CN116348156A

CN116348156A - 包含非交联聚丙烯酸聚合物的超吸收聚合物材料

Info

Publication number: CN116348156A
Application number: CN202180068515.3A
Authority: CN
Inventors: A·A·西蒙尼扬; N·迪贾科夫; D·I·科利亚斯; 孙亦平
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-06-27
Also published as: US20220143577A1; WO2022082165A1; EP4228803A1

Abstract

本发明提供了一种包含交联的聚丙烯酸及其盐的超吸收聚合物材料。该超吸收聚合物材料还包含基于该超吸收聚合物材料的总重量计至少3.0重量％的可溶聚丙烯酸聚合物。还公开了制备此类超吸收聚合物材料的方法。

Description

包含非交联聚丙烯酸聚合物的超吸收聚合物材料

技术领域

本发明涉及包含非交联聚丙烯酸聚合物的超吸收聚合物材料。非交联聚丙烯酸聚合物可获自已(部分)降解的再循环利用的超吸收聚合物颗粒。

背景技术

超吸收聚合物材料(下文称为“SAP材料”)，通常为颗粒形式(下文称为“SAP颗粒”)，尤其是在一次性吸收制品中的用途是本领域熟知的。鉴于有大量用过和丢弃的吸收制品，需要找到再循环利用吸收制品所包含的材料的方法。SAP材料形成吸收制品所包含的材料的有意义部分。因此，从用过和丢弃的吸收制品中再循环利用SAP材料对于吸收制品的再循环利用是重要的。源自用过的吸收制品的SAP材料通常不能按原样再循环利用，而是需要降解以再循环利用。最近，已经开发了用于SAP材料降解的各种方法，包括化学降解、经由UV辐射的降解、超声处理、微波辐射或机械化学降解。

然而，需要再循环利用和再利用源自SAP材料降解的材料。

发明内容

SAP材料，诸如用于吸收制品中的SAP颗粒最通常由交联的聚丙烯酸聚合物制成。将交联的聚丙烯酸聚合物降解成丙烯酸单体通常是非常耗能和/或耗时的。取决于SAP材料降解方法，以及还取决于在SAP材料降解方法中提供多少时间和/或能量，所述方法不一定导致完全降解，即它们不产生丙烯酸单体。相反，所述方法有利于降解成可溶聚丙烯酸聚合物。因此，不溶的超吸收聚合物材料的交联被破坏，生成可溶于水性溶液的聚丙烯酸聚合物(以下也称为“s-PAA聚合物”)。

已知在SAP材料制备中使用聚丙烯酸低聚物，例如与丙烯酸单体组合使用。这些低聚物通常会聚合成SAP材料的交联丙烯酸网络。与此相反，据信丙烯酸聚合物(即具有比低聚物高得多的分子量的分子)不容易或仅少量聚合到SAP交联的丙烯酸网络中。

对于包含表现出良好的吸收和容纳功能的SAP颗粒的吸收制品，SAP颗粒需要满足特定的技术要求，诸如SAP颗粒的足够的容量、渗透性。通常，高容量和高渗透性是期望的。另一个重要参数是SAP材料的可提取物的量。高含量的可提取物通常对于SAP颗粒是不期望的，因为它们负面地影响SAP颗粒的性能。一旦超吸收聚合物材料溶胀，可提取物倾向于从交联聚合物网络中浸出，因此通过超吸收物质的损失和通过可提取物对不溶性聚合物基质的渗透竞争两者影响超吸收性能。

已经发现，在将某些s-PAA聚合物引入SAP颗粒时，可提取物的量会不期望地增加。在详细分析后，本发明人还发现，如果满足关于s-PAA聚合物的交联聚合物网络和构型的某些要求，则s-PAA聚合物可被包含在SAP材料(诸如SAP颗粒)中。在这种情况下，可提取物的量可保持较低，并且与不包含可溶性PAA聚合物的SAP材料相比，反映容量和渗透性的参数没有受到不利影响。即使对于包含相对高量的可溶PAA聚合物的SAP材料，这也已被证明。

在SAP材料的交联聚合物网络中，网络所包含的聚合物链的相邻交联以一定的平均距离R_xl间隔开。该距离尤其取决于形成SAP材料时已使用的交联剂的量。该距离在SAP材料溶胀时增加，因为交联网络中的聚合物链解开并膨胀。本发明人已经计算了在20g/g的SAP材料负载下相邻交联点之间的平均距离R_xl(细节在下文给出)。

此外，为了定义s-PAA聚合物的球形特征，已经计算了s-PAA聚合物的回转直径2*R_g(细节也在下文给出)。如果物体的总质量是集中的，则回转半径(＝回转直径的1/2)或物体绕旋转轴线的回转半径定义为到某个点的径向距离，该点的惯性矩与物体的实际质量分布相同。

在数学上，回转半径R_g是物体各部分距其质心的均方根距离。它实际上是从质点到旋转轴线的垂直距离。人们可把运动点的轨迹表示为物体。然后，回转半径可用于表征该点行进的典型距离。

已经发现，如果回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率为至少1.1，则可有效地降低可提取物的量。这是由于可溶性PAA聚合物被抑制从聚丙烯酸的交联网络中漏出，因为它们被“截留”在交联网络的空隙中。

SAP材料所包含的s-PAA聚合物的回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率可为至少1.2，或至少1.25，或至少1.3，或至少1.4，或至少1.5。2*R_g与R_xl的比率可不大于5.0，或不大于4.5，或不大于4.0，或不大于3.5，或不大于3.0，或不大于2.5。

对于本发明，用针对20g/g的SAP材料负载(即，针对每克干燥SAP材料吸收了20g含0.9％w NaCl的盐水的SAP材料)的R_xl值计算SAP材料所包含的s-PAA聚合物的回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率。

此外，当针对25g/g的SAP材料负载(即，针对每克干燥SAP材料吸收了25g含0.9％wNaCl的盐水的SAP材料)来计算R_xl的值时，SAP材料所包含的s-PAA聚合物的回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率也可以是至少1,1，或至少1,2，或至少1,25，或至少1,3，或至少1.4，或至少1,5。

聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl可为至少10nm，或至少12nm，或至少15nm，或至少20nm，或至少25nm。聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl可不大于100nm，或不大于70nm，或不大于50nm，或不大于40nm，或不大于35nm。

针对20g/g的SAP材料负载(即，针对每克干燥SAP材料吸收了20g含0.9％w NaCl的盐水的SAP材料)计算聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl。

如果考虑在25g/g的SAP材料负载下SAP材料所包含的s-PAA聚合物的回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率(20g/g下的比率除外)，则针对25g/g的SAP材料负载(即，针对每克干燥SAP材料吸收了25g含0.9％w NaCl的盐水的SAP材料)计算聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl(20g/g下的计算除外)。

s-PAA聚合物的回转直径2*R_g可为至少15nm，或至少20nm，或至少25nm，或至少30nm，或至少35nm，或至少40nm。s-PAA聚合物的回转直径2*R_g可不大于200nm，或不大于150nm，或不大于100nm，或不大于80nm，或不大于70nm。

本发明涉及包含交联的聚丙烯酸及其盐的超吸收聚合物材料。超吸收聚合物材料还包含基于超吸收聚合物材料的总重量计至少3.0重量％的可溶聚丙烯酸聚合物。交联的聚丙烯酸及其盐具有相邻交联点之间的平均距离R_xl。至少3重量％的可溶聚丙烯酸聚合物具有2*R_g的平均回转直径。2*R_g与R_xl的比率为至少1.1。

可溶聚丙烯酸聚合物可具有250kDa至3MDa的重均分子量M_w。

如果考虑在25g/g的SAP材料负载下SAP材料所包含的s-PAA聚合物的回转直径2*R_g与聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率(20g/g下的比率除外)，则针对25g/g的SAP材料负载(即，针对每克干燥SAP材料吸收了25g含0.9％w NaCl的盐水的SAP材料)计算聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl(20g/g下的计算除外)。可溶聚丙烯酸聚合物的回转直径2*R_g可为至少20nm，并且不大于100nm，优选不大于80nm。

超吸收聚合物材料的可提取物[重量％]与容量(以g/g计，根据本文所述的测试方法作为CRC测量)的比率可小于0.30，或小于0.28，或小于0.26。

超吸收聚合物材料可被至少部分中和，优选50％至95％中和。

超吸收聚合物材料可具有至少25g/g的EFFC。

本发明还涉及一种制造本文所述的超吸收聚合物材料的方法。所述方法包括以下步骤：

上述SAP材料可通过其中SAP材料通过聚合水溶液获得的方法制备，该方法包括以下步骤：

a)提供可聚合丙烯酸单体和/或可聚合丙烯酸低聚物的水性溶液，任选地中和所述可聚合丙烯酸单体和/或所述可聚合丙烯酸低聚物中的至少一些；

b)任选地提供一种或多种烯键式不饱和共聚单体，任选地中和步骤b)的烯键式不饱和共聚单体中的至少一些；

c)提供一种或多种交联剂；

d)提供一种或多种引发剂；

e)基于步骤e)中提供的可溶聚丙烯酸聚合物和步骤a)至d)中提供的单体、低聚物、共聚单体、交联剂和引发剂的总重量计，提供至少3重量％的可溶聚丙烯酸聚合物

f)将步骤a)至e)中提供的单体、低聚物、共聚单体、交联剂和引发剂的水性溶液与可溶聚丙烯酸聚合物混合；和

g)使步骤f)中获得的混合物聚合以获得超吸收聚合物材料。

方法步骤a)中提供的单体和/或低聚物可以以中和度40摩尔％至95摩尔％中和。

基于可聚合丙烯酸单体和/或可聚合丙烯酸低聚物的总重量计，任选的共聚单体可以小于25重量％、或小于15重量％、或小于10重量％、或小于5重量％、或甚至小于2重量％提供。

附图说明

图1为呈尿布形式的示例性吸收制品的顶视图，所述尿布可包含本发明的附聚的超吸收聚合物颗粒，其中一些层被部分地移除。

图2为图1的尿布的横向剖视图。

图3为用于进行尿液渗透性测量测试的适宜渗透性测量***的局部横截面侧视图。

图4为用于进行尿液渗透性测量测试的活塞/圆筒组件的横截面侧视图。

图5为适用于图4中所示出的活塞/圆筒组件的活塞头的顶视图。

图6为置于用于溶胀相的烧结盘上的图4的活塞/圆筒组件的横截面侧视图。

具体实施方式

定义

“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，尤其是尿液和其它含水液体，并且更具体地是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布(用于婴儿的尿布以及解决成人失禁的尿布)、裤(用于婴儿的裤以及解决成人失禁的裤)、具有可重复使用的外罩的用于尿布和裤的一次性吸收***物、诸如卫生巾或短裤护垫、胸垫、护理垫、围嘴、擦拭物等的女性护理吸收制品。如本文所用，术语“流出物”包括但不限于尿液、血液、***分泌物、乳汁、汗液和粪便。本发明的优选的吸收制品为一次性吸收制品，更优选地为一次性尿布、一次性裤和一次性吸收***物。

本文所用“吸收芯”是指设置在吸收制品的顶片和底片之间，用于吸收和容纳由吸收制品接收的液体的结构。

本文所用的“透气毡”是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的形式。

如本文所用，“基体聚合物颗粒”是指在已聚合并粉碎成超吸收聚合物颗粒之后未经历任何表面处理(诸如表面交联和/或表面涂覆)的SAP颗粒。

通常，与表面经处理的SAP颗粒相比，基体聚合物颗粒具有更高的容量和更低的渗透性。

如本文所用，术语“降解”是指经由解聚、解交联、分子主链断裂、或其任何组合的作用使SAP转化成可溶的PAA聚合物。

“一次性的”以其普通的意义使用，意指在不同时长内的有限使用事件数量(例如小于10个事件，小于5个事件，或小于2个事件)之后被处理或丢弃的制品。如果所述一次性吸收制品为尿布、裤、吸收***物、卫生巾、月经垫或用于个人卫生的湿擦拭物，则所述一次性吸收制品一般旨在于单次使用后被丢弃。

“尿布”和“裤”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着，以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。在裤中，如本文所用，第一腰区和第二腰区的纵向边缘彼此附接以预形成腰部开口和腿部开口。通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将裤吸收制品拉到穿着者下体附近的位置而将裤穿用到穿着者身上。裤可使用任何合适的方法来预成形，包括但不限于利用可重复紧固的和/或不可重复紧固的粘结(例如，缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、扣件等)将吸收制品的各部分接合在一起。裤可在沿该制品周边的任何位置预成形(例如，侧紧固、前腰区紧固)。在尿布中，腰部开口和腿部开口仅在尿布通过如下方式被穿用到穿着者身上时才形成：用合适的紧固***使第一腰区和第二腰区的纵向边缘在双侧上(可释放地)彼此附接。

“超吸收聚合物”(“SAP”)在本文中用于指交联聚合材料，当使用下文所述的离心保留容量(CRC)测试来测量时，所述聚合材料能够吸收至少10倍于它们自身重量的含水的0.9％盐水溶液。本发明的超吸收聚合物材料由聚丙烯酸聚合物制成。

“超吸收聚合物颗粒”(“SAP”颗粒)在本文中用于指呈颗粒形式以致在干燥状态时可流动的超吸收聚合物材料。

“预先存在的超吸收聚合物材料”(“预先存在的SAP材料”)在本文中用于指不在本发明范围内的SAP材料，但其为已降解以获得可用于本发明的s-PAA聚合物的材料。

“可溶聚丙烯酸聚合物”(以下简称为“s-PAA聚合物”)是在水性溶液中可溶的聚丙烯聚合物。它们没有交联到胶凝点以上。“胶凝点”是含有聚合物的溶液的粘度的急剧变化。在胶凝点，如流动性的损失和3D网络(即交联聚合物链)的形成所反映，溶液经历凝胶化，导致凝胶形成。

