изобретения.

Таким образом, объектом данного изобретения является абсорбирующая пористая полимерная макроструктура, состоящая из частиц практически водонерастворимого абсорбирующего гидрогельобразующего полимера, обработанных сшивающим агентом в условиях сшивки молекул полимера, отличающаяся тем, что она образована в процессе поперечной сшивки полимерных частиц друг с другом сшивающим агентом, взятым в количестве 0,01 30,00 мас. на 100 мас. ч. полимерных частиц, в условиях постоянного контакта частиц между собой с образованием пор, взаимосвязанных посредством проницаемых для жидкости каналов, и имеет в сухом состоянии объем более 10 мм³.

В абсорбирующей пористой полимерной макроструктуре по изобретению предпочтительно частицы практически водонерастворимого абсорбирующего гидрогельобразующего полимера имеют среднемассовый размер менее 600 мкм, преимущественно менее 300 мкм.

Абсорбирующая пористая полимерная макроструктура по изобретению предпочтительно содержит в качестве армирующего и проводящего жидкость элемента волокнистый материал.

В абсорбирующей пористой полимерной макроструктуре по изобретению предпочтительно частицы абсорбирующего гидрогельобразующего полимера дополнительно подвергнуты поверхностной сшивке.

Предпочтительно в абсорбирующей пористой полимерной макроструктуре по изобретению частицы абсорбирующего гидрогельобразующего полимера выполнены из карбоксилсодержащего полимера, а сшивающий агент содержит не менее двух функциональных групп, способных к взаимодействию с карбоксильными группами полимера.

В абсорбирующей пористой полимерной макроструктуре по изобретению, в частности, частицы абсорбирующего гидрогельобразующего полимера выполнены из полимера, выбранного из группы, включающей частично или полностью гидролизованный привитой сополимер крахмала и акрилонитрила, привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, частично гидролизованный привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, омыленный сополимер винилацетата и акрилового эфира, гидролизованный сополимер акрилонитрила и акриламида, продукт частичной сшивки названных сополимеров, частично нейтрализованная полиакриловая кислота или продукт частичной сшивки частично нейтрализованной полиакриловой кислоты.

В абсорбирующей пористой полимерной макроструктуре по изобретению более конкретно сшивающий агент представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей многоатомный спирт, простой полиэфир, полиазиридин, полиамин и полиизоцианат.

Абсорбирующая пористая полимерная макроструктура по изобретению предпочтительно выполнена в форме листа с толщиной более 250 мкм, преимущественно, 0,5 3,0 мкм.

Другим объектом изобретения является абсорбент, состоящий из верхнего слоя, выполненного из проницаемого для жидкости материала, соединенного с ним нижнего слоя, выполненного из не проницаемого для жидкости материала, и расположенного между верхним и нижним слоем абсорбирующего слоя, отличающийся тем, что абсорбирующий слой содержит одну или несколько абсорбирующих пористых полимерных макроструктур, охарактеризованных выше.

Еще одним объектом изобретения является способ получения абсорбирующей пористой полимерной макроструктуры обработкой частиц практически водонерастворимого абсорбирующего гидрогельобразующего полимера сшивающим агентом в условиях сшивки молекул полимера, отличающийся тем, что осуществляют поперечную сшивку полимерных частиц друг с другом сшивающим агентом, взятым в количестве 0,01 30,00 мас. ч. на 100 мас. ч. полимерных частиц, в условиях постоянного контакта частиц между собой.

В способе по изобретению предпочтительно в качестве частиц абсорбирующего гидрогельобраэующего полимера используют частицы из частично сшитой с низкой степенью сшивки частично нейтрализованной полиакриловой кислоты, а в качестве сшивающего агента используют соединение, выбранное из группы, включающей триметилолпропан, этиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол и глицерин.

В способе по изобретению предпочтительно поперечную сшивку полимерных частиц осуществляют при 170 220^oC в течение 0,5 3,0 ч.

В способе по изобретению предпочтительно поперечную сшивку полимерных частиц осуществляют в присутствии воды и/или органического растворителя.

