PL194949B1 - Sposób wytwarzania materiału absorpcyjnego opartego na polisacharydzie - Google Patents
Sposób wytwarzania materiału absorpcyjnego opartego na polisacharydzieInfo
- Publication number
- PL194949B1 PL194949B1 PL364940A PL36494099A PL194949B1 PL 194949 B1 PL194949 B1 PL 194949B1 PL 364940 A PL364940 A PL 364940A PL 36494099 A PL36494099 A PL 36494099A PL 194949 B1 PL194949 B1 PL 194949B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cross
- gel
- polysaccharide
- hec
- cmc
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/60—Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
- A61L15/28—Polysaccharides or their derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
- C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
- C08B11/08—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with hydroxylated hydrocarbon radicals; Esters, ethers, or acetals thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
- C08B11/04—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
- C08B11/10—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals substituted with acid radicals
- C08B11/12—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals substituted with acid radicals substituted with carboxylic radicals, e.g. carboxymethylcellulose [CMC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B11/00—Preparation of cellulose ethers
- C08B11/20—Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/005—Crosslinking of cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0087—Glucomannans or galactomannans; Tara or tara gum, i.e. D-mannose and D-galactose units, e.g. from Cesalpinia spinosa; Tamarind gum, i.e. D-galactose, D-glucose and D-xylose units, e.g. from Tamarindus indica; Gum Arabic, i.e. L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose and D-glucuronic acid units, e.g. from Acacia Senegal or Acacia Seyal; Derivatives thereof
- C08B37/0096—Guar, guar gum, guar flour, guaran, i.e. (beta-1,4) linked D-mannose units in the main chain branched with D-galactose units in (alpha-1,6), e.g. from Cyamopsis Tetragonolobus; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/26—Cellulose ethers
- C08L1/28—Alkyl ethers
- C08L1/284—Alkyl ethers with hydroxylated hydrocarbon radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/26—Cellulose ethers
- C08L1/28—Alkyl ethers
- C08L1/286—Alkyl ethers substituted with acid radicals, e.g. carboxymethyl cellulose [CMC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2301/08—Cellulose derivatives
- C08J2301/32—Cellulose ether-esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2401/08—Cellulose derivatives
- C08J2401/26—Cellulose ethers
- C08J2401/28—Alkyl ethers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
1. Sposób otrzymywania materialu absorpcyjnego o wysokiej zdolnosci absorpcyjnej opartego na polisacharydzie polegajacy na tym, ze poddaje sie sieciowaniu wodny roztwór zawierajacy material wyjsciowy w postaci polimeru opartego na polisacharydzie az do wytworzenia specznialego od cieczy zelu, znamienny tym, ze czesciowo usieciowany zel moczy sie w metanolu lub etanolu do czesciowego usuniecia wody z tego zelu. PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania materiału absorpcyjnego opartego na polisacharydzie o wysokiej zdolności absorpcyjnej, polegający na poddawaniu procesowi sieciowania zawierającego wodę roztworu materiału wyjściowego w postaci zdolnego do sieciowania polimeru, opartego na polisacharydzie, w celu wytworzenia żelu spęczniałego od wody.
W wielu przypadkach zastosowań, jak np. w artykułach absorpcyjnych przeznaczonych do absorpcji wydalanych z organizmu płynów, coraz bardziej powszechne staje się stosowanie substancji znanych jako materiały superabsorpcyjne. Materiały superabsorpcyjne są polimerami zdolnymi do absorbowania cieczy w ilościach odpowiadających kilkukrotności ich ciężaru i tworzącymi w czasie procesu absorpcji wodny żel.
Główną korzyścią ze stosowania materiałów superabsorpcyjnych w artykułach absorpcyjnych jest fakt, że taki artykuł absorpcyjny może być znacznie zmniejszony w porównaniu do objętości artykułu absorpcyjnego utworzonego głównie z absorpcyjnych materiałów włóknistych, jak masa puchu celulozowego lub podobne materiały. Inną zaletą superabsorbentów w porównaniu do absorbentów włóknistych takich, jak np. masa puchu celulozowego jest wyższa zdolność zatrzymywania cieczy pod ciśnieniem. Taka właściwość jest korzystna np. kiedy materiał absorpcyjny jest stosowany w pieluszkach, ochronach przed nietrzymaniem lub podpaskach sanitarnych, ponieważ absorbowane płyny wydalane z organizmu są zatrzymywane w artykule absorpcyjnym i nie ulegają wyciśnięciu na zewnątrz artykułu absorpcyjnego, kiedy użytkownik np. siedzi.