“％wt”、“％w”、“重量-％”和“wt％”在本文中可互换使用，并且均指“重量百分比”。

包含可溶聚丙烯酸聚合物的超吸收聚合物材料

本发明的超吸收聚合物材料包含交联聚(甲基)丙烯酸及其盐(以下简称为“聚丙烯酸”)，并且还包含s-PAA聚合物。其交联的聚丙烯酸具有相邻交联点之间的平均距离R_xl，并且可溶聚丙烯酸聚合物具有平均回转直径2*R_g。2*R_g与R_xl的比率为至少1.1，或至少1.2，或至少1.25，或至少1.3，或至少1.4，或至少1.5。2*R_g与R_xl的比率可不大于5.0，或不大于4.5，或不大于4.0，或不大于3.5，或不大于3.0，或不大于2.5。

s-PAA聚合物可具有250kDa至3MDa，或300kDa至2MDa，或300kDa至1MDa的重均分子量M_w。

重均分子量M_w尤其影响s-PAA聚合物的回转直径。较高的重均分子量M_w通常会导致较高的回转直径。然而，存在也影响s-PAA聚合物的回转直径的其他因素，尤其是s-PAA聚合物是线性的还是支化的，并且如果s-PAA聚合物是支化的，则还有支化度(支链数和支链内聚合物链的长度)。通常，支化聚合物具有比线性聚合物更低的回转直径，并且具有较高支化度的聚合物比具有相对较低支化度的聚合物具有更低的回转直径。

重均分子量低于250kDa的S-PAA聚合物可能会负面影响可提取物的量，并降低SAP材料的性能，诸如容量(由CRC定义)和渗透性(由UPM定义)。较低的重均分子量意味着较小的分子尺寸，这增加了s-PAA聚合物在吸收液体和溶胀材料时从SAP材料中漏出的风险。

通过选择重均分子量M_w大于3MDa的s-PAA聚合物，聚丙烯酸聚合物在溶液中的粘度增加，这会负面影响可加工性。此外，过高的重均分子量意味着SAP材料包含非常大的聚合物，这可能会负面影响SAP材料的性能，因为聚丙烯酸聚合物不会聚合到SAP材料的交联聚丙烯酸网络中，或者仅在非常小的程度上聚合到其中。因此，相对较大比例的SAP材料总重量不能对吸收性能做出有意义的贡献，诸如CRC和UPM。

有趣的是，已经发现当通过降解预先存在的SAP材料得到的s-PAA聚合物用于掺入到(新的)SAP材料中时，与由纯丙烯酸单体制备的s-PAA聚合物相比，可使用较低重均分子量M_w的s-PAA聚合物。

据信，通过降解预先存在的SAP材料(诸如预先存在的SAP颗粒)得到的s-PAA聚合物具有更高的支化度，即存在更多的交叉点，在这些交叉点处聚合物链分支成两个聚合物链(不与交联相混淆，交联将两个预先存在的聚合物链彼此结合，形成交联)。与此相比，由原始丙烯酸聚合物聚合的s-PAA聚合物是线性的或至少在非常小的程度上支化。具有较高支化度的S-PAA聚合物将在SAP材料内采用不同的三维构型，特别是当SAP材料开始溶胀时。

如果本发明的SAP材料所包含的s-PAA聚合物源自预先存在的SAP材料(诸如预先存在的SAP颗粒)的降解，则预先存在的SAP材料可以是预先存在的原生SAP材料、预先存在的用后再循环利用的SAP材料、预先存在的工业后再循环利用的SAP材料或这些材料的组合。如本文所用，“用后再循环利用的SAP材料”是指已包含在吸收制品内并且吸收制品已被消费者使用(例如，被失禁使用者穿戴)的预先存在的SAP材料。使用后，再循环利用吸收制品，并且将预先存在的用后再循环利用的SAP材料从吸收制品中分离出并降解成s-PAA聚合物。如本文所用，“工业后再循环利用的SAP材料”是指吸收制品可包含或可不包含的预先存在的SAP材料。工业后再循环利用的SAP此前没有被使用过，例如，其不包含在消费者使用过的吸收制品内。相反，工业后再循环利用的SAP材料可衍生自在生产期间已经挑选出的吸收制品，例如，因为它们有缺陷。未包含在吸收制品内的工业后再循环利用的SAP材料可能已在先前SAP材料的生产期间被挑选出来，例如因为它不满足所需的性能目标(诸如容量、白度等)。

s-PAA聚合物可存在于整个SAP材料中，即s-PAA聚合物的存在可不限于SAP材料的表面(例如，不限于SAP颗粒的表面)。因此，s-PAA聚合物并非旨在用作SAP材料等的表面处理。

如果SAP材料为SAP颗粒形式，则SAP颗粒可具有多种形状。术语“颗粒”是指颗粒剂、纤维、薄片、球体、粉末、薄板、以及在SAP颗粒领域中的技术人员已知的其它形状和形式。在一些实施方案中，SAP颗粒可以呈纤维的形状，即细长的针状超吸收聚合物颗粒。在那些实施方案中，SAP颗粒纤维具有小于约1mm，通常小于约500μm，并且优选小于250μm下至50μm的小尺度(即纤维的直径)。纤维的长度优选为约3mm至约100mm。纤维也可以是可编织的长细丝的形式。

另选地，本发明的SAP颗粒是球状颗粒。根据本发明所述并且与纤维相反，“球状颗粒”具有最长和最小尺度，并且颗粒的最长和最小颗粒尺度之比在1-5的范围内，其中值1将等于完美的球状颗粒，而值5将考虑到与这种球状颗粒有一些偏差。在这种实施方案中，如根据EDANA方法WSP 220.2-05所测量的，SAP颗粒可具有小于850μm，或50μm至850μm，优选地100μm至500μm，更优选地150μm至300μm的粒度。具有相对低粒度的SAP颗粒有助于增加与液体流出物接触的表面积，并因此支持液体流出物的快速吸收。

超吸收聚合物材料可被部分中和，例如通过在40摩尔％至95摩尔％中和、或50摩尔％至80摩尔％中和、或55摩尔％至75摩尔％中和下聚合丙烯酸单体。另选地或除此之外，超吸收聚合物材料可在聚合后中和，使得总中和度为40-95摩尔％、或50-80摩尔％、或55-75摩尔％。

术语“表面”描述颗粒的面向外的边界。对于多孔SAP颗粒，暴露的内表面也可属于表面。术语“表面交联的SAP颗粒”是指在颗粒表面附近存在的其分子链被称为表面交联剂的化合物交联的SAP颗粒。将表面交联剂施用于颗粒的表面。在表面交联的SAP颗粒中，在SAP颗粒表面附近的交联水平通常高于在SAP内部的交联水平。

常用的表面交联剂为可热活化的表面交联剂。术语“可热活化的表面交联剂”是指只在暴露于高温时发生反应的表面交联剂，温度通常为150℃左右。现有技术中已知的可热活化的表面交联剂是例如双官能剂或多官能剂，其能够在SAP的聚合物链之间建立附加交联。可热活化的表面交联剂的示例包括但不限于：二元醇或多元醇或能够形成二元醇或多元醇的其衍生物、碳酸亚烃酯、缩酮和二缩水甘油醚或聚缩水甘油醚、卤代环氧化合物、聚醛、多元醇和多胺。交联是基于聚合物所含官能团之间的反应，例如羧基(聚合物所含的)和羟基(表面交联剂所含的)之间的酯化反应。由于通常相对大级分的聚合物链的羧基基团在聚合步骤之前被中和，因此通常只有少数羧基基团可用于本领域已知的这种表面交联过程。例如，在70％中和的聚合物中，10个羧基基团中只有3个可用于共价表面交联。

SAP颗粒的表面可被涂覆，或者代替表面交联，或者更优选除了表面交联之外(其中在表面交联之后进行涂覆)。涂覆使表面发粘，使得SAP颗粒在润湿时不能容易地重新布置(因此它们不能阻塞空隙)。

例如，SAP颗粒可涂覆有阳离子聚合物。优选的阳离子聚合物可包括多胺或聚亚胺材料，其可与体液、特别是尿液中所含的至少一种组分反应。优选的多胺材料选自(1)具有伯胺基团的聚合物(例如，聚乙烯胺、聚烯丙基胺)；(2)具有仲胺基团的聚合物(例如聚乙烯亚胺)；和(3)具有叔胺基团的聚合物(例如，聚N,N-二甲基烷基胺)。阳离子聚合物的具体例为例如聚乙烯亚胺、在水溶性范围内通过表卤醇交联的改性聚乙烯亚胺、多胺、通过乙烯亚胺接枝的改性聚酰胺基胺、聚醚胺、聚乙烯胺、聚烷基胺、聚酰胺基聚胺、聚烯丙基胺。

涂覆在SAP颗粒表面上的阳离子聚合物可具有至少500Da，更优选5000Da，最优选10,000Da或更大的重均分子量M_w。重均分子量大于500或更大的阳离子聚合物不限于在通过凝胶渗透色谱法进行的分子量分析中示出单一最大值(峰)的聚合物，并且即使其表现出多个最大值(峰)，也可以使用重均分子量为500或更大的聚合物。

相对于100重量份的超吸收聚合物颗粒，优选的阳离子聚合物的量为0.05～20重量份左右，更优选为0.3～10重量份左右，最优选为0.5～5重量份左右。

基于SAP材料的总重量计，s-PAA聚合物可以至多50.0重量％、或至多40.0重量％、或至多30.0重量％、或至多25.0重量％、或至多20.0重量％的量包含在SAP材料中。已经发现这样的量不会负面影响SAP材料的性能，诸如容量(以CRC测量)和渗透性(以渗透性测量)。

基于SAP材料的总重量计，s-PAA聚合物可以至少3.0重量％、或至少5.0重量％、或至少7.5重量％、或至少10.0重量％的量包含在SAP材料中。

已经发现，包含重均分子量为250kDa至3MDa的s-PAA聚合物的本发明的SAP材料具有良好的性能，这使得其可用于结合到吸收制品中。

本发明的SAP材料可具有小于15重量％、或小于12重量％或小于11重量％的可提取物的量。如果SAP材料的容量增加，则可提取物的量通常增加。本发明的SAP材料可具有小于0.30或小于0.25的可提取物的量(重量％)与容量(g/g)的比率。

如根据下文所述的离心保留容量(CRC)方法测得，本发明的SAP材料可具有至少25g/g的容量。

本发明的SAP材料可具有至少25g/g或至少25g/g的EFFC值。EFFC值将SAP材料的容量(CRC)和压力下吸收(AAP)性能组合为

EFFC＝(CRC+AAP)/2。

制备包含s-PAA聚合物的SAP材料的方法

c)提供一种或多种交联剂；

d)提供一种或多种引发剂；

g)使步骤f)中获得的混合物聚合以获得超吸收聚合物材料。

由于可以假定步骤a)至e)中提供的所有组分在聚合反应中反应，因此步骤e)的重量％与通过所述方法获得的超吸收聚合物材料中s-PAA聚合物的重量％相同。

当在方法步骤e)中提供s-PAA聚合物时，s-PAA聚合物可以以干燥形式(作为粉末)提供到水性溶液中，或者可以作为水性溶液提供。由于s-PAA聚合物通常难以溶解，因此以水性溶液形式提供s-PAA聚合物确实是有益的。此外，如果s-PAA聚合物获自预先存在的用后再循环利用的SAP材料的降解，则降解产物(即s-PAA聚合物)将最可能是水性溶液，因此干燥和再溶解s-PAA聚合物将是耗时且耗能的。

基于步骤e)中提供的可溶聚丙烯酸聚合物和方法步骤a)中提供的单体和低聚物的总重量计，s-PAA聚合物可以至多50.0％、或至多40.0％、或至多30.0％、或至多25.0％、或至多20.0％的重量百分比提供。

SAP材料可在聚合后干燥。SAP材料还可以被粉碎以获得SAP颗粒。粉碎可以在干燥之后进行或者可以在干燥之前进行(例如通过所谓的湿研磨)。

在方法步骤b)中提供的烯键式不饱和共聚单体可以是水溶的，即它们在23℃下在水中的溶解度典型地是至少1g/100g水，优选至少5g/100g水，更优选至少25g/100g水，且最优选至少35g/100g水。

在方法步骤b)中提供的合适的烯键式不饱和共聚单体例如是烯键式不饱和羧酸，诸如甲基丙烯酸和衣康酸。

在方法步骤b)中提供的其他合适单体的烯键式不饱和共聚单体是例如烯键式不饱和磺酸，诸如苯乙烯磺酸。

可与丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或烯键式不饱和磺酸组合添加的其它烯键式不饱和共聚单体是可与方法步骤a)中提供的烯键式不饱和单体共聚的苯乙烯磺酸，例如是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基丙酯、丙烯酸二乙基氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和/或甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯。

单体a)和/或共共聚单体b)的酸基团可以经部分中和。中和可以在单体阶段进行。这通常可通过混入水性溶液形式或优选固体形式的中和剂来完成。中和度优选可优选为40至95摩尔％，更优选为40至80摩尔％，最优选为50至75摩尔％。可使用习惯中和剂，优选碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐以及它们的混合物。代替碱金属盐，也可以使用铵盐。特别优选的碱金属是钠和钾，但非常特别优选的是氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠以及它们的混合物。

在方法步骤b)中提供的合适交联剂是具有至少两个适于交联的基团的化合物。这种基团例如是可自由基聚合到聚合物链中的烯键式不饱和基团，以及可与方法步骤a)中提供的单体的酸基团和/或与方法步骤b)中提供的共聚单体形成共价键的官能团。此外，可与方法步骤a)中提供的单体的至少两个酸基团形成配位键的多价金属盐也适合作为交联剂。

在方法步骤c)中提供的交联剂优选为具有至少两个可自由基聚合到聚合物网络中的可聚合基团的化合物。在方法步骤b)中提供的合适交联剂例如为亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、氯化四烯丙基铵、四烯丙氧基乙烷或除丙烯酸酯基团外还包含其它烯键式不饱和基团的混合丙烯酸酯。

基于方法步骤a)中提供的未中和单体和步骤b)中提供的未中和共聚单体的总重量计，方法步骤c)中提供的交联剂的量优选为0.0001重量％至0.5重量％，更优选为0.001重量％至0.2重量％，最优选为0.01重量％至0.1重量％。