Абсорбирующая пористая полимерная макроструктура по изобретению представляет собой структурированный агломерат частиц, который содержит множество частиц предшественника практически водонерастворимого абсорбирующего, образующего гидрогель полимерного материала, и структурирующий или сшивающий частицы агент, реагирующий с полимерным материалом частиц предшественника с образованием поперечных связей между различными частицами предшественника. Благодаря тому что частицы предшественника дискретны, между смежными частицами предшественника образуются поры. Эти поры связаны между собой сообщающимися каналами, благодаря чему макроструктура оказывается проницаемой для жидкости /то есть обладает капиллярными транспортировочными каналами/.

Благодаря наличию поперечных сшивок, образующихся между частицами предшественника, которые составляют структурированный агрегат, конечная макроструктура обладает улучшенной структурной целостностью, повышенными емкостью для жидкостей и скоростью распределения и сведенными к минимуму гельблокирующими свойствами. Было установлено, что при контакте макроструктуры с жидкостями макроструктура обычно набухает изотропически даже в условиях умеренных ограниченных давлений, впитывает такие жидкости частицами предшественника и абсорбирует эти жидкости порами. Это изотропическое набухание макроструктуры дает возможность частицам предшественника и порам сохранить их относительную геометрию и пространственную взаимосвязь даже в набухшем состоянии. Таким образом, эти макроструктуры относительно "стойки к движению" в том отношении, что частицы предшественника не отделяются друг от друга, благодаря чему сводится к минимальной сфера гельблокирования и сохраняются капиллярные каналы, которые с набуханием увеличиваются, вследствие чего макроструктура способна вмещать и транспортировать последующие порции жидкости, даже избыточную жидкость.

Основным существенным отличием данного изобретения от патента США N 4734478 являются условия обработки частиц предшественника гидрогельобразующего полимера сшивающим агентом. Согласно патенту США, эти вещества смешивают при интенсивном перемешивании и продолжают это перемешивание во все время их контакта, когда происходит образование поперечных связей При этом, как следует из текста патента, необходимо предотвратить межчастичное поперечное сшивание. Более того, осуществление смешивания в таких условиях должно обеспечить сохранение определенного размера частиц, при превышении заданного размера частиц и агломерировании их предпринимаются соответствующие меры. Таким образом, продукт способа по патенту США представляет собой свободно текучие частицы определенной формы.

В противоположность этому, согласно изобретению, перемешивают частицы полимера и сшивающий агент только в момент смешивания. Затем во время действия агента сшивки масса не только остается в неподвижном состоянии, но и принимаются меры, чтобы свести к минимуму возможно возникающие силы или напряжения диссоциации (разъединения) частиц, поскольку такие силы или напряжения могут нарушить образование межчастичных поперечных связей.

В патенте США действительно указана сушка в виде тонкого слоя на ленте конвейера, однако нет никаких указаний на то, что следует предпринимать какие-либо меры для межчастичной сшивки с образованием системы типа получаемой по изобретению. В тексте описания данной заявки четко говорится, что необходимо поддерживать физическую ассоциацию (объединение) частиц предшественника гидрогельобразующего полимера. Результатом способа, согласно изобретению, является пористая полимерная макроструктура с характеристиками, приведенными выше.

Пористые абсорбирующие полимерные макроструктуры настоящего изобретения представляют собой структуры, которые способны абсорбировать большие количества таких жидкостей, как вода и/или экссудаты тела /например мочу или менструальную кровь/, и которые способны удерживать эти жидкости в условиях умеренного давления. Обычно пористые абсорбирующие полимерные макроструктуры настоящего изобретения набухают, как правило, изотропически и быстро абсорбируют эти жидкости.

Используемый в данном подробном описании термин "макроструктура" служит для обозначения вещества, ограниченный объем которого, когда он является практически сухим (то есть ограниченный сухой объем), составляет по меньшей мере приблизительно 10,0 мм³, предпочтительнее по меньшей мере примерно 100 мм³, более предпочтительно по крайней мере приблизительно 500 мм³. В соответствии с предпочтительными вариантами выполнения настоящего изобретения ограниченный сухой объем макроструктур должен находиться в интервале приблизительно от 1000 до 100000 мм³.

