HUT77843A - Absorbent material - Google Patents
Absorbent material Download PDFInfo
- Publication number
- HUT77843A HUT77843A HU9801170A HU9801170A HUT77843A HU T77843 A HUT77843 A HU T77843A HU 9801170 A HU9801170 A HU 9801170A HU 9801170 A HU9801170 A HU 9801170A HU T77843 A HUT77843 A HU T77843A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- superabsorbent
- cationic
- superabsorbent material
- functional groups
- polymer
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
A jelen találmány tárgya egy abszorbens anyag, közelebbről egy szokásosan „szuperabszorbens-nek nevezett típusú anyag.The present invention relates to an absorbent material, more particularly to a material commonly known as a "superabsorbent".
A jelenleg „szuperabszorbens-nek nevezett anyagok gyengén térhálósított hidrofil polimerek. A polimerek különböznek egymástól kémiai természet tekintetében, de közös az a tulajdonságuk, hogy képesek abszorbeálni és mérsékelt nyomás alatt is magukban tartani a saját tömegüknek sokszorosával egyenértékű mennyiségű vizes folyadékot. A szuperabszorbensek, például tipikus módon saját tömegüknek 100-szorosáig terjedő mennyiségű vagy ennél több desztillált vizet is tartalmazhatnak.Substances currently called "superabsorbents" are weakly cross-linked hydrophilic polymers. Polymers differ in their chemical nature, but they have the property of being able to absorb and retain at moderate pressures an amount of aqueous liquid equivalent to several times its weight. Superabsorbents, for example, can typically contain up to 100 times their own weight or more of distilled water.
A szuperabszorbenseket számos olyan különböző ipari alkalmazási területen történő felhasználásra javasolták, ahol előnyösen használható ki víz abszorbeáló és/vagy magukban tartó tulajdonságuk. Ilyen területek közé tartozik például a mezőgazdaság, az építőipar, az alkalikus elemek és szűrők gyártása. A szuperabszorbensek legfontosabb alkalmazási területe azonban a higiéniai és/vagy egészségügyi termékek, mint az egyszerhasználatos egészségügyi betétek és a gyermekek vagy inkontinens felnőttek részére szolgáló pelenkák. Az ilyen higiéniai és/vagy egészségügyi termékekben szuperabszorbenseket használnak, általában cellulózrostokkal kombinált formában, testfolyadékok, mint menses vagy vizelet abszorbeáltatására. A szuperabszorbensek testfolyadék abszorbeáló képessége jelentősen kisebb, mint ionmentes víz abszorbeáló képessége. Általában úgy véljük, hogy ez a hatás a testfolyadékok elektrolit tartalmának következménye és a hatást gyakran „sómérgezés-nek nevezik.Superabsorbents have been proposed for use in a variety of industrial applications where water-absorbing and / or retaining properties are advantageous. Such areas include agriculture, construction, alkaline batteries and filters. However, the most important applications of superabsorbents are hygiene and / or sanitary products such as disposable sanitary napkins and diapers for children or incontinent adults. Such hygiene and / or sanitary products use superabsorbents, generally in combination with cellulosic fibers, to absorb body fluids such as menses or urine. Superabsorbents have a significantly lower body fluid absorbency than deionized water. It is generally believed that this effect is due to the electrolyte content of body fluids and is often referred to as "salt poisoning."
A szuperabszorbensek vízabszorpciós és víz visszataszító tulajdonsága annak következménye, hogy a polimer szerkezetben ionizálható funkcionális csoportok vannak jelen. Ezek a csoportok lehetnek karboxilcsoportok, melyeknek nagy része sóformában van, amikor a polimer száraz, de vízzel érintkezve disszociálódik és szolvatálódik. A disszociált állapotban a polimer láncnak egy sor olyan funkcionális csoportja van, amelynek ugyanolyan az elektromos töltése és így egymást taszítják. Ez a polimer szerkezet kiterjedéséhez vezet, ami viszont további vízmolekulák abszorpcióját teszi lehetővé, bár ezt a kiterjedést a polimer szerkezet térháló kötései korlátozzák és e korlátozásnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy meggátolja a polimer feloldódását. Feltételezzük, hogy egy jelentős elektrolit koncentráció a vízben interferál a funkcionális csoportok disszociációjával, és a „sómérgezési hatáshoz vezet.The water-absorbing and water-repellent properties of superabsorbents are due to the presence of ionizable functional groups in the polymer structure. These groups may be carboxyl groups, most of which are in salt form when the polymer is dry but dissociates and solvates upon contact with water. In the dissociated state, the polymer chain has a number of functional groups that have the same electrical charge and thus repel each other. This leads to an expansion of the polymer structure, which in turn allows the absorption of additional water molecules, although this is limited by the crosslinking of the polymer structure and must be sufficient to prevent the polymer from dissolving. It is believed that a significant concentration of electrolyte in water interferes with the dissociation of functional groups and leads to a "salt poisoning effect.