在方法步骤d)中提供的引发剂可以是在聚合条件下生成自由基的所有化合物，例如热引发剂、氧化还原引发剂或光引发剂。

合适的氧化还原引发剂是过氧二硫酸钾或过氧二硫酸钠/抗坏血酸、过氧化氢/抗坏血酸、过氧二硫酸钾或过氧二硫酸钠/亚硫酸氢钠和过氧化氢/亚硫酸氢钠。优选使用热引发剂和氧化还原引发剂的混合物，诸如过氧二硫酸钾或过氧二硫酸钠/过氧化氢/抗坏血酸。然而，所用的还原组分优选为2-羟基-2-亚磺酸基乙酸的钠盐、2-羟基-2-磺酸基乙酸的二钠盐和亚硫酸氢钠的混合物。这种混合物可以作为Brü

FF6和Brü/>

FF7(Brüggemann Chemicals；海尔布隆；德国)获得。

合适的热引发剂尤其是偶氮引发剂，例如2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2,2'-偶氮双[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2'-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、4,4”-偶氮双(4-氰基戊酸)、4,4'及其钠盐、2,2'-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]和2,2'-偶氮双(亚氨基-1-吡咯烷基-2-乙基丙烷)二盐酸盐。

合适的光引发剂为例如2-羟基-2-甲基苯丙酮和1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮。

方法步骤f)和g)的混合和聚合可以在捏合反应器或带式反应器中进行。在捏合反应器中，将聚合中形成的聚合物凝胶通过例如反向旋转搅拌轴连续粉碎。带式反应器中的聚合也是本领域公知的。带式反应器中的聚合形成聚合物凝胶，该凝胶必须在另一工艺步骤中粉碎，例如在挤出机或捏合机中粉碎。

表面交联可以将表面交联剂的溶液(诸如水性溶液)喷涂到干燥的SAP颗粒上的方式进行。在喷涂施用之后，表面交联剂涂覆的聚合物颗粒经热表面交联。

表面交联剂溶液在SAP颗粒上的喷涂施用优选在具有移动混合工具的混合器诸如螺杆混合器、盘式混合器和桨式混合器中进行。

吸收制品

典型的一次性吸收制品(其中可使用本发明的SAP材料)紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物并且以尿布20的形式在图1和图2中表示。

更详细地，图1为处于平展状态的示例性尿布20的平面图，其部分尿布被切除以更清楚地示出尿布20的构造。该尿布20仅是出于例证的目的示出的，因为本发明的SAP材料可被包括在各种各样的尿布或其它吸收制品中。

如图1和图2所示，吸收制品(此处为尿布)可包括液体可渗透的顶片24、液体不可渗透的底片26、定位在顶片24和底片26之间的吸收芯28。吸收芯28可吸收和容纳被所述吸收制品接收的液体，并且可包括吸收材料60，诸如本发明的SAP材料66和/或纤维素纤维、以及吸收制品中所常用的其它吸收材料和非吸收材料(例如固定SAP颗粒的热塑性粘合剂)。吸收材料和非吸收材料可包裹在基底(例如一个或多个非织造物、薄纸)内，诸如通过面朝顶片的上芯覆盖件层56和面朝底片的下芯覆盖件层58。此类上芯覆盖件层和下芯覆盖件层可由非织造物、薄纸等制成并且可例如沿其周边连续或不连续地彼此附接。

吸收芯可包括一个或多个基底层(诸如非织造纤维网或薄页纸)、设置在一个或多个基底层上的SAP材料(诸如SAP颗粒)、以及通常设置在SAP材料(诸如SAP颗粒)上的热塑性组合物。通常所述热塑性组合物为热塑性粘合剂材料。在一个实施方案中，热塑性粘合剂材料形成纤维层，该纤维层至少部分地与一个或多个基底层上的SAP材料(诸如SAP颗粒)接触并部分地与一个或多个基底层接触。为了增强SAP材料(例如SAP颗粒)和/或热塑性粘合剂材料对相应基底层的粘附性，可在施用SAP材料(诸如SAP颗粒)之前将辅助粘合剂沉积在一个或多个基底层上。吸收芯也可包括一个或多个覆盖层，使得SAP材料(例如SAP颗粒)包含于一个或多个基底层与一个或多个覆盖层之间。该一个或多个基底层和一个或多个覆盖件层可包含或由非织造纤维网组成。吸收芯还可包含气味控制化合物。

吸收芯可基本上由一个或多个基底层、SAP材料(例如SAP颗粒)、热塑性组合物、任选地辅助粘合剂、任选地覆盖层、以及任选地气味控制化合物组成。

吸收芯还可包含SAP颗粒和透气毡的混合物，其可包埋在一个或多个基底层诸如非织造纤维网或薄页纸内。此类吸收芯可包含按所述吸收材料的重量计30％至95％，或50％至95％的SAP颗粒并且可包含按所述吸收材料的重量计5％至70％，或5％至50％的透气毡(就这些百分比而言，任何包埋的基底层不认为是吸收材料)。吸收芯还可不含透气毡并且可包含按所述吸收材料的重量计100％的SAP颗粒。

吸收芯可包含本发明的SAP材料和其它SAP材料(诸如其它SAP颗粒和/或SAP泡沫)的混合物或组合。例如，吸收芯可包含按所述吸收材料的重量计至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％或100％的SAP材料，其中所述SAP材料包含按所述吸收芯中的SAP材料的总重量计至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少50％、或至少75％、或至少90％、或100％的本发明的SAP材料。

本发明的吸收制品，尤其是尿布和裤可包括采集层52、分配层54、或两者的组合(本文全部统称为采集-分配体系“ADS”50)。ADS 50的功能通常为快速采集所述流体并以高效方式将其分配至吸收芯。ADS可包括一个、两个或更多个层。在以下示例中，ADS 50包括两个层：设置在吸收芯和顶片之间的分配层54和采集层52。

ADS可不含SAP材料。现有技术公开了多种类型的采集-分配***，参见例如WO2000/59430、WO95/10996、US5700254、WO02/067809。然而，本发明的SAP材料还可被ADS包含。

分配层54的功能是将入侵的流体液体分布到制品内的较大表面上，使得能够更有效地使用吸收芯的吸收容量。分配层可由基于合成或纤维素纤维并具有相对低密度的非织造材料制成。分配层可通常具有30g/m²至400g/m²，具体地80g/m²至300g/m²的平均基重。

分配层可例如包含按重量计至少50％、或60％、或70％、或80％、或90％、或100％的交联纤维素纤维。交联纤维素纤维可为起褶皱的、加捻的、或卷曲的、或它们的组合(包括起褶皱的、加捻的和卷曲的)。交联纤维素纤维在产品包装或使用条件下(例如在婴儿重量下)提供较高的弹性和因此较高的第一吸收层抗压缩抗性。这向芯提供相对高的空隙体积、渗透性和液体吸收，从而减少渗漏并改善的干燥性。

吸收制品20还可包括采集层52，其功能是快速采集所述流体使其远离顶片以便为穿着者提供良好的干燥性。采集层52通常直接放置在顶片下方和分配层下方。采集层通常可以为或包括非织造材料，例如SMS或SMMS材料，所述非织造材料包括纺粘层、熔喷层、以及其它纺粘层或另选地梳理成网的化学粘结非织造材料。非织造材料可具体地被胶乳粘结。示例性的上部采集层52公开在US7786341中。可使用梳理成网的树脂粘结的非织造材料，尤其是在使用的纤维是实心圆形或圆形且空心的PET短纤维的情况下(例如，6旦尼尔纤维和9旦尼尔纤维的50/50或40/60混合物)。示例性粘结剂为丁二烯/苯乙烯胶乳。

采集层52可由胶乳粘合剂例如苯乙烯-丁二烯胶乳粘合剂(SB胶乳)来稳定。用于获得此类晶格的方法是例如从EP 149 880(Kwok)和US 2003/0105190(Diehl等人)获知的。粘合剂可以按重量计超过12％、14％或16％存在于采集层52中，但是可以按采集层重量计不超过30％、或不超过25％存在。SB胶乳可以商品名GENFLO^TM3160(OMNOVA SolutionsInc.；Akron，Ohio)获得。

尿布还可包括弹性化腿箍32和阻隔腿箍34，所述腿箍和/或阻隔箍改善对液体和其他身体流出物的约束，尤其是在腿部开口区域中。通常，每个腿箍32和阻隔箍34将包括一根或多根弹性线丝33和35，该弹性线丝以放大形式示出于图1和图2上。另外，尿布20可包括其它特征结构，诸如后耳片40、前耳片46和/或附接的阻隔箍34，从而形成复合尿布结构。尿布还可包括紧固***，诸如粘合剂紧固***或机械紧固***(例如钩-环紧固***)，所述紧固***可包括带突出部42，诸如粘合带突出部或包括钩元件的带突出部，所述钩元件与着陆区44(例如提供钩-环紧固***中的环的非织造纤维网)协作。另外，尿布还可包括其它元件，诸如后弹性腰部结构和前弹性腰部结构、侧片或洗剂应用。

如图1和2所示，尿布20可假想地分成第一腰区36、与第一腰区36相对的第二腰区38、以及位于第一腰区36和第二腰区38之间的裆区37。纵向中心线80为沿其长度将尿布分离成两个相等半块的假想线。横向中心线90为垂直于被展平的尿布的平面中的纵向线80并穿过尿布长度的中间的假想线。尿布20的周边由尿布20的外边缘限定。尿布的纵向边缘可大致平行于尿布20的纵向中心线80延伸，并且端边大致平行于尿布20的横向中心线90在纵向边缘之间延伸。

生物基材料

使用ASTM D6866-10，方法B，包含本发明的SAP材料的吸收制品可包括约10％至约100％、或约25％至约75％、或约50％至约60％的生物基含量值。

使用ASTM D6866-10的方法B，吸收制品的各种部件，诸如顶片、底片、扣件、ADS、后耳片、外覆盖件非织造材料、弹性层压体(诸如形成吸收制品的带的弹性层压体)、或任何其他部件可包含约10％至约100％、或约25％至约75％、或约50％至约60％的生物基含量值。

为了应用ASTM D6866-10的方法来确定单组分材料(即非织造)的生物基含量，将该材料分离并清洁，使得所得样本尽可能接近地反映组成起始材料。例如，如果部件需要解构(例如，从由一种或多种非织造材料和弹性股线形成的层压体移除弹性股线)，则用合适的溶剂洗涤非织造材料，以便移除存在的任何残余粘合剂。为了将ASTM D6866-10的方法应用于具有不同或未知组成的两种或更多种材料的样品组件，通过使用已知的研磨方法(诸如使用Wiley研磨机)将材料研磨成颗粒形式(粒度为约20目或更小)来使样品均化。然后从所得随机混合颗粒的样品中取出合适质量的代表性样本。

来源于可再生资源的聚合物的验证

一种合适的验证技术是通过14C分析。大气中少量的二氧化碳是放射性的。当氮被紫外线产生的中子攻击，致使氮损失一个质子并且形成分子量为14的碳，其立即被氧化成二氧化碳时，就生成该14C二氧化碳。该放射性同位素代表小级分但可测量级分的大气碳。大气二氧化碳通过绿色植物进行循环以在光合作用期间产生有机分子。当绿色植物或其他形式的生命代谢有机分子从而产生二氧化碳时，所述循环结束，所述二氧化碳被释放回大气中。地球上几乎所有形式的生命均依赖绿色植物来生成有机分子以生长和繁殖。因此，大气中存在的14C变成所有生命形式和它们生物产物的一部分。与之相反，化石燃料基碳不具有大气二氧化碳的标记放射性碳比率。

对材料中的可再生基碳的评估可通过标准测试方法来执行。通过使用放射性碳和同位素比率质谱分析，能够确定材料的生物基含量。ASTM International(正式称为美国材料与试验协会)已建立了用于评估材料的生物基含量的标准方法。所述ASTM方法被命名为ASTM D6866-10。

用以导出“生物基含量”的ASTM D6866-10的应用建立在与放射性碳年代测定法相同的概念上，但未使用年龄方程。该分析通过导出未知样品中有机放射性碳(14C)的量与现代参考标准品中放射性碳的量的比率来进行。将该比率以百分比报告，以“pMC”(现代碳百分比)作为单位。

放射性碳年代测定法中所用的现代参考标准为NIST(National Institute ofStandards and Technology)标准，具有已知的放射性碳含量，相当于大约公元1950年。选择公元1950年是由于它代表在热核武器测试之前的时间，所述测试随着每次***(术语“碳***”)向大气中引入了大量的过量放射性碳。公元1950年的基准表示为100pMC。

测试显示，在热核武器测试结束之前，由于“碳***”作用大气中的放射性碳含量在1963年达到峰值，达到正常水平的近两倍。大气中的放射性碳含量的分布达到峰值后就大致保持不变，使得在公元1950年之后，植物和动物中的生物放射性碳含量都超过100pMC。随着时间的推移，其被逐渐减小，现在的值接近107.5pMC。这意味着，诸如玉米之类的新鲜生物质材料可给出接近107.5pMC的放射性碳标记。

将化石碳与当代碳结合到一种材料中将导致对当代pMC含量的稀释。假设107.5pMC表示当代生物质材料并且0pMC表示石油衍生物，则测得的该材料的pMC值将反映两种组分类型的比例。100％源自当代大豆的材料应给出接近107.5pMC的放射性碳标记。如果将该材料用例如50％石油衍生物稀释，则其将给出接近54pMC的放射性碳标记(假定石油衍生物具有与大豆相同的碳百分比)。

通过设定100％等于107.5pMC且0％等于0pMC来导出生物质含量的结果。在这方面，测量值为99pMC的样品将给出92％的等同生物基含量值。

本文所述材料的评估可根据ASTM D6866进行。在该报告中引用的平均值涵盖绝对范围6％(在生物基含量值的任一侧上±3％)以解释最终组分放射性碳标记的变化。假定所有材料均为现代材料或为初始状态的化石，并且假定期望的结果是“存在”于材料中的生物组分的量，不是在制造过程中“使用”的生物基材料的量。