Хотя макроструктуры настоящего изобретения могут иметь разные формы и размеры, обычно эти макроструктуры выполнены в форме листов, пленок, цилиндров, блоков, сфер, волокон, нитей или других формованных изделий. Толщина или диаметр таких макроструктур обычно находится в пределах приблизительно от 0,25 до 10,0 мм. Абсорбирующие макроструктуры предпочтительнее применять в форме листа. Используемый в данном описании термин "лист" служит для обозначения макроструктур, толщина которых превышает приблизительно 250 мк. Толщина таких листов по предпочтительному варианту должна находиться в пределах приблизительно от 0,5 до 3 мм, обычно составляет примерно 1 мм.

Макроструктуры настоящего изобретения изготовляют из полимерных материалов, способных абсорбировать большие количества жидкостей. Такие полимерные материалы обычно называют гидрогелями, гидроколлоидами или суперабсорбентными материалами. Предпочтительные макроструктуры состоят из практически водонерастворимого абсорбирующего, гидрогельобразующего полимерного материала.

Пористые абсорбирующие полимерные макроструктуры настоящего изобретения представляют собой структурированный агломерат частиц. Он обладает пористой структурой, которую образуют связанные между собой две или больше, обычно, в соответствии с настоящим изобретением, приблизительно десять или больше дискретных частиц предшественника,которые связаны между собой сшивающим агентом, нанесенным на них и подвергнутым обработке в условиях (при одновременном поддержании физической ассоциации частиц предшественника), которых достаточно для реакции сшивающего агента с полимерным материалом частиц предшественника с образованием поперечных связей между частицами предшественника, которые образуют агломерат.

Межчастичный поперечно сшитый агломерат образуется множеством частиц предшественника. Согласно предпочтительному варианту размера используемых в данном случае частиц предшественника структурированный агломерат обычно образуется из 10 или большего числа, предпочтительнее приблизительно из 15, частиц предшественника. Частицы предшественника настоящего изобретения находятся в форме отдельных элементов. Частицы предшественника могут представлять собой гранулы, пылинки, сферы, чешуйки, волокна, агрегаты или агломераты. Таким образом, частицы предшественника могут обладать любой желаемой формой, в частности кубической, стержнеподобной, полиэдрической, сферической, округлой, угловатой, неправильной формой, представлять собой элементы неправильной формы различных неупорядоченных размеров [например пылеобразную продукцию стадии измельчения или тонкого помола] или элементы с таким большим соотношением между наибольшим и наименьшим размерами, как у иглоподобных, чешуеподобных или волокнистых элементов, и тому подобное. По предпочтительному варианту, частицы предшественника должны находиться в воде тонкодисперсного порошка, состоящего из гранулоподобных или чешуйчатых пылинок неправильной формы с неупорядоченными размерами.

Хотя размер частиц предшественника может варьироваться в широком интервале, предпочтительными являются особые размеры и диапазоны распределения по размерам частиц. В соответствии с настоящим изобретением размер частиц предшественника определяют для тех частиц предшественника, которым не свойственна большая величина соотношения между максимальным размером и минимальным размером, как это имеет место в случае волокон [например для гранул, чешуек или пылинок] то есть для частиц предшественника, размеры которых определяют ситовым анализом. Так, например, частица предшественника, которая задерживается стандартным ситом N 30 с отверстиями диаметром 600 мкм, считается частицей предшественника с размером более 600 мкм, а частица предшественника, которая просеивается через сито N 30 с размером ячеек 600 мкм, но задерживается стандартным ситом N 35 с размером ячеек 500 мкм, считается частицей, размер которой находится в интервале от 500 до 600 мкм, тогда как частица предшественника, которая просеивается через сито N 35 с размером отверстий 500 мкм, считается частицей, размер которой составляет менее 500 мкм. В соответствии с предпочтительными вариантами настоящего изобретения размеры частиц предшественника обычно находятся в пределах приблизительно от 1 до 2000 мкм, предпочтительнее примерно от 20 до 1000 мкм.