Próbálkozások történtek a sómérgezési hatás ellensúlyozására és szuperabszorbensek elektrolit tartalmú oldatok, mint menses és vizelet abszorpció-hatásfokának a javítására. így az 57-4 5057,_.x számú japán szabadalmi bejelentés egy olyan abszorbenst ismertet, amely egy szuperabszorbensnek, mint térhálósított poliakrilátnak egy ioncserélő gyantával képezett por vagy granulátum alakú keverékéből áll. Az EP-A-0210756 számú európai sz abadalmi irat egy olyan abszorbens szerkezetre vonatkozik, amely egy szuperabszorbenst és egy anioncserélőt tartalmaz adott esetben egy kationcserélővei együtt, ahol mindkét ioncserélő rostalakú. A szuperabszorbens anyag ioncserélővel történő kombinálása a sómérgezési hatást kívánja csökkenteni oly módon, hogy az általában anioncserélő és kationcserélő kombináció alakjában je• · lenlévő ioncserélőt a folyadék sótartalmának csökkentésére használja fel. Az ioncserélőnek nincs közvetlen hatása a szuperabszorbens hatásfokára és lehetséges,hogy a sótartalmat nem sikerül elegendő mértékben csökkenteni ahhoz, hogy megfelelő hatást érjünk el a kombináció teljes abszorpciós kapacitására. Ezen túlmenően - azonkívül, hogy igen drága - magának az ioncserélőnek nincs abszorptív hatása és ily módon a szuperabszorbens hígító anyagaként is hat.Attempts have been made to counteract the effects of salt poisoning and to improve the absorption efficiency of superabsorbent solutions containing electrolytes such as menses and urine. Thus, Japanese Patent Application Laid-Open 57-4 5057, x, discloses an absorbent consisting of a powder or granule mixture of a superabsorbent such as a cross-linked polyacrylate with an ion exchange resin. EP-A-0210756 relates to an absorbent structure comprising a superabsorbent and an anion exchanger optionally together with a cation exchanger wherein both ion exchangers are fibrous. Combining the superabsorbent material with an ion exchanger aims to reduce the salt poisoning effect by utilizing an ion exchanger, usually in the form of anion exchange and cation exchanger combinations, to reduce the salt content of the liquid. The ion exchanger has no direct effect on the efficiency of the superabsorbent, and it is possible that the salt content may not be sufficiently reduced to achieve an adequate effect on the overall absorption capacity of the combination. In addition to being very expensive, the ion exchanger itself has no absorbent effect and thus acts as a diluent for the superabsorbent.
A jelen találmány egyik tárgya olyan szuperabszorbens szolgáltatása, amelynek a hatásfoka elektrolit jelenlétében, például a menses és a vizelet esetében javított.It is an object of the present invention to provide a superabsorbent having improved efficacy in the presence of an electrolyte, such as menses and urine.
A jelen találmány egy olyan szuperabszorbens anyagot szolgáltat, amely (1) egy kationos szuperabszorbens - amelyben a funkcionális csoportok 20-100 %-a bázis formájú;The present invention provides a superabsorbent material which is (1) a cationic superabsorbent having 20 to 100% of the functional groups in basic form;
(2) egy kationcserélő - amelyben a funkcionális csoportok 50-100 %-a savformájú szuperabszorbens anyag-kombinációjából áll.(2) a cation exchanger in which 50-100% of the functional groups are comprised of a combination of an acidic superabsorbent material.
A kationos szuperabszorbens funkcionális csoportjainak előnyösen 50-100 %-a, előnyösebben lényegében 100 %-a bázis formájú.Preferably 50-100%, more preferably substantially 100% of the functional groups of the cationic superabsorbent are in basic form.
A kationcserélő funkcionális csoportjainak lényegében 100 %-a sav formájú.Essentially 100% of the functional groups of the cation exchanger are in acid form.
A találmány szerint, meglepő módon azt találtuk, hogy elektrolit tartalmú oldatok, mint menses és vizelet esetében egy bázisformájú kationos abszorbensnek és egy savformájú kationcserélőnek a kombinációja különösen hatásos, mint szuperabszorbens.According to the present invention, it has surprisingly been found that the combination of a basic cationic absorbent and an acid cation exchanger in electrolyte-containing solutions such as menses and urine is particularly effective as a superabsorbent.
Bár nem kívánjuk magunkat egyetlen elmélettel sem korlátozni, úgy véljük, hogy kétszeres hatást érünk el, ha a találmány • · • ··· · ··· · • · · ······ szerinti szuperabszorbens anyagot a következőképpen érintkeztetjük az elektrolit tartalmú oldattal:While not wishing to be limited to any theory, it is believed that a double effect is achieved if the superabsorbent material of the invention is contacted with the electrolyte-containing material as follows. solution:
(1) a kationos szuperabszorbenst nem abszorbeáló formából a sóformává alakítjuk át, amelyben szuperabszorbensként hat; és (2) a kationos szuperabszorbens sóformává alakításának ionmentesítő hatása van a kationcserélővei megerősített oldatra.(1) converting the cationic superabsorbent from a non-absorbent form to a salt form in which it acts as a superabsorbent; and (2) converting the cationic superabsorbent into a salt form has a deionizing effect on the solution reinforced with the cation exchanger.
A kationos szuperabszorbensekben lévő funkcionális csoportok tipikusan kvaterner ammónium csoportok, amelyek erős ioncserélők. így, amikor a kationos szuperabszorbenst egy elektrolittal, például egy sóoldattal érintkeztetjük, akkor az megduzzad, a szuperabszorbens OH/-ionjai részben az oldat Cl~-ionjaival cserélődnek ki, és az oldat pH-ja erősen bázikussá válik. A kationcserélő gyanta jelenléte azonban megakadályozza, hogy az oldat erősen bázikussá váljon oly módon, hogy az egyensúlyi reakciót a kationos szuperabszorbens sóformává történő teljes alakulása irányába tolja el. Ilyenkor az oldat nátriumionjait a kationcserélő gyanta cseréli ki, az oldatban lévő kloridionokat a bázis formájú kationos szuperabszorbens, ily módon a sóoldat jelentős mértékű sótalanítása történik meg, a szuperabszorbensnek viszont javul az abszorpciója.Functional groups in cationic superabsorbents are typically quaternary ammonium groups which are strong ion exchangers. Thus, when the cationic superabsorbent is contacted with an electrolyte, such as a saline solution, it swells, the OH / ions of the superabsorbent are partially replaced by the Cl ions of the solution, and the pH of the solution becomes strongly basic. However, the presence of the cation exchange resin prevents the solution from becoming strongly basic by shifting the equilibrium reaction towards the complete conversion of the cationic superabsorbent salt form. In this case, the sodium ions of the solution are replaced by the cation exchange resin, the chloride ions in the solution are replaced by a basic cationic superabsorbent, thus significantly desalting the brine, while the superabsorbent improves its absorption.