Jednak wadą wielu superabsorbentów używanych obecnie w artykułach o własnościach absorpcyjnych, jak pieluszki, ochrony przed nietrzymaniem lub podpaski sanitarne, jest fakt, że nie są one produkowane z surowców odnawialnych. W związku z tym proponowano stosowanie superabsorbentów opartych na różnych typach odnawialnych materiałów wyjściowych, jak odnawialnych materiałów wyjściowych, jak polisacharydy a w szczególności skrobia. Niestety, oparte na polisacharydach superabsorbenty, które były tak szeroko dostępne, wykazują znacznie niższą pojemność absorpcyjną niż powszechnie stosowane superabsorbenty oparte na poliakrylanach. Ponadto zdolność superabsorbentów opartych na polisacharydach do zatrzymywania zaabsorbowanej cieczy podczas działania sił ściskających jest niska w porównaniu do superabsorbentów opartych na poliakrylanach.
Opis patentowy WO 95/31500 przedstawia sposób wytwarzania piankowych materiałów absorpcyjnych, a raczej superabsorbcyjnych, przez rozdział faz i sieciowanie roztworu polimeru. Otrzymany absorbent posiada postać pianki sieciowanego polimeru o otwartych komórkach, co powoduje, że płyn może przechodzić między komórkami. Podaje się również, że za pomocą opisanego sposobu wytwarzania można otrzymać piankowy absorbent ulegający biodegradacji. Najlepszymi do wytwarzania absorbentów piankowych polimerami, ujawnionymi w opisie patentowym WO 95/31500, są hydroksyetyloceluloza (HEC) i hydroksypropyloceluloza (HPC), które najłatwiej ulegają sieciowaniu diwinylosulfonem (DVS).
Znane piankowe materiały absorpcyjne są relatywnie drogie do wyprodukowania i zasadniczo przeznaczone do celów medycznych, jak kontrolowane układy uwalniające lub sztuczna skóra i naczynia krwionośne. Podaje się jednak, że ponadto opisane materiały piankowe można stosować w pieluszkach wielokrotnego użytku itp. Jednak wysokie koszty produkcji oznaczają, że znane materiały piankowe praktycznie nie mogą być uważane za materiał absorpcyjny do artykułów absorpcyjnych przeznaczonych tylko do jednorazowego użytku.
Z tych powodów istnieje zapotrzebowanie na ulepszony materiał superabsorpcyjny oparty na odnawialnych surowcach. W związku z tym pojemność absorpcyjna superabsorbentów opartych na polisacharydach wymaga poprawienia, by uczynić taki superabsorbent alternatywnym pod względem absorbencji w porównaniu do superabsorbentów obecnie powszechnie stosowanych. Ponadto istnieje zapotrzebowanie na artykuł absorpcyjny jednorazowego użytku zawierający strukturę absorpcyjną z materiałem superabsorpcyjnym, który mógłby być wytwarzany z niedrogich, łatwo dostępnych, odnawialnych materiałów wyjściowych.
Niniejszy wynalazek zapewnia sposób wytwarzania superabsorbentów opisanego na wstępie typu odznaczających się lepszą absorbencją w porównaniu do poprzednio znanych superabsorbentów tego samego typu.
Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania materiału absorpcyjnego o wysokiej zdolności absorpcyjnej opartego na polisacharydzie polegającego na tym, że poddaje się sieciowaniu wodny roztwór zawierający materiał wyjściowy w postaci polimeru opartego na polisacharydzie aż do wytworzePL 194 949 B1 nia spęczniałego od cieczy żelu, charakteryzującego się tym, że częściowo usieciowany żel moczy się w metanolu lub etanolu do częściowego usunięcia wody z tego żelu.
Zgodnie z wynalazkiem częściowo usieciowany żel korzystnie moczy się w metanolu.
W korzystnym wykonaniu sposobu według wynalazku stadium sieciowania wykonuje się dodając do roztworu polimeru kowalencyjny środek sieciujący.
W dalszym korzystnym wykonaniu wyjściowym materiałem jest mieszanka polimerów zawierająca naładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie i nienaładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie, a stosunek między polimerem naładowanym i nienaładowanym zawarty jest korzystnie w granicach od około 2:1 do około 4:1, a korzystniej wynosi około 3:1.