Более того, для достижения целей настоящего изобретения при определении характеристик и свойств готовых макроструктур важное значение имеет среднемассовый размер частиц предшественника. Этот среднемассовый размер частицы предшественника определяют как размер частицы, который является средним размером частицы для данного образца на массовой основе. Метод определения среднемассового размера частицы образца изложен в данном описании в разделе "Методы испытаний". Среднемассовый размер частиц предшественника обычно находится в интервале приблизительно от 20 до 1500 мкм, предпочтительнее примерно от 50 до 1000 мкм. В соответствии с предпочтительными вариантами настоящего изобретения среднемассовый размер частиц предшественника должен составлять менее приблизительно 1000 мкм, предпочтительнее менее примерно 600 мкм, наиболее предпочтительно менее приблизительно 500 мкм. В особенно предпочтительных вариантах настоящего изобретения среднемассовый размер частиц предшественника должен быть относительно большим (то есть частицы предшественника должны быть тонкодисперсными). В этих вариантах среднемассовый размер частиц предшественника составляет менее приблизительно 300 мкм, предпочтительнее менее примерно 180 мкм. В качестве примера, размеры, по меньшей мере, 95 вес. частиц предшественника находятся в интервале приблизительно от 150 до 300 мкм. В другом варианте размер, по меньшей мере, 95 вес. частиц предшественника должен находиться в интервале от 90 до 180 мкм. Более узкий диапазон распределения частиц предшественника по размерам предпочтительнее, поскольку позволяет достичь более высокой пористости макроструктуры благодаря более существенной доли полостей в отличие от более широкого диапазона распределения частиц по размерам с эквивалентными среднемассовыми размерами частиц во время уплотнения.

Размер частиц для материалов, для которых характерна большая величина соотношения между максимальным и минимальным размерами частиц, обычно определяют по максимальному размеру. Так, например, в случае, когда в составе макроструктур настоящего изобретения используют абсорбирующие полимерные волокна (то есть суперабсорбирующие волокна), при определении "размера частицы" используют такой параметр, как длина волокна (можно также указывать толщину и/или диаметр волокна). В качестве примеров, длина волокон составляет более приблизительно 5 мм, предпочтительнее примерно от 10 до 100 мм, более предпочтительно приблизительно от 10 до 50 мм.

Частицы предшественника состоят из практически водонерастворимого абсорбирующего гельобразующего полимерного материала. Примеры полимерных материалов, которые приемлемы для использования в качестве частиц предшественника по данному изобретению, охватывают те материалы, которые получают из полимеризующихся ненасыщенных мономеров с кислотными остатками. Так, например, к таким мономерам относятся олефиновые ненасыщенные кислоты и ангидриды, молекулы которых содержат, по меньшей мере, по одной углерод-углерод олефиновой двойной связи. Более конкретно такие мономеры можно выбирать из олефиновых ненасыщенных карбоновых кислот и ангидридов, олефиновых ненасыщенных сульфокислот и их смесей.

Для получения приемлемых частиц предшественника можно использовать также некоторые некислотные мономеры. Класс таких некислотных мономеров может охватывать, например, водорастворимые или диспергируемые в воде сложные эфиры кислотсодержащих мономеров, а также мономеры, молекулы которых вовсе не содержат никаких карбоксильных или сульфокислотных групп. Таким образом, к возможным некислотным мономерам можно отнести такие мономеры, молекулы которых содержат функциональные группы нижеследующих типов: остатки эфиров карбоновых и сульфокислот, гидроксильные группы, амидные группы, аминогруппы, нитрильные группы, остатки четвертичных аммониевых солей. Эти некислотные мономеры являются хорошо известными материалами.

К мономерам типа олефиновых ненасыщенных карбоновых кислот и ангидридов ненасыщенных карбоновых кислот относятся акриловые кислоты, типичным примером которых служат сама акриловая кислота, метакриловая кислота, этакриловая кислота, альфа-хлоракриловая кислота, альфа-цианоакриловая кислота, бета-метилиоакриловая кислота (кротоновая кислота), альфа-фенил акриловая кислота, бета-акрилоксипропионовая кислота, сорбиновая кислота, альфа-хлорсорбиновая кислота, ангеликовая кислота, коричная кислота, п-хлоркоричная кислота, бета-стерилакриловая кислота, итаконовая кислота, цитраконовая кислота, мезаконовая кислота, глутаконовая кислота, аконитовая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, трикарбоксиэтилен и малеиновый ангидрид.