Az anionos szuperabszorbensnek ez a sóformává alakulása az elektrolit tartalmú oldattal történő érintkezésnél és a kationcserélő nátriumion-megkötő hatása jelentős sótalanító hatást fejt ki az oldatra, ezáltal a sómérgezési hatás megszüntetése útján javítja a szuperabszorbens hatásosságát. Azzal ellentétben, hogy az oldat sótalanítására egy ioncserélő gyantát egy már sóformában lévő szuperabszorbenssel kombinált módon használunk (lásd a fentiekben hivatkozott 57-45157 számú japán szabadalmi • · • · · | · «·· · f · · ·«·«· · ···· ·· ·· · ···· < - 6 bejelentést és az EP-A-021Q256 számú európai szabadalmi iratot), a bázikus formájú kationos szuperabszorbensnek szintén van sótalanító hatása az oldatra. Ez egy sokkal nagyobb sótalanító hatás elérését teszi lehetővé ioncserélő és sóformájú szuperabszorbens használatával. Meg kell jegyeznünk, hogy az oldatban lévő elektrolitnak a hatása az abban az oldatban lévő szuperabszorbens abszorpció-kapacitására kifejtett hatása nem lineáris, amennyiben az abszorpciókapacitás nem csökken szabályosan a növekvő sótartalommal. Ennek megfelelően, bizonyos koncentráció-tartományokban viszonylag nagy abszorpcióképesség növekedést kell elérni az oldat sótartalmának viszonylag kismértékű csökkentésével.This conversion of the anionic superabsorbent into the salt form upon contact with the electrolyte-containing solution and the cation-exchange sodium ion-binding effect exerts a significant desalting effect on the solution, thereby improving the superabsorbent's effectiveness by eliminating the salt-poisoning effect. In contrast to the desalting of the solution, an ion exchange resin is used in combination with a superabsorbent already in salt form (see Japanese Patent Application No. 57-45157, supra). And European Patent Application EP-A-021Q256), the basic cationic superabsorbent also has a desalting effect on the solution. This allows a much greater desalination effect to be achieved by using an ion exchanger and a superabsorbent in salt form. It should be noted that the effect of the electrolyte in the solution on the absorption capacity of the superabsorbent in that solution is non-linear unless the absorption capacity decreases with increasing salinity. Accordingly, in certain concentration ranges, a relatively large increase in absorbency must be achieved by a relatively small reduction in the salinity of the solution.
A kationos szuperabszorbens bármilyen olyan szuperabszorbens tulajdonságokkal rendelkező anyag lehet, amelyben a funkcionális csoportok kationosak. A funkcionális csoportok általában a gyengén térhálósított akrilát alap-polimerhez kötődnek. Az alap-polimer lehet például egy poli(akril-amid) , polivinilalkohol, etilén-maleninsavanhidrid kopolimer, polivinil-éter, polivinil-szulfonsav, poliakrilsav, polivinil-pirrolidon vagy polivinil-morfolin. Ezeknek a monomereknek a kopolimerjei is használhatók. Keményítő és cellulóz alapú polimerek is használhatók, mint a hidroxi-propil-cellulóz, karboxi-metil-cellulóz és akriláttal ojtott keményítők. Speciális alap-polimerek közé tartoznak a térhálósított poliakrilátok, a hidrolizált, akril-nitrillel ojtott keményítő, a keményítő-poliakrilátok és az izobutilén-maleinsavanhidrid kopolimerek. Különösen előnyös alap-polimerek a keményítő-poliakrilátok és térhálósított poliakrilátok .The cationic superabsorbent can be any material having superabsorbent properties in which the functional groups are cationic. Functional groups generally bind to the weakly cross-linked acrylate base polymer. The base polymer may be, for example, a polyacrylamide, a polyvinyl alcohol, an ethylene-maleic anhydride copolymer, a polyvinyl ether, a polyvinylsulfonic acid, a polyacrylic acid, a polyvinylpyrrolidone or a polyvinylmorpholine. Copolymers of these monomers may also be used. Starch and cellulose based polymers such as hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose and acrylate-grafted starches may also be used. Specific base polymers include crosslinked polyacrylates, hydrolyzed acrylonitrile-grafted starch, starch polyacrylates, and isobutylene-maleic anhydride copolymers. Particularly preferred base polymers are starch polyacrylates and cross-linked polyacrylates.
Alkalmas kationos funkcionális csoportok közé tartoznak például a kvaterner ammónium csoportok vagy primer, szekunder vagy tercier aminok, amelyeknek bázikus formában kell jelenlenniük. A cellulóz-származékok esetében a funkcionális csoportot tartalmazó származék szubsztitúció-fokát (DS) , mint olyan számot definiáljuk, ami az egy cellulóz-anhidroglukóz egységre eső funkcionális csoportok (általában kvaterner ammónium-csoportok) száma. A DS általában 0,1-1,5. Analóg módon a DS szintetikus polimerek esetében úgy definiálható, hogy az az egy monomer vagy komonomer egységre eső funkciós csoportok száma. A DS érték általában 1, például 1 kvaterner ammóniumcsoport/poliakrilát-monomer egység. Előnyös alap-polimerek közé tartoznak a poliszacharidok és a dimetil-diallil-ammónium-klorid alapú polimerek.Suitable cationic functional groups include, for example, quaternary ammonium groups or primary, secondary or tertiary amines which must be present in basic form. For cellulose derivatives, the degree of substitution (DS) of a derivative containing a functional group is defined as the number of functional groups (usually quaternary ammonium groups) per cellulose anhydroglucose unit. The DS is usually 0.1 to 1.5. Analogously, DS can be defined as the number of functional groups per monomer or comonomer unit for synthetic polymers. The DS value is usually 1, for example 1 quaternary ammonium group / polyacrylate monomer unit. Preferred base polymers include polysaccharides and polymers based on dimethyldiallyl ammonium chloride.