测试方法

用于聚合物分子量分布测量的具有多角度光散射和折射率检测的凝胶渗透色谱法(GPC-MALS/RI)

具有多角度光散射(MALS)和折射率(RI)检测的凝胶渗透色谱法(GPC)(GPC-MALS/RI)允许测量聚合物的绝对重均分子量M_w而不需要柱校准方法或标准。GPC***允许分子作为其分子大小的函数被分离。MALS和RI允许获得关于数均(Mn)和重均(Mw)分子量的信息。

水溶聚合物诸如s-PAA聚合物的M_w分布通常通过使用液相色谱***测量，所述液相色谱***通常由泵***、自动进样器(例如，具有OpenLab Chemstation软件的Agilent1260Infinity泵***，Agilent Technology，Santa Clara，CA，USA)和通常在40℃下操作的适当尺寸的柱组(例如，Waters超水凝胶保护柱，6mm ID×40mm长，两个超水凝胶线性柱，7.8mm ID×300mm长，Waters Corporation of Milford，MA，USA)组成。

柱组包括一个或典型地多个随后连接的具有针对不同分子量聚合物分级的不同孔径的柱，并且通常选择柱以提供宽的和相关的分子量范围的分辨率。

通常，流动相是例如含有0.02％叠氮化钠的0.1M硝酸钠水溶液，并且以约1mL/min的流速等度地泵送。使用由相应软件包(例如Wyatt

)控制的多角度光散射(MALS)检测器(例如/>

)和微分折射率(RI)检测器(例如Santa Barbara，California，USA的Wyatt Technology)。

典型地通过将聚合物材料(诸如s-PAA聚合物)以约1mg/ml溶解在流动相中并且通过将该溶液在室温下混合过夜水合来制备样品。在GPC分析之前，使用注射器将样品通过膜过滤器(例如0.8μm Versapor过滤器，PALL，Life Sciences，NY，USA)过滤到LC自动进样器小瓶中。

Dn/dc(折射率随浓度的微分变化)值通常在感兴趣的聚合物材料上测量并用于通过各自的检测器软件测定数均分子量和重均分子量。

尿液渗透性测量(UPM)测试方法

实验室条件：

该测试必须在23℃±2℃温度和45％±10％相对湿度的标准条件下于气候调理室中进行。

尿液渗透性测量体系

该方法测定溶胀水凝胶层1318的渗透性。用于该方法的设备描述如下。该方法与现有技术的SFC(盐水流动传导率)测试方法密切相关。

图3示出了渗透性测量***1000，其配备有恒定流体静压头贮存器1014、用于空气进入的末端开端管1010、用于再填充的塞口1012、实验架1016、具有带Tygon管状喷嘴1044的柔性管1045的传输管1018、旋阀1020、盖板1047和支撑环1040、接收容器1024、天平1026和活塞/圆筒组件1028。

图4示出了包括金属砝码1112、活塞轴1114、活塞头1118、封盖1116和圆筒1120的活塞/圆筒组件1028。圆筒1120由透明的聚碳酸酯(如

)制成并具有6.00cm的内径p，(面积＝28.27cm²)，其中内圆筒壁1150是光滑的。圆筒1120的底部1148覆盖有不锈钢网布(ISO 9044材料1.4401，筛目尺寸0.038mm，网丝直径0.025mm)(未示出)，其在连接到圆筒1120的底部1148上之前双轴向拉伸至绷紧状态。活塞轴1114由透明的聚碳酸酯(例如，

)制成，并且具有大约127mm的总长度q。活塞轴1114的中间部分1126具有22.15(±0.02)mm的直径r。活塞轴1114的上部1128具有15.8mm的直径s，从而形成肩部1124。活塞轴1114的下部1146具有大约5/8英寸(15.9mm)的直径t，并具有螺纹以紧紧地拧到活塞头1118的中心孔1218中(参见图5)。将活塞头1118穿孔，其由透明聚碳酸酯(例如，/>

)制成，并且还用拉伸的不锈钢网布(ISO 9044材料1.4401，筛目尺寸0.038mm，网丝直径0.025mm)(未示出)进行筛分。砝码1112为不锈钢，具有中心孔1130，滑动至活塞轴1114的上部部分1128上并停留在肩部1124上。活塞头1118、活塞轴1114与砝码1112的合并重量为596g(±6g)，其相当于圆筒1120内面积上的0.30psi。可通过沿着活塞轴1114的中心轴线1132向下钻盲孔以移除材料和/或提供腔体以增加砝码来调整组合重量。圆筒封盖1116在其中心具有第一封盖开口1134用于垂直对准活塞轴1114，并且靠近边缘1138具有第二封盖开口1136用于将流体由恒静压头贮存器1014引入圆筒1120。

沿着砝码1112的上表面1152径向划出第一线性指示标记(未示出)，所述第一线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114的顶部表面1160径向划出相应的第二线性指示标记(未示出)，所述第二线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114中部1126划出相应的第三线性指示标记(未示出)，所述第三线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着圆筒封盖1116的上表面1140径向划出相应的第四线性指示标记(未示出)，所述第四线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。此外，沿着圆筒封盖1116的唇缘1154划出相应的第五线性指示标记(未示出)，所述第五线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着外圆筒壁1142划出相应的第六线性指示标记(未示出)，所述第六线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。使第一、第二、第三、第四、第五和第六线性指示标记对齐使得砝码1112、活塞轴1114、圆筒封盖1116以及圆筒1120在每次测量时用相对于彼此相同的取向重新定位。

圆筒1120规格细节为：

圆筒1120的外径u：70.35mm(±0.05mm)

圆筒1120的内径p：60.0mm(±0.05mm)

圆筒1120的高度ν：60.5mm。圆筒高度必须不低于55.0mm！

圆筒封盖1116规格细节为：

圆筒封盖1116的外径w：76.05mm(±0.05mm)

圆筒封盖1116的内径x：70.5mm(±0.05mm)

包括唇缘1154在内的圆筒封盖1116的厚度y：12.7mm

无唇缘1154时的滚筒封盖1116的厚度z：6.35mm

第一封盖开口1134的直径a：22.25mm(±0.02mm)

第二封盖开口1136的直径b：12.7mm(±0.1mm)

第一和第二封盖开口1134和1136的中心之间的距离：23.5mm

砝码1112规格细节为：

外径c：50.0mm

中心镗孔1130的直径d：16.0mm

高度e：39.0mm

活塞头1118规格细节为：

直径f：59.7mm(±0.05mm)

高度g：16.5mm。活塞头高度必须不小于15.0mm。

外孔1214(总共14个)具有9.30(±0.25)mm的直径h，外孔1214等距间隔开，其中中心距中心孔1218的中心23.9mm。

内孔1216(总共7个)具有9.30(±0.25)mm的直径i，内孔1216等距间隔开，其中心距中心孔1218的中心13.4mm。

中心孔1218具有大约5/8英寸(15.9mm)的直径j，并具有螺纹以接纳活塞轴1114的下部1146。

在使用之前，应检查活塞头1118和圆筒1120的不锈钢筛网(未示出)是否堵塞、破洞或过度拉伸，在必要时可替换。具有受损筛网的尿液渗透性测量设备可输出错误的UPM结果，并且在筛网置换之前一定不要使用。

在圆筒1120上于附接到圆筒1120的底部1148上的筛网(未示出)上方5.00cm(±0.05cm)的高度k处划出5.00cm标记1156。这标记分析期间要保持的流体水平。保持正确且恒定的流体水平(流体静力学压力)对于测量精确度而言很关键。

恒定静压头贮存器1014用于将盐溶液1032传输至圆筒1120，并保持盐溶液1032的水平在附接到圆筒1120的底部1148上的筛网(未示出)上方5.00cm的高度k处。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持在圆筒1120中的盐溶液1032水平在所需的5.00cm高度k处，即当圆筒位于接收容器1024上方的盖板1047和支承环1040(具有不小于64mm直径的圆形内开口)上时，进气管1010的底部1034与圆筒1120上的5.00cm标记1156位于大致同一平面1038内。

盖板1047和支承环1040是如用于如EP 2 535 027 A1所述的方法“K(t)测试方法(动态有效渗透性和吸收动力学测量测试方法)”的设备中所用的部件，并且称为“

üfstand”或“Time Dependent PermeabilityTester”，设备号03-080578并且可在BRAUN GmbH,Frankfurter Str.145,61476Kronberg,Germany可商购获得)。根据要求，还可获得详细的技术图。

进气管1010与在圆筒1120上的5.00cm标记1156的适当高度对齐对于分析很关键。合适的贮存器1014由广口瓶1030组成，所述广口瓶包含：用于流体传输的连接至柔性管1045(例如Tygon管，能够连接喷嘴和贮存器出口)和Tygon管喷嘴1044(内径至少6.0mm，长度约5.0cm)的水平取向的L型传输管1018，用于允许空气处于恒定静压头贮存器1014内的固定高度处的垂直取向的末端开口管1010、以及用于再填充恒定静压头贮存器1014的塞口1012。管1010具有大约12mm、但不小于10.5mm的内径。接近恒定流体静压头贮存器1014的底部1042定位的传输管1018容纳用于开始/停止盐溶液1032传输的旋阀1020。将传输柔性管1045的出口1044的尺寸设定成(例如，外径10mm)***穿过圆筒封盖1116上的第二封盖开口1136，其末端定位在圆筒1120的盐溶液1032的表面之下(在盐溶液1032在圆筒1120中达到5.00cm高度之后)。用O形环衬圈1049将进气管1010保持在适当位置。可将恒静压头贮存器1014以相对于圆筒1120合适的高度定位在实验室架1016上。定制恒静压头贮存器1014的部件尺寸以便快速填充圆筒1120至所需高度(即，静压头)并在整个测量期间保持该高度。恒定静压头贮存器1014必须能够以至少2.6g/s的流量传输盐溶液1032至少10分钟。

活塞/圆筒组件1028定位在盖板1047中的支承环1040上或合适的可供选择的刚性支架上。将通过包含溶胀水凝胶层1318的活塞/圆筒组件1028的盐溶液1032收集在接收容器1024中，该接收容器设置在活塞/圆筒组件1028下方(但不与之接触)。

将接收容器1024置于精确至至少0.001g的天平1026上。将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集***1048上。

试剂的制备(未示出)

Jayco合成尿液(JSU)1312(参见图6)用作溶胀相(参见以下UPM程序)，而0.118M的氯化钠(NaCl)溶液1032用作流动相(参见以下UPM程序)。以下制备是参照标准的1升体积。若制备不同于1升的体积，所有的量因此按比例称量。

JSU：用蒸馏水填充1L的容量瓶至其体积的80％，并将磁力搅拌棒置于容量瓶中。利用分析天平用称量纸或烧杯分别称量以下干燥成分的量(精确至±0.01g)，并将它们以下面所列出的相同顺序定量加入到容量瓶中。在适当的搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解，取出搅拌棒，并用蒸馏水稀释溶液至1L的体积。再次放入搅拌棒，并在搅拌棒上另外搅拌溶液几分钟。

制备1升Jayco合成尿液的盐用量：

氯化钾(KCl)2.00g

硫酸钠(Na₂SO₄)2.00g

磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)0.85g

磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)0.15g

氯化钙(CaCl₂)0.19g-[或水合氯化钙(CaCl₂·2H₂O)0.25g]

氯化镁(MgCl₂)0.23g-[或水合氯化镁(MgCl₂·6H₂O)0.50g]

为了更迅速地制备，在1L容量瓶中，使氯化钾、硫酸钠、磷酸二氢铵、磷酸铵(二碱式)和氯化镁(或含水氯化镁)混合并溶解于80％的蒸馏水中。将氯化钙(或含水氯化钙)单独地溶解于约50ml蒸馏水(例如，在玻璃烧杯中)，并且在将其他盐完全溶解于其中之后，将氯化钙溶液转移到1L容量瓶中。然后，添加蒸馏水至1L(1000ml±0.4ml)并将溶液再搅拌数分钟。Jayco合成尿液可在干净的塑料容器中储存10天。如果溶液变浑浊，则该溶液不应再使用。

0.118M的氯化钠(NaCl)溶液：将0.118M的氯化钠用作盐溶液1032。利用称量纸或烧杯将6.90(±0.01g)氯化钠称量并定量转移到1L的容量瓶中(1000ml±0.4ml)；并且用蒸馏水将容量瓶定容。加入搅拌棒并在搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解。

所制备Jayco溶液的传导率必须处于约7.48-7.72mS/cm的范围内，并且所制备0.118M氯化钠(NaCl)溶液的传导率处于约12.34mS/cm至12.66mS/cm的范围内(例如，经由不具有CELL的COND 70仪器(#50010522)测量，所述仪器配备有得自xs仪器的Cell VPT51-01 C＝0.1，或经由LF 320/Set(LF 320/组)，#300243测量，其配备有得自WTW的TetraCon325，或经由COND 330i，#02420059测量，其配备有得自WTW的TetraCon 325)。各溶液的表面张力必须处于71-75mN/m的范围内(例如，经由张力计K100测量，得自Kruess，具有Pt片)。

测试准备

利用实心的参比圆柱砝码(未示出)(50mm直径；128mm高度)，将卡规(未示出)(测量范围25mm，精确至0.01mm，活塞压力最大.50g；例如，Mitutoyo数显高度尺)设定为读数零。该操作方便地在至少大约11.5cm×15cm的平滑且水平的工作台(未示出)上执行。将不具有超吸收性聚合物颗粒的活塞/圆筒组件1028定位在卡规(未示出)下方，并且记录读数L1，精确至0.01mm。

用盐溶液1032填充恒定静压头贮存器1014。定位进气管1010的底部1034，以便在测量期间保持圆筒1120中液体弯月面(未示出)的顶部(未示出)在5.00cm标记1156处。进气管1010在圆筒1120上的5.00cm标记1156处的适当高度对齐对于分析很关键。