Мономеры типа олефиновых ненасыщенных сульфокислот охватывают алифатические или ароматические винилсульфокислоты, в частности винилсульфокислоту, аллилсульфокислоту, винилтолуолсульфокислоту и стиролсульфокислоту; акриловые и метакриловые сульфокислоты, в частности сульфоэтилакрилат, сульфоэтилметакрилат, сульфопропилакрилат, сульфопропилметакрилат, 2-окси-3-акрилоксипропилсульфокислоту, 2-окси-3-метакрилоксипропилсульфокислоту и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоту.

Молекулы предпочтительных полимерных материалов, предназначенных для использования в соответствии с настоящим изобретением, содержат карбоксильные группы. К таким полимерам относятся привитой сополимер гидролизованного крахмала и акрилонитрила, привитой сополимер частично нейтрализованного крахмала и акрилонитрила, привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, привитой сополимер частично нейтрализованного крахмала и акриловой кислоты, омыленные сополимеры винилацетата и акрилового эфира, гидролизованные акрилонитрильные и акриламидные сополимеры, частично поперечно сшитые продукты любых из вышеперечисленных сополимеров, частично нейтрализованная полиакриловая кислота. Такие полимеры могут быть использованы либо индивидуально, либо в виде смеси двух или большего числа мономеров, соединений или тому подобного.

Большинство предпочтительных материалов для использования в виде частиц предшественника представляют собой сшитые с малой степенью сшивки продукты частично нейтрализованных полиакриловых кислот и получаемых из них крахмаловых производных. По наиболее предпочтительным вариантам частицы предшественника включают приблизительно от 50 до 95% еще предпочтительнее примерно 75% нейтрализованной, слегка структурированной поперечными сшивками полиакриловой кислоты (то есть полинатрийакрилат/акриловой кислоты).

Как указано выше, частицы предшественника по предпочтительному варианту должны состоять из полимерных материалов, которые слегка структурированы поперечными сшивками. Структурирование сшивкой позволяет придать частицам предшественника практически полную водонерастворимость и частично служит для определения абсорбционной способности и характеристик экстрагируемого полимерного содержимого частиц предшественника и конечной макроструктуры.

Частицы предшественника могут быть получены по любому обычному методу.

Предпочтительными способами получения частиц предшественника являются способы полимеризации в водном растворе или других растворах. Процесс полимеризации в водном растворе включает в себя использование водной реакционной смеси для проведения реакции полимеризации с получением частиц предшественника. Затем в водной реакционной смеси создают условия полимеризации, достаточные для образования смеси практически водонерастворимого, слабо поперечного сшитого полимерного материала. Далее приготовленную таким образом массу полимерного материала распыляют или измельчают с получением индивидуальных частиц предшественника.

Более конкретно, при осуществлении метода полимеризации в водном растворе с получением индивидуальных частиц предшественника предусмотрено приготовление водной реакционной смеси, в которой проводят полимеризацию с получением целевых частиц предшественника. Одним из компонентов такой реакционной смеси является мономерный материал, молекулы которого содержат кислотные остатки и который образует "главную цепь" получаемых частиц предшественника. Реакционная смесь обычно содержит приблизительно 100 вес. ч. мономерного материала. Другим компонентом водной реакционной смеси служит образующий сетчатую структуру или сшивающий агент. Этот поперечно сшивающий агент обычно присутствует в водной реакционной смеси в количестве приблизительно от 0,001 до 5 мол. в пересчете на общее число молей мономера, который содержится в водной смеси (приблизительно от 0,01 до 20 вес. ч. в пересчете на 100 вес. ч. мономерного материала). Возможным компонентом водной реакционной смеси служит свободно-радикальный инициатор, в качестве которого можно использовать, например, перекисные соединения, в частности персульфаты натрия, калия и аммония, перекись каприлила, перекись бензоила, перекись водорода, гидроперекиси кумола, третичный бутилдиперфталат, третичный бутилпербензоат, перацетат натрия, перкарбонат натрия и тому подобное. К другим возможным компонентам водной реакционной смеси относятся различные некислотные сомономерные материалы, которые охватывают сложные эфиры в существенной степени ненасыщенных мономеров, молекулы которых содержат кислотные функциональные группы или другие сомономеры, молекулы которых не содержат вообще никаких карбоксильных или сульфокислотных функциональных групп.