W jeszcze dalszym korzystnym wykonaniu wynalazku wyjściowym materiałem jest mieszanina karboksymetylocelulozy (CMC) i hydroksyetylocelulozy (HEC).
W innym wykonaniu sposobu zgodnie z wynalazkiem materiał wyjściowy stanowi guma guarowa.
Podczas sporządzania usieciowanego, napęczniałego od wody żelu do początkowego roztworu zawierającego materiał wyjściowy w postaci polimeru opartego na polisacharydzie można użyć rozpuszczalników w szerokim zakresie. Jednak najlepiej, by roztwór zawierający materiał wyjściowy był roztworem wodnym.
Nieoczekiwanie okazało się, że przez moczenie sieciowanego polisacharydu w metanolu można otrzymać materiał superabsorpcyjny odznaczający się wyższą absorbancją w porównaniu z materiałem o tym samym składzie lecz wytworzonym metodą konwencjonalną. Poprawiona absorbencja wyraża się w wyższej pojemności absorpcyjnej i w większej zdolności zatrzymywania zaabsorbowanej cieczy nawet w przypadku, kiedy materiał absorpcyjny jest umieszczony pod obciążeniem. Asorbencja materiału superabsorpcyjnego, który był moczony w metanolu przed suszeniem żelu, jest znacznie wyższa niż absorbencja odpowiedniego materiału superabsorpcyjnego wytworzonego bez stadium moczenia, niezależnie od tego, czy absorbowana ciecz jest wodą czy roztworem zawierającym sól, takim jak mocz.
Materiałem wyjściowym może być mieszanka zawierająca naładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie i nienaładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie. Wskazany stosunek polimeru naładowanego do nienaładowanego wynosi korzystnie od około 2:1 do około 4:1, a najlepiej około 3:1.
Korzyścią, jaką przynosi wynalazek jest fakt, że jako materiał wyjściowy do produkcji materiału superabsorpcyjnego odznaczającego się wysoką pojemnością absorpcyjną i dobrą retencją cieczy może być stosowana karboksymetyloceluloza (CMC). Fakt, że CMC jest wytwarzana z drzewa, które jest odnawialnym materiałem surowcowym, i ponadto, które jest łatwo dostępne i stosunkowo mało kosztowne, czyni CMC szczególnie odpowiednim do stosowania do wyrobów absorpcyjnych jednorazowego użytku. Ponadto z uwagi na zdolność do biodegradacji i tworzenia kompostu CMC odznacza się wspaniałymi właściwościami.
Jednak stwierdzono, że zastosowanie CMC jako jedynego materiału wyjściowego do wytwarzania materiału superabsorpcyjnego jest mniej odpowiednie, ponieważ CMC wykazuje tendencję sieciowania wewnątrzcząsteczkowego zamiast sieciowania między cząsteczkami. Materiał absorpcyjny mający szczególnie dobre własności można otrzymać z materiału wyjściowego zawierającego mieszaninę CMC w postaci soli sodowej (CMCNa) i hydroksyetylocelulozy (HEC). Stwierdzono przy tym, że odpowiednia proporcja między ilością CMCNa i HEC wynosi od około 2:1 do koło 4:1, a najlepiej około 3:1. Powstały przy niższym stężeniu HEC usieciowany żel nie odznacza się wystarczającą siłą żelowania. Należy unikać wysokich stężeń HEC, ponieważ pojemność pęcznienia i odpowiednio pojemność absorpcji będą niewystarczające, jeżeli stężenie HEC jest za wysokie.
Alternatywnie, możliwe jest zastosowanie połączeń innych naładowanych i nienaładowanych polisacharydów. Niektóre dalsze przykłady odpowiednich naładowanych polisacharydów to: karboksymetyloskrobia, utleniona skrobia i utleniona celuloza. Do odpowiednich nienaładowanych polisachrydów zalicza się: etylohydroksyetylocelulozę (EHEC), hydroksypropylocelulozę (HPC), gumę guarową i hydroksypropyloskrobię (HPS) lecz nie ogranicza się do nich.
Ponadto możliwe jest zastosowanie pektyny lub alginatu jako materiału wyjściowego.