Egy kiviteli alak szerint, a kationos szuperabszorbens egy poliszacharid szuperabszorbens lehet, amelyet egy rostos poliszacharid, mint cellulóz, olyan kvaterner ammónium vegyület feleslegével végzett reagáltatása útján állítunk elő, amely legalább egy, a poliszacharid hidroxilcsoportokkal rendelkező, és 0,5-1,1 szubsztitúció-fokú kvaterner ammónium vegyületet tartalmaz. A kvaterner ammónium vegyület általános képlete (I), (II) lehet, mely képletekbenf'n^jelentése 1-től 16-ig terjedő szám, X jelentése halogénatom; Z jelentése valamely anion, mint naljJöz 1 2 3 vagy hidroxilcsoport; es R, R , R , valamint R jelentese azonos vagy különböző, és mindegyikük jelentése hidrogénatom, alkil-, z 2 hidroxi-alkil-, alkenil- vagy arilcsoport es az R szubsztituens jelentése még olyan (III) vagy (IV) általános képletű csoport lehet, amelyben p jelentése 2-től 10-ig terjedő szám, és n, R, R1, R3, X, valamint Z jelentése a fentiekben megadott. Az ilyenIn one embodiment, the cationic superabsorbent may be a polysaccharide superabsorbent prepared by reacting a fibrous polysaccharide, such as cellulose, with an excess of a quaternary ammonium compound having at least one substituent having polysaccharide hydroxyl groups and having from 0.5 to 1.1 substituents. containing a quaternary ammonium compound. The quaternary ammonium compound can be represented by the general formula (I), (II), wherein f 'n 1 is a number from 1 to 16, X is a halogen atom; Z is an anion, such as an alkali or a hydroxy group; and R, R, R and R are the same or different and each is hydrogen, alkyl, z 2 -hydroxyalkyl, alkenyl or aryl, and the substituent R is a radical of formula (III) or (IV) wherein p is a number from 2 to 10 and n, R, R 1 , R 3 , X and Z are as defined above. That's it
Γ>Γ>
|F:| F:
típusú kationos poliszacharid szuperabszorbenseket részletesebben a 92/19652 számú nemzetközi szabadalmi leírás írja le.Type II cationic polysaccharide superabsorbents are described in more detail in International Patent Application 92/19652.
Egy másik kiviteli alak szerint a kationos szuperabszorbens térhálósított cellulóz alapú lehet, különösen szuperabszorbens jellemzőkkel rendelkező rostos, kationos poliszacharid, amely kvaterner ammóniumcsoportokkal van szubsztituálva és szubsztitúciófoka legalább 0,5 és elegendő mértékben térhálósodott ahhoz, hogy vízben oldhatatlan maradjon. Az ilyen típusú szuperabszorbenseket részletesebben egy, elbírálás alatt lévő szabadalmi bejelentésünk írja le részletesebben.In another embodiment, the cationic superabsorbent may be a cross-linked cellulose based, in particular, a fibrous cationic polysaccharide having superabsorbent properties, substituted with quaternary ammonium groups and having a degree of substitution of at least 0.5 and sufficiently water insoluble. Superabsorbents of this type are described in more detail in our pending patent application.
Egy további kiviteli alak szerint a kationos szuperabszorbens lehet egy vízben duzzasztható, vízben oldhatatlan polimer, ami diallil-kvaterner ammóniumsó monomer, amely egy alkalmas polifunkciós vinilvegyülettel van térhálósítva, melyre jellemző, hogy a polimer vizes közegben, szabadgyökös katalizátor felhasználásával végzett gyökös polimerizációval van előállítva. Az ilyen típusú szuperabszorbenseket egy, elbírálás alatt lévő szabadalmi bejelentésünk írja le részletesebben.In another embodiment, the cationic superabsorbent may be a water-swellable, water-insoluble polymer which is a diallyl quaternary ammonium salt monomer crosslinked with a suitable polyfunctional vinyl compound, characterized in that the polymer is radicalized in an aqueous medium using a free radical catalyst. Such superabsorbents are described in more detail in our pending patent application.
Az ioncsere egy szilárd és egy folyékony anyag közötti ionok reverzibilis cseréje, amelynél a szilárd anyag szerkezetében, , η „ , . .,. , ” Ί ami az ioncserélő anyag, nincs permanens szerkezetváltozás.Ion exchange is the reversible exchange of ions between a solid and a liquid, in which the structure of the solid ,, η „,. .,. , ”Ί which is the ion exchange material, there is no permanent structural change.
' —......... ...... - .....'—......... ...... - .....
Ioncsere számos anyagban előfordul, például szilikátokban, foszfátokban, fluoridokban, humuszban, cellulózban, gyapjúban, proteinekben, alumínium-oxidban, gyantákban, ligninben, sejtekben, üvegekben, bárium-szulfátban és ezüst-kloridban.Ion exchange occurs in many materials such as silicates, phosphates, fluorides, humus, cellulose, wool, proteins, alumina, resins, lignin, cells, glasses, barium sulfate, and silver chloride.