将接收容器1024置于天平1026上，并将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集***1048。具有支承环1040的盖板1047被定位在接收容器1024的上方。

UPM程序

利用分析天平将1.5g(±0.05g)超吸收聚合物颗粒称重到适宜的称重纸或称重辅助工具上。超吸收聚合物颗粒的含水量根据EDANA含水量测试方法NWSP 230.0.R2(15)或经由水分分析仪(HX204，得自Mettler Toledo，干燥温度130℃，起始超吸收聚合物颗粒重量3.0g(±0.5g)，停止标准1mg/140s)来测量。如果超吸收聚合物颗粒的含水量大于3重量％，则将超吸收聚合物颗粒干燥至<3重量％的水分含量，例如在105℃的烘箱中干燥3h或例如在120℃下干燥2h。如果含水量大于5重量％，则将附聚的超吸收聚合物颗粒例如在105℃的烘箱中干燥3h或例如在120℃下干燥2h。

将空的圆筒1120置于水平工作台1046(未示出)上，并将超吸收聚合物颗粒定量转移到圆筒1120中。超吸收聚合物颗粒均匀分散在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上，同时使圆筒1120旋转，例如经由(手动或电)转台(例如，petriturn-E或petriturn-M，得自Schuett)辅助。颗粒在连接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上的均匀分布很重要，以获得最高的精度结果。在超吸收聚合物颗粒已均匀分布在附接到圆筒1120的底部1148的筛网(未示出)上后，颗粒一定不能附着到内圆筒壁1150上。***活塞轴1114通过第一封盖开口1134，其中封盖1116的唇缘1154面朝活塞头1118。将活塞头1118小心地***圆筒1120中至几厘米的深度。然后将封盖1116放置到圆筒1120的上部边缘1144上，同时小心地保持活塞头1118远离超吸收聚合物颗粒。将砝码1112置于活塞轴1114的上部1128上，以便其停靠在轴肩1124上，使得第一与第二线性指示标记对齐。然后小心旋转封盖1116和活塞轴1126，以便对齐第三、第四、第五和第六线性指示标记，然后与第一和第二线性指示标记对齐。然后轻轻降低活塞头1118(通过活塞轴1114)以停留在干燥的超吸收聚合物颗粒上。封盖1116的适当位置防止水凝胶层1318上砝码的粘合并确保均匀分配。

溶胀相：

将至少8cm直径(例如8-9cm直径)和至少5.0mm厚度(例如5-7mm厚度)以及孔隙“粗”或“超粗”的烧结盘(例如Chemglass Inc.#CG 201-51，粗孔隙；或例如Robu 1680，孔隙度为0)1310放置于宽平底培养皿1314中，并且通过将JSU 1312倾注到烧结盘1310的中央来加入JSU 1312，直至JSU 1312达到烧结盘1310的顶部表面1316。JSU的高度一定不要大于烧结盘1310的高度。重要的是避免任何空气或气泡包埋于烧结盘1310之中或底层。

将整个活塞/圆筒组件1028提升并置于培养皿1314中的烧结盘1310上。得自培养皿1314的JSU 1312通过烧结盘1310，并且被超吸收聚合物颗粒(未示出)吸收以形成水凝胶层1318。在培养皿1314中可获得的JSU 1312应足够用于所有的溶胀相。如果需要，可在水合期间将更多的JSU 1312添加到培养皿1314中，以保持JSU 1312水平处于烧结盘1310的顶部表面1316处。在60分钟的一段时间后，将活塞/圆筒组件1028从烧结盘1310上移除，注意确保水凝胶层1318在该步骤中不损失JSU 1312或吸入空气。将活塞/圆筒组件1028置于卡规(未示出)之下并记录读数L2，精确至0.01mm。如果读数随时间变化，仅记录初始值。由L2-L1决定水凝胶层1318的厚度L0，精确至0.1mm。

将活塞/圆筒组件1028转移至盖板1047中的支承环1040。将恒定静压头贮存器1014定位，使得传输管喷嘴1044通过第二封盖开口1136放置。以下面的顺序开始测量：

a)打开恒定流体静压头贮存器1014的旋阀1020以允许盐溶液1032达到在圆筒1120上的5.00cm标记1156。该盐溶液1032水平应在打开旋阀1020的10秒内获得。

b)一旦获得5.00cm的盐溶液1032，就发起数据收集程序。

借助附接到天平1026上的计算机1048，以20秒的间隔记录通过水凝胶层1318的盐溶液1032的质量g(以g计，至0.001g精确度)，时间为10分钟。在10分钟结束时，关闭恒定流体静压头贮存器1014上的旋阀1020。

在UPM计算中采用60秒至实验结束的数据。60秒之前采集的数据不包括在计算中。

对于实验的初始60秒之后的每个20秒的时间段(时间t_(i-1)至t_i)，相应的流量Fs_(t)(以g/s为单位)和相应的时间中点t_(1/2)t(以s为单位)根据下式计算：

和/>

将各时间间隔(t_(i-1)至t_i)的流速Fs_(t)相对于各时间间隔(t_(i-1)至t_i)的时间中点t_(1/2)作图。截距计算为Fs(t＝0)。

截距的计算：

截距经由最佳拟合回归线计算，例如如下：回归线截距a的公式为：

a＝y_平均-b·x_平均(XIII)

其中斜率b计算为：

并且其中x_平均和y_平均分别为样本均值，即已知_x的平均值和已知_y的平均值。

尿液渗透性测量Q的计算：

截距Fs(t＝0)用于根据下式计算Q：

其中流量Fs(t＝0)以g/s为单位给出，L₀为水凝胶层1318的初始厚度，以cm为单位，ρ为盐溶液1032的密度，以g/cm³为单位(例如，室温下1.003g/cm3)。A(得自上式)为以cm²计的水凝胶层1318的面积(例如28.27cm²)，ΔP为以达因/cm²计的流体静力学压力(例如4920达因/cm²)，并且尿液渗透性测量Q以cm³ sec/g为单位。应记录三次测定的平均值。

容量根据EDANA NWSP 241.0.R2(15)中所述的离心保留容量(CRC)测试方法测定。与EDANA NWSP 241.0.R2(15)不同，CRC测量在24.2g/g的下限开始(而不是如EDANA NWSP241.0.R2(15)中所述的27.19g/g)。

在EDANA方法NWSP 242.0.R2(15)中阐述了抗压吸收(AAP)测试方法。与EDANA方法不同，施用0.7psi的压强(而不是EDANA方法NWSP 242.0.R2(15)中提供的0.3psi的压强)。

可提取物的量根据EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)测量。以下与EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)的不同之处适用于本文：

9.程序(以下未描述的程序步骤在不偏离EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)的情况下进行)：

9.2精确地将200.0±0.1ml盐水溶液添加到容积为200ml的分配器中(而不是如EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)中所述的250ml烧杯中或锥形烧瓶中)。

9.4通过将0.95-1.05g SAP颗粒样品直接称量加入250ml锥形烧瓶中并加入磁硬币(而不是如EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)中所述，将样品加入称重容器或实验室纸并再次称重天平)。仅在提取时间开始时将盐水溶液填充到锥形瓶中。

9.7塞子/盖/封闭烧杯或锥形烧瓶，并且以250±

50r.min^-1的速率搅拌溶液16小时(而不是如EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)中所述的1小时)。

9.8通过处理如以相同方式用于样品制备的200.0±0.1ml相同批次的盐水溶液制备滴定空白。与EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)的不同之处：n＝2。

9.9停止搅拌溶液，并且直接用覆盖有筛网的烧瓶(CCRC烧瓶)过滤提取的样品，没有停机时间(而不是如EDANA测试方法NWSP 270.0.R2(15)中所述使凝胶完全沉降到烧瓶底部)。

相邻交联点之间的平均距离Rxl和平均回转直径2*Rg的计算

SAP材料经由丙烯酸与具有至少两个反应性可聚合基团的内部交联剂共聚单体的聚合而合成(每个交联剂共聚单体的可聚合基团的数目通常被称为官能度并且用f表示)。获得的网络聚合物具有取决于所述交联剂单体的添加水平的平均交联密度(表示为CXL％，以相对于丙烯酸单体％mol的％mol计)。共聚反应是随机自由基反应，其中聚合物中的平均交联分布可根据交联单体之间的丙烯酸(AA)单体单元(还包括丙烯酸钠单元，因为丙烯酸可被原位中和至一定程度)的平均数来计算。由于可假设大多数交联剂单体已经反应了它们所有可用的可聚合基团，两个相邻交联分子之间的AA单元的平均数将是N_xl(参见公式1)。因此：

可以认识到，在合成期间，链在无应力态(无外部力场)下随机生长和交联，因此链尺寸服从随机构象，该构象可由Flory方程一级近似描述，该Flory方程将自回避聚合物链的空间中的平均端对端几何距离(R_ee)(即，考虑链的排除体积，但在这种情况下忽略浓度和离子相互作用因素，因为所有考虑的凝胶都具有类似的聚合物固体含量和离子电荷)与构成它的单体单元(b)的数目(N)和单独尺寸相关联(也参见P.J.Flory，Principles ofPolymer Chemistry，Cornell University Press，Ithaca(1953))：

R_ee＝b·N^3/5 (2)

对于上述随机无限大网络的情况，在网络的无应力条件(自然条件)下的溶液合成的R_ee值可用于评估两个相邻交联点之间的距离，对于自然态由R_xl(n)表示。因此，R_xl(n)将取决于这些交联之间的AA单元的数目(N_xl)和单体单元b的尺寸(对于丙烯酸AA，

)：

因此，将(1)代入(3)，得到：

作为SAP材料的特征，在制备后，聚合物可用液体(例如，尿液、盐水或纯水)进行溶胀，这会导致网络的大体积膨胀达到平衡容量，例如通过离心保留容量(CRC)测量。因此，在溶胀期间，两个相邻交联点之间的R_xl距离将相应地增加以适应网络的体积膨胀。在一定水平的溶胀下，无论是否平衡(表示为x-负载，xL，以克液体/克干燥SAP材料计)，交联-交联距离从R_xl(n)变化至R_xl(xL)。最典型地，用于吸收制品中的现代SAP材料在平衡时溶胀(CRC)至每g干燥SAP材料约30g尿液(或含0.9％wNaCl的盐水)(如果它们的容量(CRC)小于30g/g，它们当然吸收小于30g/g)。平均而言，在尿布或裤的使用中，SAP材料在护理人员更换尿布或裤之前溶胀至约20g/g(即，换尿布通常在SAP材料吸收最大可能量的尿液之前进行)，或者在夜间或其他长时间使用期间溶胀至约25g/g。因此，对于本发明，本文要求保护的比率是指20g/g的SAP材料负载，即R_xl是针对20g/g的负载计算的。此外，下文的实施例中还提供了针对25g/g的负载的R_xl。由于x-负载定义为液体质量/SAP材料干质量以计算在给定x-负载(xL)下网络的体积膨胀(与R_xl增加到各向同性溶胀的立方幂的增加量成比例)，需要干SAP材料的密度(r_d)和溶胀液体的密度(r_liq)。

方案1.自然态下和用流体溶胀后的网络结构的示意图：

R_xl(xL)的计算

首先，假设从自然到不同于自然的任何其他xL的溶胀(由指数(n)表示)是各向同性的，即在所有方向上都是均匀的和相等的，因此给定xL时与自然时的体积比等于给定xL时与自然时的交联-交联距离R_xl的立方比：

认识到从自然溶胀到给定xL时的体积是加和的(即没有膨胀或收缩)：

V_(xL)＝V_(n)+V_liq (6)

并且根据定义，xL被定义为溶胀液体质量m_liq/干燥SAP材料的质量(m_d)：

并且溶胀液体的体积仅仅是m_liq与其相应密度(r_liq)的比率：

溶胀液体V_liq的体积可通过将(7)代入(8)，然后代入(6)，最后代入(5)来表示，得到：

接下来，可表示SAP的自然体积V_n，假定当在水溶液中合成SAP时体积的依数性，其中V_d是干燥SAP材料动体积，V_w是残留在天然SAP材料中的来自聚合溶液的水的体积：

V_(n)＝V_d+V_w (10)

其中用干燥聚合物(m_d和r_d)和水(m_w和r_w)的相应质量密度比(根据定义)替代体积得到：

合成SAP材料时的重要参数是合成时的固体含量，其是干燥SAP材料相对于天然SAP材料总重量的量(其中干聚合物和水的总和是天然凝胶重量)。根据定义，自然条件下的固体含量w可表示为：

由此，天然凝胶中的m_w因此可表示为：

将(13)代入(11)并认识到r_w＝1g/ccm得到：

将(14)代入(9)并简化，则得到：

因此，R_xl(xL)可表示为自然R_xl(n)(可从(4)得出)乘以体积膨胀系数的立方根(xL、干燥SAP材料和溶胀液体的密度以及天然凝胶的固体含量w的函数)：

对于尿布中使用的用尿液溶胀的最常见类型的SAP，其基于AA单体并通过双官能交联剂如PEG-二丙烯酸酯(PEGDA)进行内部交联，以下常数是适当的(近似地)：

参数	值
		b	0.27nm
f	2
		ρ_d	1.6g/cm³
ρ_liq	1.004g/cm³

如果SAP材料包含共聚单体，则必须相应地调节b的值。对于单体和共聚单体的混合物，b的加权平均值必须基于不同单体的单独尺寸和它们在单体/共聚单体混合物中的比例来计算。如果应用不同交联剂分子的混合物或组合，这同样适用于计算每个交联剂共聚单体的可聚合基团的数目f。

对于本文的R_xl的计算，不考虑SAP颗粒的可能的表面交联。表面交联仅影响SAP颗粒的交联的聚丙烯酸网络的可忽略的质量比例，因为仅表面上的非常薄的区域进行额外的交联。此外，对于本发明，计算20g/g的SAP颗粒负载的R_xl值。在此类负载下，SAP颗粒已经历了相当大的膨胀和溶胀，这导致表面交联的显著断裂。因此，如本文所提供的针对基体聚合物颗粒计算的Rxl值同样适用于已进行表面交联的SAP颗粒。