Roztwór polimeru jest raczej sieciowany środkiem sieciującym tworzącym wiązania kowalencyjne. Niektórymi przykładami środków sieciujących tego rodzaju są: diwinylosulfon (DVS), acetaldehyd, formaldehyd, glutaraldehyd, eter diglicydylowy, diizocyjaniany, dimetylomocznik, epichlorohydryna, kwas szczawiowy, chlorek fosforylu, trimetafosforan, trimetylomelamina i poliakroleina. Naturalnie, można również stosować sieciowanie jonowe lub fizyczne, jak międzyfazowe oddziaływanie hydrofo4
PL 194 949 B1 bowo-hydrofilowe itp. Alternatywnie sieciowanie można wykonać enzymatycznie lub za pomocą promieniowania.
Materiał superabsorpcyjny opisanego wyżej rodzaju można łatwo łączyć z włóknami i odpowiednio mieszać z włóknami adsorpcyjnymi takimi, jak masa puchu celulozowego, sztuczny jedwab, mech torfowy, bawełna, konopie, len, nylon lub podobne, stosując każdą konwencjonalną metodę. Ponadto materiał o wysokiej zdolności absorpcyjnej może być mieszany z włóknami nieabsorbującymi takimi, jak polietylenowe, polipropylenowe, poliestrowe, włókna dwuskładnikowe i podobnymi. Oczywiście, możliwe jest mieszanie różnych typów włókien w strukturze włókna absorpcyjnego w celu osiągnięcia optymalnego połączenia takich cech charakterystycznych, jak absorbencja, retencja cieczy, stabilność kształtu i elastyczność. Struktura włóknista może być związana np. przez stopienie zawartych w niej włókien termoplastycznych lub przez dodanie specjalnego środka wiążącego. Dodatkowo struktura włóknista może być poddawana dalszej obróbce jako ściskanie, igiełkowanie, zmiękczanie itp.
Wysokoabsorpcyjne materiały można oczywiście alternatywnie umieszczać jako warstwę w masie absorpcyjnej zawierającej dalsze warstwy włókien, laminatów, bibułkę lub podobne. Wysokoabsorpcyjne materiały mogą stanowić niezależną warstwę lub być stosowane na podłożu lub wewnątrz podłoża. Niektóre przykłady materiałów, które mogą służyć jako podłoża to: arkusze bibułki, materiały piankowe, laminaty, tkaniny włókniste, struktury mające kieszenie lub wgłębienia, w które włożony jest materiał o wysokich zdolnościach absorpcyjnych lub podobne.
Po przygotowaniu sieciowanego żelu wodnego suszy się go w celu otrzymania wysokoabsorpcyjnego materiału do zastosowania w strukturze absorpcyjnej. Istnieje kilka sposobów suszenia. Najprostszym sposobem jest suszenie powietrzem pod ciśnieniem atmosferycznym, co po prostu znaczy, że spęczniały hydrożel pozostawia się w warunkach pokojowych (25°C i 50% wilgotności względnej) do całkowitego wyschnięcia. Alternatywnie żel można suszyć stosując próżnię lub ekstrakcję rozpuszczalnikiem, np. acetonem.
Zwięzły opis figur
Wynalazek będzie opisany z większymi szczegółami w dalszej części tylko za pomocą przykładu i z powoływaniem się na załączone figury, z których:
Figura 1 pokazuje pojemność swobodnego pęcznienia i retencję cieczy dla żeli, które były traktowane różnymi rozpuszczalnikami;
Figura 2 pokazuje pojemność swobodnego pęcznienia i retencję cieczy dla suszonych na powietrzu żeli otrzymanych z mieszanin o różnych stosunkach CMC:HEC;
Figura 3 pokazuje pojemność swobodnego pęcznienia i retencję cieczy dla suszonych na powietrzu żeli otrzymanych z gumy guarowej i traktowanych różnymi rozpuszczalnikami.
Szczegółowy opis sposobów i przykłady
Przygotowanie żelu
Hydrożele, które stosowano w następujących przykładach, otrzymuje się przez sieciowanie mieszanin CMCNa i HEC z zastosowaniem DVS jako środka sieciującego. Powodem wybrania DVS jako środka sieciującego jest fakt, że daje on rzetelne i powtarzalne wyniki sieciowania. Tak więc DVS jest bardzo odpowiedni do wytwarzania sieciowanych materiałów dla pracy porównawczej. Jednak wynalazek nie powinien być w żadnym wypadku uważany za ograniczony do zastosowania DVS jako środka sieciującego. Wobec tego oraz jak wspomniano powyżej, można stosować każdy odpowiedni środek sieciujący lub metodę sieciowania.