Ezeket azonban olyan ioncserélő anyagként használják, amelyek más tulajdonságoktól függnek, mint a folyadék és szilárd fázis közötti ioncserétől. Az ioncserét iparilag 1910 óta hasz-However, they are used as ion exchange agents which depend on properties other than ion exchange between the liquid and solid phase. Ion exchange has been used industrially since 1910.
nálják, a vízlágyítás bevezetése óta, amelyet kezdetben természetes és később szintetikus zeolitokkal végeztek.since the introduction of water softening, initially with natural and later synthetic zeolites.
A szintetikus szerves ioncserélő gyanták 1935-ben történt bevezetése olyan fenolos kondenzációtermékek szintézisének eredménye volt, amelyek olyan szulfon- vagy amincsoportokat tartalmaznak, amelyek kationok vagy anionok reverzibilis cseréjére használhatók.The introduction of synthetic organic ion exchange resins in 1935 was the result of the synthesis of phenolic condensation products containing sulfone or amine groups which can be used for reversible exchange of cations or anions.
Szervetlen ioncserélő anyagok közé mind természetben előforduló anyagok, mint ásványi zeolitok (például kliptonit), zöld homokok és agyagok (például montmorrilonit csoportba tartozók) és szintetikus termékek, mint gél-zeolitok, többértékű fémek vizes oxidjai, valamint több-bázisú savak többértékű fémekkel képezett oldhatatlan sói tartoznak.Inorganic ion-exchange agents include both naturally occurring substances such as mineral zeolites (e.g. cliptonite), green sands and clays (e.g. montmorillonite group), and synthetic products such as gel zeolites, aqueous oxides of polyvalent metals, and polybasic acids with multivalent metals salts.
A szintetikus szerves termékek közé erős és gyenge típusú kation- és anioncserélő gyanták tartoznak.Synthetic organic products include strong and weak types of cation and anion exchange resins.
A gyenge savas kationcserélő gyanták elsősorban olyan akrilés metakrilsav-alapúak, amelyeket valamilyen bifunkciós monomerrel, például divinil-benzollal jDVB)) térhálósítottunk. Más gyengesavas gyantákat fenolos vagy foszfonsavas funkcionális csoportokkal állítottak elő.The weak acid cation exchange resins are primarily based on acrylic methacrylic acid crosslinked with a bifunctional monomer such as divinylbenzene (DMB). Other weak acid resins have been prepared with phenolic or phosphonic acid functional groups.
A gyengesavas gyantának nagy az affinitása a hidrogénionokhoz, így erős savakkal könnyen regenerálható. Ez a tulajdonság azonban pH = 4-nél nagyobbra korlátozza azt a tartományt, ahol a sóhasítás végbemehet.The weak acid resin has a high affinity for hydrogen ions, so it can be easily regenerated with strong acids. However, this property limits the range where the salt cleavage can take place to a pH greater than 4.
A kereskedelmi jelentőségű erősen savas gyanták szulfonált \y sztirolhDVB1 kopolimerek, a szulfonálásra szulfonsavat, kéntrioxidot és klórszulfonsavat használunk.Highly acidic resins of commercial importance are sulfonated styrene dVB 1 copolymers using sulfonic acid, sulfur trioxide and chlorosulfonic acid for sulfonation.
Ezeket az anyagokat az a tulajdonságuk jellemzik, hogy kati- 10 onokat tudnak kicserélni vagy semleges sókat tudnak elhasítani és az egész pH-tartományban használhatók.These materials are characterized by the ability to exchange cationic compounds or cleave neutral salts and can be used throughout the pH range.
A kationcserélő előnyös módon olyan kation-gyanta, amelynek funkcionális csoportjai sav-alakúak. Alkalmas funkcionális csoportok közé tartozik a karboxil- vagy szulfonsav-csoport.Preferably, the cation exchanger is a cationic resin having acidic functional groups. Suitable functional groups include carboxylic or sulfonic acid groups.
A jelen találmány gyakorlatában a következő kationcserélő gyanták használhatók:The following cation exchange resins may be used in the practice of the present invention:
Amberlite IR 120Amberlite IR 120
Ez egy erős kationcserélő gyanta, melynek H+-alakú szulfonsav funkcionalitása van. Összes ioncsere kapacitása 4,4 mekv./g száraz gyanta.It is a strong cation exchange resin which has the functionality of H + sulfonic acid. The total ion exchange capacity is 4.4 meq / g dry resin.
Amberlite IRC 76Amberlite IRC 76
Ez egy gyenge kationcserélő gyanta, melynek savformában lévő karboxil funkcionalitása van. Összes ioncsere kapacitása 10 mekv./g száraz gyanta.It is a weak cation exchange resin which has the carboxyl functionality in acid form. The total ion exchange capacity is 10 meq / g dry resin.
Dowex 50W YZDowex 50W YZ
Ez egy erős kationcserélő gyanta, amely H+-formában áll rendelkezésre és szulfonsav funkcionalitású. Teljes ioncsere kapacitása 10 mekv./g száraz gyanta.It is a strong cation exchange resin available in H + form and having sulfonic acid functionality. It has a total ion exchange capacity of 10 meq / g dry resin.
A kationos szuperabszorbens kationcserélőhöz viszonyított tömegaránya 1:20 és 1:1 között, előnyösen 1:3 és 1:1 között van a molekulatömegtől és az ioncsere-kapacitástól függően.The weight ratio of the cationic superabsorbent to the cation exchanger is 1:20 to 1: 1, preferably 1: 3 to 1: 1, depending on the molecular weight and ion exchange capacity.
