Абсорбирующий композит и способ его получения

 

Использование: в качестве абсорбирующего водную жидкость материала в медицине , сельском хозяйстве, пищевой промышленности . Сущность изобретения: абсорбирующий композит, включающий 100 весовых частей абсорбирующего полимера. 2-300 весовых частей волокнистого субстрата и 1-30 весовых частей полиалюминийхлорида, причем абсорбирующий полимер нанесен и зафиксирован на волокнистом субстрате через полиалюминийхлорид в качестве связывающего агента, и способ его получения. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4743337/05 (22) 16,02.90 (46) 30.07.93. Бюл. ¹ 28 (71) Ниппон Сокуваи Кагаку Когио Ко, ЛТД (Р) (72) Нобуюки Харада, Есихиро Мотоно и Тадао Симомура (J Р) (56) Патент США N 4605401, кл. А 61 F 13/16, 1986. (54) АБСОРБИРУЮЩИЙ КОМПОЗИТ И

СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Использование: в качестве абсорбирующего водную жидкость материала в медициНастоящее изобретение относится к абсорбирующему композиту, который содержит абсорбирующий полийер, зафиксированный так прочно на волокнистом субстрате, что он сохраняется неотделимо на волокнистом субстрате даже после того, как абсорбировал водную жидкость и будет пребывать в. состоянии гидратированного геля, его можно испольэовать в таких областях применения как медицина, сельское хозяйство, гражданское строительство, пищевая промышленность, в которых необходима способность абсорбировать и удерживать воду.

Цель изобретения — увеличение адгезии абсорбента к субстрату в абсорбирующем композите и способ получения абсорбирующего композита.

Цель настоящего изобретения достигается использованием абсорбирующего композита, содержащего 100 массовых частей абсорбирующего полимера, от 2 до 300 весовых частей волокнистого субстрата и от l до 30 весовых частей полиалюминий хлори„„« Ы „„1831434 АЗ (я}5 В 32 В 27/30, В 01 J 20/02 не, сельском хозяйстве, пищевой промышленности. Сущность изобретения: абсорбирующий композит, включающий 100 весовых частей абсорбирующего полимера.

2-300 весовых частей волокнистого субстрата и 1 — 30 весовых частей полиалюминийхлорида, причем абсорбирующий полимер нанесен и зафиксирован на волокнистом субстрате через полиалюминийхлорид в качестве связывающего агента, и способ его получения, 4 з.п. ф-лы, 1 табл. да и содержащего абсорбирующий полимер, нанесенный и зафиксированный на волокнистом субстрате через среду полиалюминий хлорида в качестве связывающего материала. ч

Цель также достигается способом получения абсорбирующего композита, кото- д рый содержит приведение в контакт 100 весовых частей абсорбирующего полимера с 2 — 300 весовыми частями волокнистого субстрата в присутствии водной жидкости, ° и содержащей от 1 до 30 весовых частей поли- Ф алюминий хлорида. (л)

Полиалюминий хлорид особенно эф- ф . фективеи в качестве связывающего материала при фиксации абсорбирующего 1 полимера на волокнистом субстрате. В соответствии с настоящим изобретением, абсорбирующий материал, обладающий исключительно высокими характеристиками абсорбции и способностью сохранять свою форму даже после абсорбции водной жидкости, получают при помощи соединения полиалюминийхлорида и волокнистого

1831434 субстрата с абсорбирующим полимером в специа. ьном количественном отношении в присутствии водной жидкости.

Для осуществления настоящего изобре.тения используют сшитые растворимые в воде полимеры, акриловой кислоты (или ее соли). Предпочтительно использовать сшитые сополимеры акриловой кислоты с солью акрилата (малярное отношение от 5:95 до

50:50), и, в частности, частично нейтрализованной, сшитой полиакрилавой кислоты (степень нейтрализации от 50 до 95 малярных, ), Обычно используют соль таких щелочных металлов, как натрий и калий, а также соль аммония.

Абсорбирующий полимер можно использовать в любой форме, например, порошок, гранулы, волокно или листы, Полиалюминийхлорид является продуктом полимеризации основного хлорида алюминия и представляется общей формулой (Ala(OH) ОЗ-л)!, где 1 < и < 5. à m 10, Количество используемого полиал!аминийхлорида,в абсорбирующем композите изменяется от 1 до 30 весовых частей на

100 весовых частей абсорб!лрующего полимера.

K волокнистым субстрзтзм Относя Гся синтетические волокна полиамидз, полиакрилонитрила, сложного пол!лэфира и полиуретана, и целлюлозы, волокна хлопка, искусственнага шелка и пульпы. Эти волокна используют в форме длинных или коротких штапельных волокон или В форме листов, таких, как бумага, нетканые ткани, тканые ткани и вязаные ткани, которые получают при помощи формования или сплетения таких волокон.