Reakcję sieciowania przeprowadza się w alkalicznym roztworze wodnym zawierającym 0,1 M wodorotlenku potasu (KOH) w temperaturze 20°C. CMCNa i HEC rozpuszcza się w wodzie destylowanej zawierającej żądaną ilość DVS. Po wymieszaniu próbkę pozostawia się na 12-24 godzin w celu otrzymania właściwego rozcieńczenia polimeru. Dodaje się wodorotlenek potasu, aby zapoczątkować reakcję sieciowania. Wszystkie reakcje prowadzi się w roztworze reakcyjnym o całkowitym stężeniu polimeru wynoszącym do 2% wagowych.
Po 24 godzinach sieciowany hydrożel kruszy się na mniejsze kawałki, stosując ręczne cięcie żelu lub używając elektrycznej trzepaczki, i następnie moczy się w nadmiarze alkoholu celem osiągnięcia równowagi. Roztwór otaczający hydrożel wymienia się przynajmniej trzykrotnie. Za każdym razem używa się ilości alkoholu odpowiadającej przynajmniej 5-krotności ciężaru hydrożelu mierzonego bezpośrednio po reakcji sieciowania. Procedurę moczenia kończy się po 36-48 godzinach. Następnie spęczniały hydrożel usuwa się z roztworu i suszy.
Po wysuszeniu żele rozdrabnia się za pomocą młynka laboratoryjnego. Wszystkie następne pomiary przeprowadza się z użyciem wysuszonego żelu, który traktuje się w ten sam sposób.
PL 194 949 B1
Ciecz badana
Badaną cieczą stosowaną w następującym sposobie badania jest syntetyczny mocz, SUR. Skład SUR stanowi 60 mmol/l KCI, 130 mmol/l NaCI, 3,5 mmol/l MgSO4, 2,0 mmol/l CaSO4 · 2H2O, 300 mmol/l mocznika, 1 g/l 0,1% roztworu Tritonu X-100, który jest środkiem powierzchniowoczynnym sprzedawanym przez firmę Aldrich.
Pojemność swobodnego pęcznienia
Swobodne pęcznienie oznacza się przez zanurzanie kawałka suszonego żelu w badanej cieczy i pozwalając, by żel zaabsorbował ciecz do stanu nasycenia. Następnie usuwa się żel z cieczy i waży.
Pojemność retencji po wirowaniu
Retencję cieczy po wirowaniu przez 10 minut przy 1500 obrotach na minutę (odpowiadających obciążeniu w przybliżeniu 300 g) oznacza się ważąc żel przed i po wirowaniu.
Pojemność wychwytywania cieczy
Pojemność wychwytywania cieczy dla struktur włóknistych zawierających materiał superabsorpcyjny oznacza się pozwalając, by dane substancje, wykonane z masy puchu celulozowego, zawierające 20% wagowych sieciowanego, suszonego i rozdrobnionego żelu, absorbowały ciecz według powszechnie znanej zasady „żądanej zwilżalności”. Do pomiarów stosowano aparat typu GATS. Badane substancje absorbują ciecz z naczynia połączonego. Ilość cieczy w naczyniu mierzy się w sposób ciągły przy pomocy wagi. Badanie kontynuuje się przez 2 godziny, po czym rejestruje się ilość cieczy zaabsorbowanej przez badaną substancję. Znając pojemność wychwytywania wody dla masy puchu celulozowego, można następnie obliczyć ilość cieczy zaabsorbowanej przez sieciowany żel. Każdy pomiar jest wartością średnią z dwóch zapisów wykonanych dla identycznej substancji badanej.
Przykład I
Cztery próbki zawierające sieciowany żel otrzymany z mieszaniny CMC i HEC w proporcji 3:1 moczy się w różnych rozpuszczalnikach.
Rozpuszczalnikami są:
i) metanol ii) etanol iii) izopropanol iv) woda
Próbki i)-iv) suszy się powietrzem.
Wychwytywanie cieczy mierzy się po swobodnym pęcznieniu trwającym 60 minut i 120 minut. Oznacza się również retencję cieczy po wirowaniu. Jak widać na fig. 1 moczenie w metanolu prowadzi do wytworzenia żelu o wspaniałej charakterystyce absorpcji.