A találmány szerinti abszorbens anyag különösen olyan alkalmazások esetében előnyös, ahol elektrolit tartalmú vizes folya• · dékokat kívánunk abszorbeáltatni. Ilyen folyadék például a menses és a vizelet, és az abszorbens anyag betétek és pelenkák tölteteként, általában rostos abszorbenssel, mint bolyhozott cellulózzal képezett keverék alakjában használható. E célból a jelen találmány szerinti abszorbens granulátum vagy rostalakban lehet jelen.The absorbent material of the present invention is particularly advantageous for applications where it is desired to absorb electrolyte-containing aqueous fluids. Such liquids are, for example, menses and urine, and the absorbent material may be used as a filler for pads and diapers, generally in the form of a mixture with a fibrous absorbent such as a curled cellulose. For this purpose, the absorbent granules of the present invention may be in the form of granules or fibers.
A találmány szerinti abszorbens anyagok különösen jó elektrolit tartalmú vizes oldat abszorpciót mutatnak, mint ezt a következő példák jelzik, amelyekben sóoldatot (1 %-os nátrium-klorid-oldat) és szintetikus vizeletet használtunk a vizsgálatokhoz .The absorbent materials of the present invention exhibit particularly good electrolyte-containing aqueous solution absorption, as illustrated by the following examples, in which saline (1% sodium chloride solution) and synthetic urine are used.
ElőállításPreparation
Térhálósított poli-(dimetil-diallil-ammónium-hidroxid) (FaiCrosslinked poly (dimethyl diallyl ammonium hydroxide) (Fai
OH) alapú kationos szuperabszorbensOH) based cationic superabsorbent
A Fai 7 OH előállításaPreparation of Fai 7 OH
133 g 60 %-os vizes dimetil-diallil-ammónium-kloridot (DMAC, beszerezhető a Fluka cégtől) mértünk be egy 250 ml-es lombikba.133 g of 60% aqueous dimethyldiallyl ammonium chloride (DMAC, available from Fluka) was weighed into a 250 ml flask.
0,2 g bisz(akril-amid)ot (BAC, beszerezhető a Fluka cégtől) külön mértünk be egy 5 ml-es kémcsőbe és azt 2 ml desztillált vízben oldottuk fel.0.2 g of bis (acrylamide) (BAC, available from Fluka) was weighed separately into a 5 ml test tube and dissolved in 2 ml of distilled water.
0,12 g ammónium-perszulfátot (szabadgyökös iniciátor) egy 5 ml-es kémcsőben 2 ml desztillált vízben oldottunk fel.0.12 g of ammonium persulfate (free radical initiator) was dissolved in 2 mL of distilled water in a 5 mL test tube.
A monomer oldatot vákuumszivattyúval létesített vákuummal levegőmentesítettük.The monomer solution was degassed with a vacuum pump.
Ezután folyamatos keverés közben a térhálósítószer oldatot ·· · ·Then, while stirring, the curing solution ·· · ·
- 12 és a szabadgyökös iniciátort a monomer oldathoz adtuk, a hőmérsékletet a lombik termosztáló fürdőbe állításával négy órára 60°C-ra állítottuk be.12 and the free radical initiator were added to the monomer solution and the temperature was adjusted to 60 ° C for four hours by placing the flask in a thermostatic bath.
A szilárd terméket spatulával felvágtuk és 4 liter desztillált vizet tartalmazó 5 literes főzőpohárba töltöttük. 2 órás duzzasztás után a gélt nemszőtt textília kelmén leszűrtük. A gélt légcirkulációs szárítószekrényben 60°C-on 12 órán át szárítottuk. 60 g száraz gélt gyűjtöttünk össze, ezt Fai 7 Cl-nak neveztük el. 20 g Fai 7 Cl-t egy 10 literes főzőpohárba helyeztünk, 4 liter desztillált vizet adtunk hozzá állandó keverés közben. Amikor a polimer megduzzadt (2 óra múlva) 500 ml 0,01 mólos nátrium-hidroxid oldatot adtunk hozzá és 30 perc múlva a gélt egy nemszőtt textiliakelmén átszűrtük. Ezeket a műveleteket (a lúgosítást és szűrést) addig ismételtük, míg a mosóvízben kloridion már nem volt kimutatható (a kloridionok ezüst-nitrát reakcióval mutathatók ki). Ekkor a gélt desztillált vízzel addig mostuk, amíg a mosóvíz már nem volt lúgos kémhatású.The solid product was cut with a spatula and filled into a 5 liter beaker containing 4 liters of distilled water. After 2 hours of swelling, the gel was filtered through a nonwoven fabric. The gel was dried in an air circulation oven at 60 ° C for 12 hours. 60 g of dry gel was collected and named Fai 7 Cl. 20 g of Fai 7 Cl was placed in a 10 liter beaker, 4 liters of distilled water was added with constant stirring. When the polymer was swollen (after 2 hours) 500 ml of 0.01 M sodium hydroxide solution was added and after 30 minutes the gel was filtered through a nonwoven fabric. These operations (alkalization and filtration) were repeated until chloride ion was no longer detectable in the wash water (chloride ions detected by silver nitrate reaction). At this time, the gel was washed with distilled water until the wash water was no longer alkaline.
Ezután a gélt légcirkulációs szárítószekrényben 60°C-on 12 órán át szárítottuk. 10 g száraz polimert gyűjtöttünk össze, ezt neveztük Fai 7 OH-nak.The gel was then dried in an air circulation oven at 60 ° C for 12 hours. 10 g of dry polymer was collected, called Fai 7 OH.
1. példaExample 1
Folyadékabszorbciós összehasonlító vizsgálatLiquid absorption comparison study
Egy vizsgálatot végeztünk annak bizonyítására, hogy mind a kationos szuperabszorbens, mind a kationcserélő gyanta használata javítani tudja a kationos szuperabszorbens hatásosságát az ioncserélő keverék által előidézett sótalanító hatás következté• · • ·A study was conducted to demonstrate that the use of both a cationic superabsorbent and a cation exchange resin can improve the effectiveness of the cationic superabsorbent due to the desalination effect produced by the ion exchange mixture.