由于s-PAA聚合物在SAP材料合成期间被引入，因此s-PAA聚合物的链在AA单体的聚合期间是不反应的(除了很少的链转移到自由基)。因此当SAP材料网络围绕这些s-PAA聚合物链形成时，由于合成(自然条件)时的高固体含量，后者可能比交联之间的网络孔大得多。这导致s-PAA聚合物链显著地相互渗透到网络中，并因此导致来自游离聚合物和来自网络的s-PAA聚合物链之间的缠结。当在大量液体(例如，20g/g或更高)中发生溶胀时，网络的体积膨胀导致包含在网络中并聚合到网络中的聚丙烯酸链的显著增加和拉伸。稀释效果有助于游离s-PAA聚合物链从缠结的半稀释或浓缩状态到稀释状态而呈现更松弛的构象。由于这些游离s-PAA聚合物链在稀释状态下形成较少缠结或甚至未缠结的链构象，其特征尺寸由与它们的分子量成比例的回转半径R_g描述(参见公式(17))，它们的分子可在网络内移动，这取决于它们的尺寸和网络孔的尺寸。当游离s-PAA聚合物链的尺寸相对大于网络的孔时，所述游离s-PAA聚合物链将更难在网络内迁移，特别是在过量溶胀液体中到达SAP颗粒的表面并离开表面，因此成为可提取的聚合物。当可移动的s-PAA聚合物链具有比网络孔更小的R_g和尺寸时(如方案2所示)，它们能够在凝胶网络孔内更自由地移动并最终作为可提取的聚合物离开SAP颗粒的表面。如上所述，吸收制品诸如尿布和裤通常在SAP颗粒达到其最大容量(即，SAP颗粒仅负载达到约20g/g)之前很好地更换。因此，对于本发明，当计算2*R_g/R_xl的比率时，我们集中于20g/g负载的R_xl值，以确保本发明的SAP颗粒所包含的s-PAA聚合物容易被阻止在SAP颗粒负载下迁移，而这种迁移在吸收制品的使用条件下是常见的。

方案2.将非交联的s-PAA聚合物掺入SAP聚合物中。注意，所结合的聚合物和网络的化学性质是相同的(例如，通常为部分中和的聚丙烯酸基的)并且在本文中以不同的颜色示出以表示它们不同的连接性：

方案2中的虚线表示聚合物链。虚线不旨在显示链中的断裂，而是旨在易于区分显示交联聚合物网络的线和显示sPAA聚合物的线

如上所述，s-PAA聚合物的构象和链尺寸可通过其回转半径来表示。因此，具有相同半径的球体将近似于折叠链，因此前者将具有2*Rg(直径)的尺寸。通过从重正化群理论获得的关系，可方便地近似包括排除体积的自由链的回转半径(J.des Cloizeaux,G.Jannink，Polymers in Solution:Their Modelling and Structure，OxfordUniv.Press:Clarendon(1990))和(2)：

这里N值是单体单元的平均数(在这种情况下是部分中和的丙烯酸)。其可由聚合物链的重均分子量M_w和部分中和的丙烯酸单体的平均分子量计算，其中丙烯酸的中和度为68％mol，因此M_m≈87g/mol：

将(18)代入(17)给出了估算所摻入的s-PAA聚合物的R_g的简便方法：

其中68％摩尔的丙烯酸中和度产生M_m≈87g/mol的平均单体分子量并且b的值为约0.27nm。因此，可容易地计算所有掺入的s-PAA聚合物的R_g值，并与xL＝20g/g时的R_xl距离等进行比较。

部分中和的丙烯酸基SAP材料的单体的平均或有效分子量可由丙烯酸单体的摩尔重量计算。可溶性PAA聚合物将具有与剩余的SAP材料相同的中和度，因为抗衡离子如Na⁺是可移动的。在给定中和度(DN，％mol)下s-PAA聚合物单体的有效摩尔重量将是纯丙烯酸单体的摩尔重量(M_AA＝72.06g/mol)和丙烯酸钠单体的摩尔重量(M_NaAA＝94.04g/mol)的摩尔加权平均值(参见公式20)。因此，在DN＝68％mol时，有效单体摩尔重量将为87.02g/mol≈87g/mol

公式20.测定在特定DN％mol下PAA单体MWm单元的有效摩尔重量：

MW_m＝DN_％·MW_NaAA+(100-DN_％)·MW_AA (20)

SAP材料中的可提取聚合物是SAP材料技术中的主要挑战，因为可提取聚合物代表可移动的并且不是网络的一部分的聚合物。由于可提取聚合物包含带相同电荷的部分中和的聚丙烯酸化学物质，该可提取聚合物仅在其处于SAP网络结构内时才通过渗透压对容量有贡献。一旦它在溶胀期间分别离开网络和SAP颗粒，该可提取聚合物就会对容量具有负面影响。发生这种情况有两个原因。首先，通过迁移出SAP颗粒，可提取聚合物减少了可溶胀聚合物的活性质量。第二，可提取聚合物也是带电荷的聚合物，增加了SAP颗粒外部的渗透压，这进一步降低了其容量。发现对抗压吸收(AAP)的负面影响尤其大，它对SAP颗粒外部和内部的渗透压梯度甚至更敏感。同时，本质上，由于未连接到网络，可提取聚合物对SAP材料网络的机械强度没有贡献。因此，可提取聚合物负面影响SAP材料的容量和机械强度(与流动渗透性(SFC/UPM)相关)两者。如本领域所熟知的，这两个性能参数是负相关的，因此可提取聚合物在SAP材料中是不期望的。通常，在商业相关的SAP材料中可提取聚合物的量对于表面交联的材料在4％w和15％w之间变化，对于基体聚合物SAP在8％w和17％w之间变化。由于可提取聚合物以权衡关系与容量负相关，预期具有较高容量的SAP材料将表现出较高的可提取性，反之亦然。

实施例

已经制备并评价了本发明的各种实施例以及比较例。

本发明实施例的不同之处在于a)s-PAA聚合物的重均分子量M_w，b)SAP颗粒所包含的s-PAA聚合物的量，和c)s-PAA聚合物的来源(不同的市售s-PAA聚合物以及从不同的SAP颗粒降解方法获得的s-PAA聚合物)。

比较例是在制备SAP材料期间没有添加s-PAA聚合物的SAP材料，以及使用相对低质量平均分子量M_w的s-PAA聚合物的实施例。具有低质量平均分子量M_w的实施例具有低于1.0的2*R_g与R_xl的比率。

表1：实施例A1至A7和比较例C1至C8的概述I

^*)实施例A6以及比较例C6和比较例C8的s-PAA聚合物的分子量不是通过本文所述的测试方法测定的。相反，分子量在市售s-PAA聚合物的标签上给出。

表2：实施例A1至A7和比较例C1至C8的概述II

¹⁾针对每克干燥SAP材料负载有20g含0.9％w NaCl的盐水的SAP颗粒进行计算。

²⁾针对每克干燥SAP材料负载有25g含0.9％w NaCl的盐水的SAP颗粒进行计算。

比较例C1和比较例C2的基体聚合物BP C1的制备：

在20,000mL树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃塞，适于放入温度计、注射器针头)中装入约5097.0g的冰(约50％的冰总量：由去离子水制备的9676.1g冰)。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约200.0g去离子水以在例如250mL体积的玻璃烧杯中溶解5.181g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，得自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.112g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取200.0g去离子水以在例如玻璃烧杯中溶解33.589g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，得自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将全部量的4600.3g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的冰中，同时继续搅拌。

放入温度计，随后分批加入总共3472.6g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)和剩余量的冰(由去离子水制备)，使得温度低于30℃。

在继续搅拌的同时，在约30℃的温度下将“PEG700-DA”溶液加入到AA、NaOH溶液和冰的混合物中。将容纳“PEG700-DA”溶液的烧杯用去离子水洗涤两次，每次洗涤去离子水的量为“PEG700-DA”溶液体积的约10％。将两次洗涤步骤的洗涤水添加到搅拌的混合物中。

将去离子水(实现11888.3g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中。

然后，将树脂锅封闭，并且例如通过将两个注射器针头刺穿隔膜内来卸压。然后用氩气经由80cm注射针在约0.4巴下剧烈吹扫溶液，同时以约400-600RPM搅拌。将氩气流放置在靠近搅拌器的位置，以有效且快速地除去溶解氧。

在约1小时的氩气吹扫和搅拌后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。然后，经由1mL塑料移液管将约0.022g 1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者也加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。在添加“KPS”溶液的5分钟内，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

对温度进行监测；通常其在60分钟内由约20℃上升至约80℃。一旦温度开始从最大值下降，将树脂锅转移到循环烘箱(例如来自Binder GmbH的Binder FED 720)中并在约60℃下保持约18小时。

此后，关闭烘箱并且使树脂锅冷却至约2小时同时保留在烘箱中。此后，取出凝胶，并手动破碎或用剪刀剪成较小的块。将凝胶用研磨机(来自Scharfen Slicing MachinesGmbH的X70G，其具有Unger R70板***：3个带直径为17mm的直孔的预切割器肾形板)研磨，放在穿孔的不锈钢盘(孔径4.8mm，50cm×50cm，0.55mm卡尺，50％开口面积，来自RS；凝胶在干燥前的最大高度：约3cm)并转移到约120℃的循环烘箱(来自Binder GmbH的Binder FED720)中约20小时。

干燥凝胶的残留水分含量为约3重量％(参见用于描述如何测定水分含量的UPM测试方法)。

然后使用离心磨(来自Retsch GmbH的Retsch ZM 200，其具有振动喂料机DR 100(设置50-60)、具有1.5mm开口设置的可互换筛，转速8000rpm)研磨干凝胶。然后将研磨的聚合物经由筛分机(购自Retsch的AS 400控件，其具有筛DIN/ISO 3310-1，在约250rpm下约10分钟)筛分成具有以下产量的以下粒度馏分：

	细粉	收集的级分	粗产物
				筛分级分	<150μm	150-710μm	>710μm
产量		4500g

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C3的基体聚合物BP C3的制备

在20,000mL树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃塞，适于放入温度计、注射器针头)中装入约4528.9g的冰(约50％的冰总量：由去离子水制备的8941.1g冰)。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约200.0g去离子水以在例如250mL体积的玻璃烧杯中溶解5.177g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，得自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解1.124g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取200.0g去离子水以在例如玻璃烧杯中溶解80.44g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，得自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将全部量的4600.0g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的冰中，同时继续搅拌。

放入温度计，随后分批加入总共3472.7g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)和剩余量的冰(由去离子水制备)，使得温度低于30℃。

将实现11838.6g(冰+水)总量所需的去离子水的剩余量添加到搅拌的混合物中。

然后，将树脂锅封闭，并且例如通过将两个注射器针头刺穿隔膜内来卸压。然后用氩气经由80cm注射针在约0.4巴下剧烈吹扫溶液，同时以约400搅拌。将氩气流放置在靠近搅拌器的位置，以有效且快速地除去溶解氧。

在约1小时的氩气吹扫和搅拌后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。然后，经由1mL塑料移液管将约0.25g 1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者也加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。典型地，在添加“KPS”溶液的2分钟内，典型地在约室温的温度下，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

对温度进行监测；通常它在60分钟内由约20℃上升至约80℃。一旦温度开始从最大值下降，将树脂锅转移到循环烘箱(例如来自Binder GmbH的Binder FED 720)中并在约60℃下保持约18小时。

然后使用离心磨(来自Retsch GmbH的Retsch ZM 200，其具有振动喂料机DR 100(设置50-60)、具有1.5mm开口设置的可互换筛，转速8000rpm)研磨干凝胶。然后将研磨的聚合物经由筛分机(购自Retsch的AS 400控件，其具有筛DIN/ISO 3310-1，在约250rpm下约5-10分钟)筛分成具有以下产量的以下粒度馏分：

	细粉	收集的级分	粗产物
				筛分级分	<150μm	150-710μm	>710μm
产量		约4200g

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C4的基体聚合物BP C4的制备

在10,000mL树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃塞，适于放入温度计、注射器针头)中装入约2258.0g的冰(约60％的冰总量：由去离子水制备的3882.7g冰)。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约100.0g去离子水以在例如250mL体积的玻璃烧杯中溶解2.276g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，得自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.493g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取200.0g去离子水以在例如玻璃烧杯中溶解16.78g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，得自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将全部量的2020.6g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的冰中，同时继续搅拌。

将量为799.2g包含浓度为约35％w的聚丙烯酸水溶液的

PA 110S(BASF)加入到树脂锅中的混合物中，同时继续搅拌，其中通过凝胶渗透色谱法测定，通过尺寸排阻色谱法报告的重均分子量Mw为223kDa(测试方法如上文所述)。

放入温度计，随后分批加入总共1736.3g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)和剩余量的冰(由去离子水制备)，使得温度低于30℃。

将去离子水(实现5422.6g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中。

然后，将树脂锅封闭，并且例如通过将两个注射器针头刺穿隔膜内来卸压。然后用氩气经由80cm注射针在约0.4巴下剧烈吹扫溶液，同时以约400rpm搅拌。将氩气流放置在靠近搅拌器的位置，以有效且快速地除去溶解氧。

在约1小时的氩气吹扫和搅拌后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。然后，经由1mL塑料移液管将约1.00g 1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者也加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

	细粉	收集的级分	粗产物
				筛分级分	<150μm	150-710μm	>710μm
产量		约2100g

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C5的基体聚合物BP C5的制备

在10,000mL树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃塞，适于放入温度计、注射器针头)中装入约2536.1g的冰(约60％的冰总量：由去离子水制备的3050.3g冰)。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约100.0g去离子水以在例如250mL体积的玻璃烧杯中溶解2.599g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.566g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取200.0g去离子水以在例如玻璃烧杯中溶解16.76g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将全部量的2300.1g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的冰中，同时继续搅拌。

将量为908.7g包含浓度为约35％w的聚丙烯酸水溶液的

放入温度计，随后分批加入总共1975.4g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)和剩余量的冰(由去离子水制备)，使得温度低于30℃。