В водной реакционной среде создают полимеризационные условия, которых достаточно для образования в этой смеси практически водонерастворимых абсорбентных гидрогельобразующих, слабо поперечно сшитых полимерных материалов. К таким полимеризационным условиям обычно относится нагревание (технология термической активации) до полимеризационной температуры, которая находится в пределах приблизительно от О до 100^o С, предпочтительнее примерно от 5 до 40^o С. Условия полимеризации, в которых выдерживают водную реакционную смесь, могут также включать в себя, например, обработку реакционной смеси или ее части в любой приемлемой обычной форме облучением, активизирующим полимеризацию. Обычно используемыми для полимеризации являются радиоактивное, электронное, ультрафиолетовое или электромагнитное облучения.

Кислотные функциональные группы молекул полимерных материалов, образующихся в водной реакционной смеси, по предпочтительному варианту следует также нейтрализовать. Нейтрализацию можно проводить любым обычным путем, который приводит к тому, что по меньшей мере приблизительно 25 мол. предпочтительнее по меньшей мере примерно 50 мол. от общего количества мономеров, используемых для получения полимерного материала и представляющих собой мономеры, молекулы которых содержат кислотные остатки, оказываются нейтрализованными солеобразующим катионом. К таким солеобразующим катионам относятся, например, щелочные металлы, аммоний, замещенный аммоний и амины.

Хотя по предварительному варианту частицы предшественника или полупродукта следует получать в ходе проведения процесса полимеризации в водном растворе, процесс полимеризации можно также проводить в соответствии с технологией многофазной полимеризации, в частности согласно технологии инверсионной эмульсионной полимеризации или инверсионной суспензионной полимеризации. В ходе проведения такой инверсионной эмульсионной полимеризации или инверсионной суспензионной полимеризации водную реакционную смесь, описанную выше, суспендируют в форме очень мелких капелек в матрице не смешивающегося с водой инертного органического растворителя, в частности циклогексана. Образовавшиеся частицы полупродукта обычно обладают сферической формой.

В соответствии с предпочтительными вариантами настоящего изобретения частицы полупродукта, использованные в форме сшитого агломерата частиц, должны быть практически сухими. Термин "практически сухой", использованный в данном подробном описании, служит для указания на то, что содержание жидкости в частицах полупродукта, обычно воды или другого компонента раствора, составляет менее приблизительно 50 вес. предпочтительнее менее примерно 20 вес. более предпочтительно менее приблизительно 10 вес. от веса частиц полупродукта. Обычно содержание жидкости в частицах полупродукта находится в пределах приблизительно от 0,1 до 5 вес. от веса частиц полупродукта. Индивидуальные частицы полупродукта могут быть высушены по любому обычному методу, в частности нагреванием. По другому варианту в том случае, когда частицы полупродукта получают с использованием водной реакционной смеси, воду можно удалить из реакционной смеси азеотропной перегонкой. Полимерсодержащую водную реакционную смесь можно также обрабатывать обезвоживающим растворителем, в частности метанолом. Можно также осуществлять сочетание этих процедур сушки. Затем обезвоженную массу полимерного материала можно измельчить или растереть в порошок с получением практически сухих частиц полупродукта, который представляет собой практически водонерастворимый абсорбирующий гельобразующий полимерный материал.