- 13 ben .- 13 in.
Egy 250 ml-es főzőpohárban 150 ml 1 %-os nátrium-klorid oldatot érintkeztettünk 2,23 g IR 120 (H+) kationcserélő gyantával órán át, folyamatos keverés mellett. Az oldat nátriumionjait a gyanta H+-ionjainak kellett kicserélnie. Az oldatot egy Pasteur pipettával leszívtuk és egy másik, 0,11 g Fai 7 OH-t tartalmazó 250 ml-es főzőpohárba csepegtettük keverés közben; a keverést leállítottuk, amikor a gél már nem duzzadt. Ezen a ponton a gélt egy nemszőtt textíliából készült „teászacskóba helyeztük és az abszorpciót 60 g-vel 10 percig végzett egyenlet szerint mértük:In a 250 mL beaker, 150 mL of a 1% sodium chloride solution was contacted with 2.23 g IR 120 (H + ) cation exchange resin for one hour with continuous stirring. The sodium ions of the solution had to be replaced by the H + ions of the resin. The solution was aspirated with a Pasteur pipette and added dropwise to another 250 mL beaker containing 0.11 g of Fai 7 OH while stirring; stirring was stopped when the gel was no longer swollen. At this point, the gel was placed in a "tea bag" made of nonwovens and the absorbance measured at 60 g for 10 minutes:
A = (tömegszárz - tömegnedves)/G, aholA = (weight of dry weight - wet weight) / G where
A = a centrifugálás utáni abszorpció g/g-ban, tömegnedves = a nedves/AGM-et tartalmazó zacskó tömege a centrifu7 gálás után g-ban, tömegszáraz = a száraz AGM-et tartalmazó zacskó tömege g-ban,A = absorbance after centrifugation in g / g, wet weight = mass of wet / AGM bag after centrifugation in g, weight dry = mass of dry AGM bag in g,
G = a vizsgálathoz használt AGM tömege g-ban.G = mass, in g, of AGM used for the test.
A vizsgálatot mind Fai 9 OH , mind Fai 9 Cl-lel végeztük egyenként, a kationcserélő gyanta nélkül.The assay was performed with both Fai 9 OH and Fai 9 Cl each, without the cation exchange resin.
Az eredmények a következők:The results are as follows:
- 14 ·· ·* ·· • · · · · • ··· · • · · ···· ·· ··- 14 ·· · * ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
A fenti eredmények azt mutatják, hogy a kationos szuperabszorbens Fai- 7 OH bázisos formája és a Fai-7 Cl sóformája korlátozott abszorpciót mutat 1 %-os nátrium-klorid oldatban az ionmentes vízhez képest. A savformájú IR 120 (H+)kationcserélővei kombinálva azonban az anyag jelentős abszorpció-növekedést mutat .The above results show that the basic form of the cationic superabsorbent Fai-7 OH and the salt form of Fai-7 Cl show limited absorption in 1% sodium chloride solution compared to deionized water. However, when combined with the acid-form IR 120 (H + ) cation exchanger, the material exhibits a significant increase in absorption.
Meg kell jegyeznünk, hogy az 1 %-os nátrium-klorid egy szigorú szuperabszorbens vizsgálat. A szakirodalomban szereplő tanulmányok azt mutatják, hogy a vizelet sótartalma egy sor tényezőtől függően változik, de az 1 tömeg% a gyakorlatban előforduló, maximális érték.It should be noted that 1% sodium chloride is a rigorous superabsorbent assay. Studies in the literature have shown that urinary salt content varies depending on a number of factors, but 1% by weight is the maximum value in practice.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT94TO000890A IT1267495B1 (en) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | ABSORBENT MATERIAL, FOR EXAMPLE OF SUPER ABSORBENT TYPE, AND RELATIVE USE. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT77843A true HUT77843A (en) | 1998-08-28 |
Family
ID=11412880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU9801170A HUT77843A (en) | 1994-11-10 | 1995-11-13 | Absorbent material |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0791020A4 (en) |
JP (1) | JPH10509752A (en) |
KR (1) | KR970707183A (en) |
CN (1) | CN1171797A (en) |
AU (1) | AU4234996A (en) |
BR (1) | BR9509650A (en) |
CZ (1) | CZ140897A3 (en) |
HU (1) | HUT77843A (en) |
IT (1) | IT1267495B1 (en) |
WO (1) | WO1996015163A1 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6951895B1 (en) * | 1996-12-02 | 2005-10-04 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent composition |
US6232520B1 (en) | 1997-02-19 | 2001-05-15 | The Procter & Gamble Company | Absorbent polymer compositions having high sorption capacities under an applied pressure |
US6072101A (en) * | 1997-11-19 | 2000-06-06 | Amcol International Corporation | Multicomponent superabsorbent gel particles |
US6222091B1 (en) | 1997-11-19 | 2001-04-24 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent superabsorbent gel particles |
US5981689A (en) | 1997-11-19 | 1999-11-09 | Amcol International Corporation | Poly(vinylamine)-based superabsorbent gels and method of manufacturing the same |
US6087448A (en) * | 1997-11-19 | 2000-07-11 | Amcol International Corporation | Solid superabsorbent material containing a poly(vinylguanidine) and an acidic water-absorbing resin |
US6623576B2 (en) | 1998-10-28 | 2003-09-23 | Basf Aktiengesellschaft | Continuous manufacture of superabsorbent/ion exchange sheet material |
US5962578A (en) * | 1997-11-19 | 1999-10-05 | Amcol International Corporation | Poly(dialkylaminoalkyl (meth)acrylamide)-based superabsorbent gels |