将去离子水(实现4795.0g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中。

在约1小时的氩气吹扫和搅拌后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。然后，经由1mL塑料移液管将约1.90g 1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者也加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C6的基体聚合物BP C6的制备

在10,000mL树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃塞，适于放入温度计、注射器针头)中装入约2392.1g的冰(约60％的冰总量：由去离子水制备的3622.5g冰)。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约100.0g去离子水以在例如250mL体积的玻璃烧杯中溶解2.296g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，得自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.492g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取200.0g去离子水以在例如玻璃烧杯中溶解14.71g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，得自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将全部量的2020.3g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的冰中，同时继续搅拌。

将量为798.5g包含浓度为约35％w的聚丙烯酸水溶液的溶液(Sigma Aldrich)加入到树脂锅中的混合物中，同时继续搅拌，其中由供应商Sigma Aldrich报告的重均分子量Mw为100,000Da。

放入温度计，随后分批加入总共1735.5g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)和剩余量的冰(由去离子水制备)，使得温度低于30℃。

将去离子水(实现5429.5g(冰+水)总量所需的剩余量)添加到搅拌的混合物中。

在约1小时的氩气吹扫和搅拌后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。然后，经由1mL塑料移液管将约0.99g 1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者也加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C7的基体聚合物BP C7的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约80.0g包含浓度为约35％w的聚丙烯酸(PAA)水溶液的溶液装入树脂锅中，其中通过凝胶渗透色谱法测定，通过尺寸排阻色谱法报告的重均分子量Mw为223kDa(测试方法如上文所述)。加入约496.6g水作为由DI水制备的冰，并将重量约497.5g的DI水也加入到混合物中。加入能够混合全部内容物的磁力搅拌器并开始搅拌。

当PAA完全分散时，将全部量的432.5g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约13.6g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.4874g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.0529g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约115g去离子水以在例如250mL玻璃烧杯中溶解3.15g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达1136.3g的剩余3.60g水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.6g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

在继续搅拌的同时，在约30℃的温度下将“PEG700-DA”溶液加入到AA、NaOH溶液和冰的混合物中。

然后，将树脂锅封闭，移除下方的冰浴并且例如通过将两个注射器针头刺穿隔膜内来卸压。然后用氩气经由80cm注射针在约0.4巴下剧烈吹扫溶液，同时以约400rpm搅拌。将氩气流放置在靠近搅拌器的位置，以有效且快速地除去溶解氧。

然后，在约最少10分钟至1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.03g(约1-2滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。典型地，在“ASC”溶液的3分钟内，典型地在约室温的温度下，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

对温度进行监测；通常它在60分钟内由约20℃上升至约70℃。一旦温度开始从最大值下降，将树脂锅转移到循环烘箱(例如来自Binder GmbH的Binder FED 720)中并在约60℃下保持约18小时。

干燥凝胶的残留水分含量低于约3重量％(参见用于描述如何测定水分含量的UPM测试方法)。

	细粉	收集的级分	粗产物
				筛分级分	<150μm	150-710μm	>710μm
产量		约350g

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

比较例C8的基体聚合物BP C8的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约80.0g包含浓度为约35％w的含水聚丙烯酸(PAA)的溶液装入树脂锅中，其中由供应商Sigma Aldrich报告的重均分子量Mw为100,000Da。加入约591.4g水作为由DI水制备的冰，并将重量约443.6g的DI水也加入到混合物中。加入能够混合全部内容物的磁力搅拌器并开始搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.4870g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.053g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约70g去离子水以在例如100mL玻璃烧杯中溶解3.15g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达1136.3g的剩余水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.5g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.026g(约1-2滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。典型地，在添加“ASC”溶液的3分钟内，典型地在约室温的温度下，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

实施例A1的基体聚合物BP A1的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约1017.0g包含浓度为约5.5％w的含水聚丙烯酸(PAA)的溶液装入树脂锅中，其中由供应商Sigma Aldrich报告的粘度平均分子量Mv为450,000Da。5.5％w水溶液通过将

具有报告的粘度平均摩尔重量Mv 450,000Da的110.0g干燥PAA聚合物(Sigma-Aldrich)混合到3L玻璃烧杯中的1890.0g DI水中并搅拌过夜而较早地制备为储备溶液。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

将全部量的404.4g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.444g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.015g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约30g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解2.974g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达232.2g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共345.9g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约最少10分钟至1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.005g(约1滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

/>

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

实施例A2的基体聚合物BP A2的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约1118.0g包含浓度为约2.5％w的含水聚丙烯酸(PAA)的溶液装入树脂锅中，其中由供应商Sigma Aldrich报告的粘度平均分子量Mv为450,000Da。2.5％w水溶液通过将具有报告的450,000Da粘度平均摩尔重量Mv的50.0干燥PAA聚合物(Sigma-Aldrich)混合到3L玻璃烧杯中的1950.0g DI水中并搅拌过夜而较早地制备为储备溶液。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

将全部量的431.9g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.487g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.011g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约30g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解3.14g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达99.1g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.1g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约最少10分钟至1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.017g(约1滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

从预先存在的SAP材料的降解获得实施例A3中使用的PAA(＝PAA A3)的程序：过硫酸盐介导的预先存在的SAP材料的降解

预先存在的SAP材料：

用于降解的预先存在的SAP材料(为预先存在的SAP颗粒的形式)可在2020年在德国销售的Pampers Baby Dry中商购获得。在降解程序中使用相同的预先存在的SAP材料，以获得如下所述的PAA A4和PAA A5。通常，任何其他可商购获得的丙烯酸基的预先存在的SAP材料(以预先存在的SAP颗粒的形式)适用于下文所述的降解方法。

丙烯酸基的预先存在的SAP材料具有27.6g/g的容量(CRC)和0.4％的水分含量(参见用于描述如何测定水分含量的UPM测试方法)。根据ISO方法13322-2测量的D50平均粒度为398μm(粒度分布PSD为63um-710um)。预先存在的SAP材料的抗压吸收(AAP)为25.5g/g，如由EDANA方法NWSP 242.0.R2(15)所测定。在与EDANA NWSP 242.0.R2(15)的偏差中，施加0.7psi的压力(而EDANA方法规定的压力仅为0.3psi)。

以下使用的去离子水是MilliporeQ。使用实验室电导计COND 70仪器(不具有CELL，#50010522，配备有Cell VPT51-01 C＝0.1，得自XS Instruments)或经由LF 320/Set(#300243，配备有

325，得自WTW)测量电导率，在0℃下电导率<160μS/cm。因此，可以使用用于测量电导率的类似设备。

除非另行指出，实验程序在23℃±2℃温度和45％±10％相对湿度的标准条件下于气候调理室中执行。

程序：

1.通过搅拌将3.003g干燥KPS(Sigma-Aldrich，>＝99.0％纯度，库存号216224-500G)完全溶解到2097.0g去离子水中来制备2100g0.143％w过硫酸钾(KPS)的溶液，该去离子水放置在例如配备有适当尺寸的搅拌棒的3L玻璃烧杯中，使得通过使用约400rpm的磁力搅拌，全部体积的溶液可充分混合。当没有可见的盐晶体保留在溶液中时，观察KPS盐的完全溶解。

2.将300.0g量的干燥的预先存在的SAP材料在天平上称量到500mL体积的玻璃烧杯中并放入用于AGM合成的2.5L玻璃反应器(得自Normag GmbH)中，并且以500rpm开始磁力搅拌，其中随后将2100g的0.143％w KPS储备溶液与预先存在的SAP材料一起快速添加到反应器中以实现KPS溶液的约7g/g的最终x负载。溶胀后，预先存在的SAP材料和KPS溶液的混合物的粘度增加，直到不再可能搅拌。将搅拌棒从反应器底部移走。

3.用封盖(具有4个开口的标准封盖)封闭反应器。将一个注射器放入带有胶塞的开口中。将循环烘箱(来自Binder GmbH的Binder FED720型号)预热至100℃温度。当达到设定温度时，将封闭的反应器放入烘箱中9小时。

4.将反应器从烘箱中取出并冷却至低于约40℃。从含有溶液和一些软溶胀凝胶颗粒的反应容器中获得的混合物通过置于2L体积的塑料烧杯顶部的具有500μm目(240mm，得自Retsch GmbH)的金属筛过滤。将设备置于通风柜中并放置3小时，以使液体进入烧杯中。用塑料勺混合样品以提高过滤速度。过滤后的产量为1280g澄清淡黄色溶液，其具有葵花油样粘度。将所述溶液转移到2L塑料瓶中。

5.经由5mL塑料注射器，将质量为2.0644g的所述经过滤澄清溶液的等分试样部分测量到预称重的20mL玻璃小瓶中(没有卡扣帽)。然后，将具有澄清溶液的20ml小瓶放入40℃和5毫巴至50毫巴压力下的真空烘箱(Heraeus Vacutherm型，Thermo Scientific^TM)中4小时以确保水的显著蒸发。干燥的聚合物残余物称重为0.28g，因此用于计算过滤的PAA溶液的固体含量为13.6％w。该值乘以过滤后收集的1280g总溶液，得到总量为175.36g的作为SAP降解产物获得的可溶性干燥PAA聚合物。将后一值除以起始300g SAP，计算降解反应的收率为约58.4％w。

因此，收率表示作为SAP降解溶液产物的提取的可溶性聚合物与初始干燥的现有存在的SAP材料的量的比率。考虑到预先存在的SAP材料是聚丙烯酸的交联网络，提取的可溶聚合物是基本上可溶的聚丙烯酸。

实施例A3的含PAA A3的基体聚合物BP A3的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约811.0g包含如上所述获得的浓度为约6.67％w的聚丙烯酸PAA A3水溶液的溶液加入到树脂锅中，其中通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量Mw为517,500Da(测试方法如上文所述)。通过用适当量的DI水稀释并搅拌13.6％w浓度的PAA A3溶液过夜，将PAA A3的6.67％w水溶液制备为储备溶液。将能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器加入到树脂锅中并开始搅拌。

将全部量的405.9g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.455g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约30g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解2.95g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达497.7g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共281.8g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约最少10分钟或至多1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.025g(约1-2滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。典型地，在添加“ASC”溶液的4分钟内，典型地在约室温的温度下，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

从预先存在的SAP材料的降解获得实施例A4中使用的PAA(＝PAA A4)的程序：紫外线介导的预先存在的SAP材料的降解

用于降解的预先存在的SAP材料(为预先存在的SAP颗粒的形式)可在2020年在德国销售的Pampers Baby Dry中商购获得。

将预先存在的SAP材料与RO(反渗透)水在Quadro混合器中混合以产生具有2.5wt％SAP和97.5wt％RO水的进料物流(为凝胶形式)。凝胶的起始粘度为约840Pa.s。将约140mL的进料物流装载到注射器中，并使用注射器泵(New Era Pump Systems，Inc.，Farmdale，NY；型号NE-1000单注射器泵)以6mm外径(OD)(3.68mm内径(ID))石英管以及以6mL/min速率进料到Fusion UV固化***(FUSION UV SYSTEMS，Inc.，Maryland，USA；Hg灯(H-灯泡)，具有通过UV

#20082105A/B/C/V(EIT,Inc.；Sterling,VA)测量的300W/in.以及2.74W/cm2功率)中。UV灯垂直于石英管设置，暴露于UV辐射的石英管的长度估计为15cm，石英管的纵轴在UV灯的焦点上方约8mm，并且进料物流在辐射区域中的停留时间为16s，并且UV辐射能量计算为1.4MJ/kg SAP。产物料流的粘度用杯子和摆动固定装置在稳定模式下测量，并且在4s-1下，测量出其为155mPa.s。

实施例A4的含PAA A4的基体聚合物BP A4的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约1043.1g包含如上所述获得的浓度为约2.68％w的PAA-A4水溶液的溶液装入到树脂锅中，其中通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量Mw为1,080kDa(测试方法如上文所述)。将能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器加入到树脂锅中并开始搅拌。

将全部量的432.1g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.483g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约30g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解3.22g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达174.0g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.2g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.020g(约1-2滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

从预先存在的SAP材料的降解获得实施例A5中使用的PAA(＝PAA A5)的程序：液哨 (LW)介导的机械能降解)

将预先存在的SAP材料与RO(＝反渗透)水在类似于EnSight SolutionsLikwifier LORSS系列的搅拌槽***中混合，该搅拌槽***配备有大约20加仑的工作容量槽、顶部安装的废料表面搅拌器、底部6孔/3翼转子-定子高剪切叶轮，以产生具有2.5重量％SAP和97.5重量％RO水的进料物流(以凝胶形式)。凝胶具有841Pa.s的粘度。将进料物流进料到液哨设备中(LW；Sonolator A型；Sonic Corp.，Stratford，CT)；椭圆形孔口尺寸：宽度为2×0.0375英寸＝1.9mm，高度为2×0.012英寸＝0.6mm(计算出水力直径为1.7mm)，成型段长度为1mm，且体积V＝π×(宽度)×(高度)×(成型段长度)/4＝0.9mm³)(该椭圆形孔口具有约1.3mm²的横截表面积)，以约8L/min的流速和约4,500psi(约310巴)的压力运行，并且将产物流在循环回到搅拌槽***中。使罐体积通过LW设备约8次，表示在LW室区域中的总停留时间为约40ms(每次通过为约5ms)。混合装置实现的能量密度为约62MJ/m³(约2.48MJ/kg SAP)。

通过将3.00g产物置于40mL体积的预先称重的玻璃小瓶中并将无盖的所述小瓶置于真空烘箱内，测定产物的实际最终固体含量为2.73重量％。

实施例A5的含PAA A5的基体聚合物BP A5的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约1024.0g包含如上所述获得的浓度为约2.73％w的PAA A5水溶液的溶液装入到树脂锅中，其中通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量Mw为418kDa(测试方法如上文所述)。将能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器加入到树脂锅中并开始搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.484g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.012g“ASC”(＝抗坏血酸，来自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

将最终重量达193.0g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.4g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