Предпочтительные частицы полупродукта настоящего изобретения являются такими частицами, которые обладают высокой абсорбционной способностью, благодаря чему высокой абсорбционной способностью обладают также готовые макроструктуры, выполненные из таких частиц полупродукта. Абсорбционная способность представляет собой в этом случае способность данного полимерного материала абсорбировать жидкости, с которыми он входит в контакт. Эта абсорбционная способность может варьироваться в значительной мере в зависимости от природы абсорбируемой жидкости и от того, при каких условиях жидкость входит в контакт с полимерным материалом. В соответствии с настоящим изобретением, абсорбционную способность определяют в величинах количества синтетической мочи (как это поясняется ниже), абсорбированной любым заданным полимерным материалом, выраженного в граммах синтетической (искусственной) мочи на грамм полимерного материала при осуществлении процедуры, которая изложена ниже в разделе "Методы испытаний". Согласно настоящему изобретению, предпочтительными частицами полупродукта являются такие частицы, абсорбционная способность которых составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 г, предпочтительнее, по меньшей мере, примерно 25 г искусственной мочи на один грамм полимерного материала. Обычно абсорбционная способность полимерного материала описываемых здесь частиц полупродукта находится в интервале приблизительно от 40 до 70 г искусственной мочи на один грамм полимерного материала. Частицы полупродукта, обладающие такой относительно высокой абсорбционной способностью, могут быть использованы для изготовления макроструктур, которые особенно пригодны в составе абсорбентов, их элементов и абсорбирующих изделий, поскольку готовые макроструктуры, выполненные из таких частиц полупродукта, в состоянии, как это было установлено, удерживать желательные большие количества выделяемых телом эксудатов, в частности мочи.

При необходимости отдельные частицы полупродукта могут быть подвергнуты поверхностной обработке. Отдельные частицы полупродукта можно подвергать поперечной поверхностной сшивке путем обработки поверхностным сшивающим агентом поверхности частиц полупродукта и реакцией этого поверхностного сшивающего агента с полимерным материалом на поверхности частиц полупродукта.

Хотя по предпочтительному варианту все частицы полупродукта в межчастичном сшитом агломерате должны быть изготовлены из одного и того же полимерного материала с одними и теми же свойствами, это необязательно. Так, например, некоторые частицы предшественника или полупродукта могут состоять из такого полимерного материала, как привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, в то время как частицы другого полупродукта могут быть изготовлены из полимерного материала, представляющего собой слабо структурированный продукт, частично нейтрализованный полиакриловой кислоты. Более того, частицы полупродукта межчастичного сшитого агломерата могут различаться формой, абсорбционной способностью или любыми иными характеристиками для частиц полупродукта. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения частицы полупродукта должны состоять из полимерного материала, который представляет собой слабо структурированный (поперечно сшитый) продукт, частично нейтрализованный полиакриловой кислоты; все частицы полупродукта обладают идентичными свойствами.

Сшитый агломерат частиц настоящего изобретения также включает в себя сшивающий агент. Сшивающий агент наносят на частицы полупродукта и проводят его реакцию с полимерным материалом частиц полупродукта, поддерживая физическую ассоциацию между частицами полупродукта. В результате такой реакции между частицами полупродукта образуются поперечные сшивки. Таким образом, поперечные сшивки являются межчастичными по природе (то есть связи между различными частицами полупродукта).

Сшивающими агентами, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, являются такие, которые вступают в реакцию с полимерным материалом частиц полупродукта, используемых для получения сшитых агломератов частиц. К приемлемым сшивающим агентам можно отнести ряд различных агентов, в частности таких как соединения, молекулы которых содержат, по меньшей мере, по две полимеризующиеся двойные связи; соединения, молекулы которых содержат, по меньшей мере, по одной двойной связи и, по меньшей мере, по одной функциональной группе, способной вступать в реакцию с полимерным материалом; соединения, молекулы которых содержат, по меньшей мере, по две функциональные группы, способные вступать в реакцию с полимерным материалом, или соединения поливалентных металлов.

Класс межчастичных сшивающих агентов может также охватывать мономеры (в частности вышеперечисленные), которые способны вступать в реакцию с полимерным материалом частиц полупродукта с образованием полимерных поперечных связей.

В тех случаях, когда карбоксильные группы содержатся в молекулах полимерного материала (то есть в полимерных цепях) частиц полупродукта, предпочтительные сшивающие агенты представляют собой растворы соединений, молекулы которых содержат, по меньшей мере, по две функциональные группы, способные вступать в реакцию с карбоксильными группами. Класс предпочтительных сшивающих агентов охватывает многоатомные спирты, в частности этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, глицерин (1,2,3-пропентриол), полиглицерин, пропиленгликоль, (1,2-пропандиол), 1,3