US6342298B1 (en) | 1997-11-19 | 2002-01-29 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent superabsorbent fibers |
US6639120B1 (en) | 1997-12-12 | 2003-10-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Structure having balanced pH profile |
ZA9810779B (en) | 1997-12-12 | 1999-09-21 | Kimberly Clark Co | Structure having balanced pH profile. |
US6121509A (en) * | 1998-01-07 | 2000-09-19 | The Procter & Gamble Company | Absorbent polymer compositions having high sorption capacities under an applied pressure and improved integrity when wet |
CN1275149A (en) | 1998-08-13 | 2000-11-29 | 株式会社日本触媒 | Cross-linked polymer composition swelling in water and process for producing the same |
US6534554B1 (en) | 1999-10-27 | 2003-03-18 | Basf Aktiengesellschaft | Multicomponent ion exchange resins |
US7696401B2 (en) * | 2003-07-31 | 2010-04-13 | Evonik Stockhausen, Inc. | Absorbent materials and absorbent articles incorporating such absorbent materials |
CN103665411B (en) * | 2012-09-24 | 2018-08-24 | 浙江卫星石化股份有限公司 | A kind of high hydroscopic resin and preparation method thereof of high salt tolerant high water absorption multiplying power |
CN104475065B (en) * | 2014-12-16 | 2017-01-18 | 湖南科技大学 | Efficient heavy-metal-ion absorbent material and preparation method thereof |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2586883A (en) * | 1947-06-02 | 1952-02-26 | American Cyanamid Co | Stable combination of cation- and anion-exchange resins |
US3558744A (en) * | 1968-01-05 | 1971-01-26 | Amicon Corp | Process for making polyelectrolyte complex resin |
JPS51125468A (en) * | 1975-03-27 | 1976-11-01 | Sanyo Chem Ind Ltd | Method of preparing resins of high water absorbency |
JPS5745057A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-13 | Shinko Chem | Water absorbing material |
US4489180A (en) * | 1983-12-12 | 1984-12-18 | Exxon Research And Engineering Co. | Drag reduction agent utilizing water soluble interpolymer complexes |
JPS60248720A (en) * | 1984-03-26 | 1985-12-09 | アトランテイツク・リツチフイ−ルド・カンパニ− | Water-insoluble water-swellable high molecular compound and manufacture |
US4818598A (en) * | 1985-06-28 | 1989-04-04 | The Procter & Gamble Company | Absorbent structures |
US5091443A (en) * | 1990-02-07 | 1992-02-25 | Becton, Dickinson And Company | Composition for gelling liquids |
DE4029592C2 (en) * | 1990-09-19 | 1994-07-14 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Polymer-based swelling agents and absorbents with improved degradability and absorption of water, aqueous solutions and body fluids, and their use for the production of hygiene articles and for soil improvement |
IT1249309B (en) * | 1991-05-03 | 1995-02-22 | Faricerca Spa | CATIONIC TYPE POLYSACCHARIDES |
-
1994
- 1994-11-10 IT IT94TO000890A patent/IT1267495B1/en active IP Right Grant
-
1995
- 1995-11-13 HU HU9801170A patent/HUT77843A/en unknown
- 1995-11-13 WO PCT/US1995/014677 patent/WO1996015163A1/en not_active Application Discontinuation
- 1995-11-13 EP EP95940681A patent/EP0791020A4/en not_active Withdrawn
- 1995-11-13 BR BR9509650A patent/BR9509650A/en not_active Application Discontinuation
- 1995-11-13 JP JP8516230A patent/JPH10509752A/en active Pending
- 1995-11-13 CN CN95197168A patent/CN1171797A/en active Pending
- 1995-11-13 CZ CZ971408A patent/CZ140897A3/en unknown
- 1995-11-13 AU AU42349/96A patent/AU4234996A/en not_active Abandoned
-
1997
- 1997-05-09 KR KR19977003135A patent/KR970707183A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10509752A (en) | 1998-09-22 |
KR970707183A (en) | 1997-12-01 |
CN1171797A (en) | 1998-01-28 |
CZ140897A3 (en) | 1997-10-15 |
EP0791020A1 (en) | 1997-08-27 |
BR9509650A (en) | 1997-09-16 |
EP0791020A4 (en) | 2000-07-12 |
ITTO940890A0 (en) | 1994-11-10 |
AU4234996A (en) | 1996-06-06 |
IT1267495B1 (en) | 1997-02-05 |
ITTO940890A1 (en) | 1996-05-10 |
WO1996015163A1 (en) | 1996-05-23 |
MX9703444A (en) | 1998-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HUT77843A (en) | Absorbent material | |
HUT77680A (en) | Absorbent material | |
CA2204888C (en) | Absorbent material | |
US6068924A (en) | Absorbent material | |
JP4496225B2 (en) | Super absorbent polymer | |
MXPA97003445A (en) | Absorbe material | |
US5780616A (en) | Cationic polymer | |
US5804605A (en) | Absorbent material | |
JPS6024807B2 (en) | Method for producing super absorbent hydrogel | |
SK279778B6 (en) | Fibrous polysaccharides of cationic nature, process of their preparation and their use | |
HU216321B (en) | In water swellable cationic polymer, process for producing thereof and their use | |
EP0791015A1 (en) | Cationic polymer | |
US6084045A (en) | Cationic polymer | |
CA2204891A1 (en) | Absorbent material | |
MXPA97004177A (en) | Absorbe material | |
JPH04146902A (en) | Fibrous, highly water-absorptive cellulosic substance | |
CA2204890A1 (en) | Cationic polymer | |
HU215150B (en) | Process for preparation of fibrous cationic polysaccharides and disposable absorbent articles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
DFA9 | Temporary protection cancelled due to abandonment |