然后，在约1小时的氩气吹扫和搅拌之后，经由1mL塑料移液管将约0.025g(约1-2滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)加入到“KPS”溶液中，然后经由暂时***到树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗将后者加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

实施例A6的基体聚合物BP A6的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约447.0g包含浓度为约2.5％w的含水聚丙烯酸(PAA)的溶液装入树脂锅中，其中由供应商Sigma Aldrich报告的重均分子量Mw为1,000kDa。2.5％w水溶液通过将具有报告的约1,000kDa Mw的50.0g干燥PAA聚合物(Sigma-Aldrich)混合到3L玻璃烧杯中的1950.0gDI水中并搅拌过夜而较早地制备为储备溶液。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

将全部量的218.3g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.246g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.055g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约30g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解1.59g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达159.9g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在1-5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共173.2g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

在约30分钟的氩气吹扫和搅拌后，经由1mL塑料移液管将约1.015g1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)添加到“KPS”溶液中，然后经由暂时***树脂锅盖颈之一的塑料漏斗将后者添加到反应混合物中，同时继续搅拌和氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

在将引发剂溶液“KPS”和“ASC”与反应混合物混合后，继续搅拌和氩气吹扫，但将氩气针拉到液体上方几厘米处。典型地，在添加“ASC”溶液的15分钟内，典型地在约室温的温度下，溶液特征性地开始变浑浊或观察到粘度的突然增加。当搅拌棒在树脂锅底部不能自由旋转并因此停止搅拌时，观察并记录“胶凝点”。以减少的流速(0.2巴)继续用氩气吹扫。

对温度进行监测；通常它在60分钟内由约20℃上升至约70℃。一旦温度开始从最大值下降，将树脂锅转移到循环烘箱(例如来自Binder GmbH的Binder FED 720)中并在约60℃下保持约20小时。

	细粉	收集的级分	粗产物
				筛分级分	<150μm	150-710μm	>710μm
产量		约200g

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

实施例A7的基体聚合物BP A7的制备

将2,000ml树脂锅(配备有用隔膜封闭的四颈玻璃盖，适于放入温度计、注射器针头)放置到装有约1升水、100g氯化钠和约200g冰的冰浴中，使得混合物覆盖树脂锅高度的约一半。将约1240.8g包含浓度为约9.0％w的含水聚丙烯酸(PAA)的溶液装入树脂锅中，其中由供应商Sigma Aldrich报告的粘度平均分子量Mw报告为450,000Da。9.0％w水溶液通过将具有报告的450,000Da Mv的135g干燥PAA聚合物(Sigma-Aldrich)混合到3L玻璃烧杯中的1365.0g DI水中并搅拌过夜而较早地制备为储备溶液。加入能够混合全部内容物(当为液体时)的磁力搅拌器并开始搅拌。

将全部量的348.3g冰AA(＝丙烯酸)加入到树脂锅中的PAA溶液中，同时继续搅拌。

取约20.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.393g“KPS”(＝过氧二硫酸钾，来自Sigma Aldrich)。将装有“KPS”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约10.0g去离子水以在例如40mL体积的玻璃小瓶中溶解0.009g“ASC”(＝抗坏血酸，得自Sigma Aldrich)。将装有“ASC”溶液的容器用塑料卡扣帽封闭并搁置。

取约25g去离子水以在例如50mL玻璃烧杯中溶解2.54g“PEG700-DA”(＝Mn约700Da的聚乙二醇二丙烯酸酯，来自Sigma Aldrich)。将装有“PEG700-DA”溶液的烧杯用石蜡膜覆盖并搁置。

将最终重量达60.3g的剩余量水加入到树脂锅中，并且继续搅拌，在5分钟内获得均匀溶液。

放入温度计，随后分批加入总共347.3g 50％w NaOH(氢氧化钠)溶液(用于分析，来自Merck KGaA)，使得温度低于30℃。

在约30分钟的氩气吹扫和搅拌后，经由1mL塑料移液管将约0.2g(约10滴)1％w过氧化氢H₂O₂水溶液(Sigma-Aldrich)添加到“KPS”溶液中，然后经由暂时***树脂锅盖颈之一的塑料漏斗将后者添加到反应混合物中，同时继续搅拌和氩气吹扫。之后，将“ASC”溶液在约20℃的温度下经由暂时***在树脂锅盖颈之一中的塑料漏斗加入到反应混合物中，同时搅拌并继续氩气吹扫。

级分“细粉”和“粗产物”已被丢弃并且不进一步使用。

基体聚合物颗粒BP A1至BP A7和BP C1至BP C8的表面交联处理(下文中称为 “SXL”)，以获得实施例A1至实施例A7和比较例C1至比较例C8

·玻璃器具，单向移液管，刮刀，匙，以制备溶液和称重吸收材料

·玻璃烧杯：250ml开口

·天平：赛多利斯(Sartorius)或等同物；精确度0.01g

·分析天平：梅特勒(Mettler)或等同物；精确度0.0001g

·电动立式搅拌机：IKA Eurostar功率控制型(范围50rpm-2000rpm)或等同物

·具有搅拌器：PTFE Propeller搅拌器4浆叶_

·移液管：Eppendorf Multi stream或等同物

·用于覆盖的铝箔

·循环烘箱：Binder FD 240或等同物

·测定水分的设备：Halogen Moisture Balance Mettler或等同物

·筛分机：Retch AS 200control“g”或等同物

·具有筛：不锈钢：DIN/ISO 3310-1

·乳酸铝溶液

通过将850g去离子水添加到150g乳酸铝中，制备1kg 15w％乳酸铝在去离子水(MilliporeQ，传导率<1.6μS/cm)中的溶液。

·表面交联溶液(SXL溶液)(参见表A)：

根据表3制备使用的Denacol浓度，各自包含在约50ml体积的卡扣盖广口瓶中。

为了制备溶液，将Denacol瓶或容器(约1L)从冰箱中取出，并在制备溶液之前静置以热平衡约30分钟。

溶液如下制备：

对于给定实施例，通过将表3所示的量添加到卡扣盖塑料广口瓶中来制备DenacolEX-810，DN-810ex Nagase Co.Ltd)的不同相应浓度，随后将其用1,2-丙二醇(Merck KGaA)填充至20g。

表3：

将各干燥基体聚合物颗粒BP A1至BP A7和BP C1至BP C8称重至20-30g并记录至±0.1g，并放置于单独的250ml玻璃烧杯中，使得填充高度为总高度的≤25％。精确量示于表5中。

将基体聚合物颗粒用PTFE搅拌器以600+/-50rpm在烧杯中混合。搅拌器仅接触烧杯的底部。需要搅拌基体聚合物颗粒，直至实现床的良好流态化。

用Eppendorf移液管添加所要求的溶液量，如下所述逐步进行，并且实际量给出于表B。(Eppendorf移液管的速度设置：中等速度)

将一定量的乳酸铝溶液加入到搅拌搅动的中心。然后，将搅拌速度升至2000+/-50rpm。搅拌约15秒并且继续步骤2。如果需要，用例如铝箔覆盖烧杯，以避免材料蹦出。

将一定量的SXL溶液加入到搅拌搅动的中心。搅拌约15秒并且继续步骤3。

将一定量的去离子水(基于样品重量为3重量％)加入搅拌搅动的中心。搅拌大约15秒。在搅拌器停止之后，将材料转移到耐热广口玻璃小瓶(例如结晶皿)中并使其均匀分布。仅取出松散材料，且烧杯的壁上留下强叠堆的材料。通过在烧杯壁上轻微在外面轻敲或者使用刮刀移除松散材料。避免刮伤。经由铝箔覆盖广口玻璃小瓶，并将其在通风柜中于室温储存约16h至18h(推荐过夜)，然后在烘箱中于所要求的温度和时间下加热材料(例如，除3h加热时间之外，表面交联Denacol从室温升温到120℃进行20min的时段)。

在2h20min的加热时间后，将铝箔半开并在剩余的1h加热中保持如此，以驱动水分低于1％w。

在加热时间后，从烘箱中取出容器并将材料放置于通风柜中以冷却至室温，持续约15min。

测试最终聚合物的水分，结果示于表4中。

表4：

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表5

Denacol Ex810的量被选择成使得所得的实施例和比较例表现出高于25g/g的CRC以及23g/g至29g/g的EFFC(参见表6)。

表6：实施例A1至A7和比较例C1至C8的性能

¹⁾基体聚合物颗粒的值

²⁾表面交联后SAP颗粒的值

实施例A1至A7均具有远高于1.1的平均回转直径2*R_g与相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率。比较例C4至C8具有远低于1.0的平均回转直径2*R_g与相邻交联点之间的平均距离R_xl的比率(比较例C1至C3不包含任何s-PAA聚合物，因此该比率不适用)。如结果所反映的，当比较具有类似量的s-PAA聚合物(即，基于SAP颗粒的总重量计，类似百分比的s-PAA聚合物)的实施例和比较例时，具有高于1.1的比率的SAP颗粒具有改善的性能特性，尤其是与比较例相比改善的可提取物与容量(CRC)的比率。

从结果可以看出，实施例A1至A6的可提取物与容量(CRC)的比率与没有添加s-PAA聚合物的比较例C1至C3的结果一样好或甚至更好。

尽管包含相对高量的s-PAA聚合物(20重量％)，实施例A7仍表现出良好的性能特性。对于基体聚合物，即在表面交联之前，可提取物的量为16.6％。可提取物的量通常在表面交联后降低(由于颗粒表面上聚合物链之间更高的交联密度)，因此对于表面交联后的实施例A7，可提取物的量将甚至低于16.6％。

比较例C4至C6表现出高的可提取物与容量(CRC)的比率。比较例C7和C8具有与实施例A7的比率类似的比率。然而，实施例A7具有20重量％的s-PAA聚合物的量，而比较例C7和C8仅具有5重量％的s-PAA聚合物的量。

比较例C5和C6与比较例C7和C8的区别仅在于s-PAA聚合物的量。结果显示，将s-PAA聚合物的量从5重量％(C7和C8)增加至10重量％(C5和C6)对可提取物与容量(CRC)的比率具有显著的不利影响。与此相比，在实施例A1至A7中使用具有相对高的重均分子量的s-PAA聚合物显著地改进了可提取物与容量(CRC)的比率，即相对于容量，可提取物的量显著更低。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的尺寸旨在表示“约40mm”。此外，本说明书通篇给出的每一数值范围均包括落在此类较宽数值范围内的每一较窄数值范围。

除非明确排除或换句话讲有所限制，否则将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或申请，全文均以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求书中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims

1.包含交联的聚丙烯酸及其盐的超吸收聚合物材料，所述超吸收聚合物材料还包含基于所述超吸收聚合物材料的总重量计至少3.0重量％的可溶聚丙烯酸聚合物，

其中所述交联的聚丙烯酸及其盐具有相邻交联点之间的平均距离R_xl，如针对每克干燥超吸收聚合物材料负载有20g含0.9％w NaCl的盐水的所述超吸收聚合物材料所计算的，并且

其中所述至少3重量％的可溶聚丙烯酸聚合物具有2*R_g的平均回转直径，并且

其中2*R_g与R_xl的比率为至少1.1。

2.根据权利要求1所述的超吸收聚合物材料，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物具有250kDa至3MDa的重均分子量M_w。

3.根据权利要求1或2所述的超吸收聚合物材料，其中所述聚合物网络中相邻交联点之间的所述平均距离R_xl为至少15nm，并且不大于50nm，优选不大于40nm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物的所述回转直径2*R_g为至少20nm，并且不大于100nm，优选不大于80nm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物以基于所述超吸收聚合物材料的总重量计至多50.0重量％、优选至多30.0重量％、更优选至多25重量％的量包含在所述超吸收聚合物材料中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述超吸收聚合物材料为超吸收聚合物颗粒的形式。

7.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述超吸收聚合物颗粒是表面交联的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述超吸收聚合物材料具有小于15.0重量％的可提取物的量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述超吸收聚合物材料具有至少20g/g的根据本文所述的测试方法测量为离心保留容量(CRC)的容量。

10.根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物获自预先存在的再循环利用的用后超吸收聚合物材料，和/或获自预先存在的再循环利用的工业后超吸收聚合物材料。

11.吸收制品，所述吸收制品包含根据前述权利要求中任一项所述的超吸收聚合物材料。

12.制备超吸收聚合物材料的方法，所述方法包括以下步骤

b)任选地提供一种或多种烯键式不饱和共聚单体，任选地中和步骤

b)的烯键式不饱和共聚单体中的至少一些；

c)提供一种或多种交联剂；

d)提供一种或多种引发剂；

e)基于步骤e)中提供的可溶聚丙烯酸聚合物和步骤a)至d)中提供的单体、低聚物、共聚单体、交联剂和引发剂的总重量计，提供至少3重量％的所述可溶聚丙烯酸聚合物；

g)使步骤f)中获得的所述混合物聚合以获得超吸收聚合物材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法还包括干燥所述超吸收聚合物材料的步骤h)。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，所述方法还包括粉碎所述超吸收聚合物材料以获得超吸收聚合物颗粒的步骤i)。

15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括表面交联所述超吸收聚合物颗粒的步骤。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物获自预先存在的再循环利用的用后超吸收聚合物材料，和/或获自预先存在的再循环利用的工业后超吸收聚合物材料。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中所获得的超吸收聚合物材料所包含的交联的聚丙烯酸具有相邻交联点之间的平均距离R_xl，并且

其中所述至少3重量％的可溶聚丙烯酸聚合物具有2*Rg的平均回转直径，并且

其中2*R_g与R_xl的比率为至少1.1。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所获得的超吸收聚合物材料的聚合物网络中相邻交联点之间的平均距离R_xl为至少15nm，并且不大于50nm，优选不大于40nm。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物的所述回转直径2*R_g为至少20nm，并且不大于100nm，优选不大于80nm。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，其中所述可溶聚丙烯酸聚合物具有250kDa至3MDa的重均分子量Mw。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，其中通过所述方法获得的超吸收聚合物材料是根据权利要求1至10中任一项所述的超吸收聚合物材料。