Przykład II
Pojemność swobodnego pęcznienia oznacza się w przypadku żeli zawierających mieszaninę HEC i CMC.
Porównuje się pięć różnych stosunków HEC/HEC + CMC:
i) tylko CMC; HEC/HEC + CMC = 0 ii) CMC:HEC = 3:1; HEC/HEC + CMC = 0,25 iii) CMC:HEC = 1:1; HEC/HEC + CMC = 0,5 iv) CMC:HEC = 1:3; HEC/HEC + CMC = 0,75
v) tylko HEC; HEC/HEC + CMC = 1
Sieciowane żele moczy się w nadmiarze metanolu, kruszy na mniejsze kawałki i suszy powietrzem.
Pojemność swobodnego pęcznienia oznacza się po moczeniu w syntetycznym moczu przez 60 minut i 120 minut. Mierzy się również retencję cieczy po wirowaniu.
Wyniki przedstawione są na fig. 2. Wszystkie próbki odznaczają się nieoczekiwanie wysoką pojemnością wychwytywania cieczy. Zdolność do retencji cieczy po wirowaniu jest również bardzo dobra.
Przykład III
Trzy próbki zawierające sieciowany żel otrzymany z żywicy guarowej moczono w różnych rozpuszczalnikach.
Rozpuszczalnikami są:
i) metanol ii) izopropanol iii) woda
Po stadium moczenia w rozpuszczalniku próbki suszy się powietrzem.
PL 194 949 B1
Wychwytywanie cieczy mierzy się po swobodnym pęcznieniu przez 60 minut i 120 minut. Oznacza się również retencję cieczy po wirowaniu. Wyniki przedstawione są na fig. 3. Podobnie jak dla próbek CHC/HEC z przykładu II, moczenie w metanolu prowadzi do wytworzenia żelu o znacznie poprawionej charakterystyce absorpcji.
P r z y k ł a d IV
Pojemność absorpcyjną pod obciążeniem ściskającym oznacza się według sposobu pomiaru wychwytywania cieczy dla próbek materiału wysokoabsorpcyjnego wytwarzanego zgodnie z wynalazkiem. Pojemność absorpcyjną mierzy się również dla materiału absorpcyjnego opartego na poliakrylanie o nazwie Sanwet IM7100, produkowanego przez firmę Clariant AG we Frankfurcie (Niemcy), i następnie dla któregoś typu CMC. Ilość cieczy absorbowanej przez różne materiały absorpcyjne mierzona w g/g materiału absorpcyjnego przedstawiona jest poniżej w tabeli 1. Jest oczywiste, że materiał absorpcyjny wytwarzany według wynalazku odznacza się wybitnie wysoką pojemnością absorpcyjną, prawie na poziomie pojemności absorpcyjnej materiału absorpcyjnego opartego na poliakrylanie i znacznie wyższą niż inne biokompatybilne materiały absorpcyjne.
T ab ela 1
Próbka | Ciśnienie (kPa) | Całkowita absorpcja (g) | Pojemność absorpcji (g/g absorbenta) |
Próbka A | 0,57 | 26,1 | 39,3 |
Próbka B | 0,57 | 22,8 | 30,9 |
IM7100 | 0,57 | 29,2 | 46,8 |
Sieciowana CMC* | 0,57 | 23,2 | 31,9 |
Próbka A | 2,5 | 19,0 | 21,5 |
Próbka B | 2,5 | 19,1 | 21,6 |
Sieciowana CMC* | 2,5 | 16,7 | 15, 6 |
Próbki A i B = traktowane metanolem próbki CMC/HEC (3:1) *przygotowanie superabsorbenta opartego na sieciowanym CMC przedstawione jest np. w opisie patentowym EP-A-O 201 895.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób otrzymywania matenału absorpcyjnego o wysokiej zdolności absorpcyjnej opartego na polisacharydzie polegający na tym, że poddaje się sieciowaniu wodny roztwór zawierający materiał wyjściowy w postaci polimeru opartego na polisacharydzie aż do wytworzenia spęczniałego od cieczy żelu, znamienny tym, że częściowo usieciowany żel moczy się w metanolu lub etanolu do częściowego usunięcia wody z tego żelu.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że częściowo usieciowany żel moczy się w metanolu.
- 3. Sposóbwedług zasttrz. 1 albo 2, w którym stadium εϊβοϊοννηηΐη wykonuje się dodając do roztworu polimeru kowalencyjny środek sieciujący.
- 4. Sposób według któregokolwiek z 1 albo 2, albo 3, w którym wyjściowym materiałem jest mieszanka polimerów zawierająca naładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie i nienaładowany elektrycznie polimer oparty na polisacharydzie.
- 5. Sposób według zastrz. 4, w którym stosunek między pollmerem naładowanym i nienaładowanym zawarty jest w granicach od około 2:1 do około 4:1, a korzystnie wynosi około 3:1.
- 6. Sposóbwedług zas^z. 4 albo 5, w któΓymwyjściowym jess mieszaninakarboksymetylocelulozy (CMC) i hydroksyetylocelulozy (HEC).
- 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, w którym materiał wyjściowy stanowi guma guarowa.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9803448A SE517075C2 (sv) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | Polysackaridbaserat absorberande polymermaterial |
PCT/SE1999/001793 WO2000021581A1 (en) | 1998-10-09 | 1999-10-07 | Polysaccharide based absorbent polymer material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL364940A1 PL364940A1 (pl) | 2004-12-27 |
PL194949B1 true PL194949B1 (pl) | 2007-07-31 |
Family
ID=20412893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL364940A PL194949B1 (pl) | 1998-10-09 | 1999-10-07 | Sposób wytwarzania materiału absorpcyjnego opartego na polisacharydzie |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1119378B1 (pl) |
JP (1) | JP4558939B2 (pl) |
AT (1) | ATE241393T1 (pl) |
AU (1) | AU1304900A (pl) |
DE (1) | DE69908391T2 (pl) |
DK (1) | DK1119378T3 (pl) |
PL (1) | PL194949B1 (pl) |
SE (1) | SE517075C2 (pl) |
SK (1) | SK4612001A3 (pl) |
TN (1) | TNSN99187A1 (pl) |
WO (1) | WO2000021581A1 (pl) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2351253A1 (en) | 2000-11-10 | 2002-05-10 | Groupe Lysac Inc./Lysac Group Inc. | Crosslinked polysaccharide, obtained by crosslinking with substituted polyethylene glycol, as superabsorbent |
CA2423712A1 (en) | 2003-03-26 | 2004-09-26 | Nicolas Nourry | Crosslinked amylopectin by reactive extrusion and its use as an absorbent or superabsorbent material |
CA2443059A1 (en) | 2003-09-29 | 2005-03-29 | Le Groupe Lysac Inc. | Polysaccharide-clay superabsorbent nanocomposites |
WO2005123781A2 (de) | 2004-06-21 | 2005-12-29 | Stockhausen Gmbh | Wasserabsorbierendes polysaccharid sowie ein verfahren zu seiner herstellung |
US7645806B2 (en) | 2006-10-02 | 2010-01-12 | Weyerhaeuser Nr Company | Methods for the preparation of superabsorbent particles containing carboxyalkyl cellulose |
US7625463B2 (en) | 2006-10-02 | 2009-12-01 | Weyerhaeuser Nr Company | Methods for the preparation of fibrous superabsorbent composite containing cellulose |
US7785710B2 (en) | 2006-10-02 | 2010-08-31 | Weyerhaeuser Nr Company | Superabsorbent particles containing carboxyalkyl cellulose and temporary metal crosslinks |
US7717995B2 (en) | 2006-10-02 | 2010-05-18 | Weyerhaeuser Nr Company | Methods for the preparation of mixed polymer superabsorbent fibers containing cellulose |
US7591891B2 (en) | 2007-06-25 | 2009-09-22 | Weyerhaeuser Nr Company | Fibrous blend and methods of preparation |
US7749317B2 (en) | 2007-06-25 | 2010-07-06 | Weyerhaeuser Nr Company | Fibrous blend and method of making |
US7833384B2 (en) | 2008-06-30 | 2010-11-16 | Weyerhaeuser Nr Company | Method for making fiber having biodegradable superabsorbent particles attached thereto |
US8084391B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-12-27 | Weyerhaeuser Nr Company | Fibers having biodegradable superabsorbent particles attached thereto |
US7959762B2 (en) | 2008-06-30 | 2011-06-14 | Weyerhaeuser Nr Company | Method for making biodegradable superabsorbent particles |
US8641869B2 (en) | 2008-06-30 | 2014-02-04 | Weyerhaeuser Nr Company | Method for making biodegradable superabsorbent particles |
US8101543B2 (en) | 2008-06-30 | 2012-01-24 | Weyerhaeuser Nr Company | Biodegradable superabsorbent particles |
US8361926B2 (en) | 2008-11-25 | 2013-01-29 | Evonik Stockhausen, Llc | Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same |
WO2013022847A2 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Rhodia Operations | Wettable, non-leachable peat moss, method of preparation, and method of use |
JP6368554B2 (ja) * | 2014-06-09 | 2018-08-01 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | ゲル化剤 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3092225B2 (ja) * | 1991-08-15 | 2000-09-25 | 王子製紙株式会社 | 高吸水性セルロース材料の製造方法 |
JPH06154596A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-03 | Sanyo Chem Ind Ltd | 耐塩安定性吸収剤及びその製法 |
US5573994A (en) * | 1994-05-13 | 1996-11-12 | University Of Cincinnati | Superabsorbent foams, and method for producing the same |
JP3720084B2 (ja) * | 1994-07-26 | 2005-11-24 | 株式会社日本触媒 | 吸水性樹脂およびその製造方法並びに吸水性物品 |
JPH0985079A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-03-31 | Oji Paper Co Ltd | 有機溶媒と水を吸収するゲル化剤の製造方法 |
ATE204486T1 (de) * | 1997-06-24 | 2001-09-15 | Sca Hygiene Prod Ab | Absorbierende struktur mit hochsaugfähigem polymer und ein artikel mit absorbierender struktur |
-
1998
- 1998-10-09 SE SE9803448A patent/SE517075C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-10-07 TN TNTNSN99187A patent/TNSN99187A1/fr unknown
- 1999-10-07 AU AU13049/00A patent/AU1304900A/en not_active Abandoned
- 1999-10-07 PL PL364940A patent/PL194949B1/pl unknown
- 1999-10-07 DE DE69908391T patent/DE69908391T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-07 SK SK461-2001A patent/SK4612001A3/sk unknown
- 1999-10-07 AT AT99956437T patent/ATE241393T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-10-07 EP EP99956437A patent/EP1119378B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-07 DK DK99956437T patent/DK1119378T3/da active
- 1999-10-07 JP JP2000575553A patent/JP4558939B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-07 WO PCT/SE1999/001793 patent/WO2000021581A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1119378B1 (en) | 2003-05-28 |
TNSN99187A1 (fr) | 2001-12-31 |
DE69908391D1 (de) | 2003-07-03 |
SE9803448D0 (sv) | 1998-10-09 |
AU1304900A (en) | 2000-05-01 |
SE9803448L (sv) | 2000-04-10 |
SE517075C2 (sv) | 2002-04-09 |
DE69908391T2 (de) | 2004-06-24 |
JP4558939B2 (ja) | 2010-10-06 |
JP2003515616A (ja) | 2003-05-07 |
DK1119378T3 (da) | 2003-09-01 |
ATE241393T1 (de) | 2003-06-15 |
EP1119378A1 (en) | 2001-08-01 |
WO2000021581A1 (en) | 2000-04-20 |
PL364940A1 (pl) | 2004-12-27 |
SK4612001A3 (en) | 2001-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL194949B1 (pl) | Sposób wytwarzania materiału absorpcyjnego opartego na polisacharydzie | |
US6657101B1 (en) | Absorbent structure in an absorbent article | |
EP1208139B1 (en) | Method of producing an absorbent foam material | |
EP0399564B1 (en) | Absorbent web and applications of same | |
EP0994732B1 (en) | Absorbent structure comprising a highly absorbent polymer, and an absorbent article comprising the absorbent structure | |
US6706944B2 (en) | Absorbent materials having improved absorbent properties | |
EP0994734B1 (en) | Absorbent polymer material based on renewable starting materials | |
MXPA99011837A (en) | Absorbent structure comprising a highly absorbent polymer, and an absorbent article comprising the absorbent structure | |
PL189565B1 (pl) | Sposób wytwarzania struktury chłonnej zawierającej silnie chłonny materiał | |
KR20010014141A (ko) | 고 흡수 중합체로 구성된 흡수 구조물과 그 흡수 구조물을포함하는 흡수용품 |