Количество волокнистого субстрата, которое необходимо ввести в абсорбирующий композит, изменяется от 2 до 300 весовых частей на 100 весовых частей абсорбирующего полимера.

Специальные приемы, при помощи которых достигают получение абсорбирующего компазита, следующие.

Способ, включающий смещение абсорбирующего полимера с раствором, содержащим палиалюминий хлорид, распыление или разбрызгивание полученного раствора на волокнистый субстрат и последующую сушку субстрата при температуре ат 60 до

180 С, или способ, включающий погружение волокнистого субстрата в раствор, полученный по способу {1), последующее удаление субстрата из раствора, и сушку влзжнога субстрата, или Способ, включающий смешение волокнистого субстрата и абсорбирующего

5 0

55 полимера с раствором, содержащим полиэлюминий хлорид, формование полученной смеси в фор е листа и сушку полученного листа, или Способ, включающий сухое смещение волокнистого субстрата с абсорбирующим полимером, добавление раствора, содержащего полиалюминий хларид, в полученную смесь и, если это необходимо, сушку полученного композита, или Способ, вкг!!Очающий сухое смешение волокнистого субстрата, абсорбирующего полимера и полиалюминий хлорида, добавление водной жидкости или водяного пара в полученную и, если это необходимо, сушку полученного в результате композита, или Способ, включающий смешение абсорбирующего полимера, предварительно разбухшего в водной жидкости, с полиалюминий хлоридом и волокнистыги субстратом, и сушку полученного субстрата, или Способ, включающий сухое перемешиван!ле збсорбиру!о!цего полимера и полиалюминий хлорида, смешение полученной смеси с волокнистым субстратом, смачиваемым водной жидкостью, и оптимальную сушку компазита, илл Способ, включающий смешение абсорбируЮщего полимера с волокниСтым субстратом смзчивземым ВОДным растВОрам полиалюминийхлорида, и оптимальную сушку полученной смеси.

При сушке полученного кампозита можно использовать пресс для того, чтобы одновременно с сушкой осуществить формование сжатием, На.водну!о жидкость нет каких-либо

Определенных ограничений за исключением одного требования, заключающегося в том, что она должна быть способна растворять полиалюминий хлорид. Водные жидкости включа!от воду и смешанные растворы воды с гидрофильными органическими растворителями, такими, как метанол и этанол, Иногда такая водная жидкость может включать дезодорант, антиоксидант, пративагрибкавь|й агент, фунгицид, героицид, удобрение, аромат, ультрафиолетовый абсорбент и т.д, в зависимости от цели, для которой предназначен абсорбирую.ций композит. Кроме того, водная жидкость мажет содержать загущающий агент такой, как оксиэтилцеллюлоза и метилцелл!олоза для улучшения работоспособности покрытия, Компсзит характеризуют. следующими показателями (1) Способность абсорбирующего композита к абсорбции

1831434

Это свойство определяют при помощи отбора примерно 0,2 г (Wo) образца абсорбирующего композита, смешения и погружения в 200 г физиологического соляного раствора в течение 30 минут, затем разбухший адсорбирующий композит собирают на бумагу, чтобы собрать влагу, проверять вес (N/) абсорбирующего композита после удаления влаги.

Способность абсорбирующего композита к абсорбированию рассчитывают в соответствии со следующей формулой, используя найденный вес(Р/).

Способность к абсорбированию (г/г) - W/W>, где 04 — это вес абсорбирующего композита перед абсорбцией;

W — вес абсорбирующего композита после абсорбции. (2). Доля отделения абсорбирующего полимера.

Это свойство определяют при помощи удаления разбухшего абсорбирующего композита, полученного из (1), фильтрации остаточного физиологического соляного раствора, собирая при этом гидратированный угол абсорбированного полимера, отделившегося с волокнистого субстрата и диспергированного в физиологическом со ляном растворе, и определения сухого веса этого геля.

Долю отделившегося абсорбирующе полимера рассчитывают в соответствии с следующей формулой, используя найде ный вес.

25 вес отделившегося вес полимера, прилипшего к суострату (г (3)..Количество абсорбции при приложении давления.

Такое определение осуществляют, помещая искусственную мочу (водный раствор, содержащий 1,9 весовых $ мочевины, 0,8 весовых % хлорида натрия, 0,1% весовых хлорида кальция и 0,1 весовых % сульфата магния (a бюретку, закрывая кран на верхнем exode бюретки, устанавливая измеряющее основание на таком же уровне, что и закрытый вход для подачи воздуха в бюретку, затем открывают входное отверстие для воздуха бюретки, отсчитывая 0,3 г пробы абсорбирующего композита, расположенного между противоположными

Доля отделившегося абсорбирующего полимера (весовые ) %

ro о н35

Количество абсорбированной иску при приложении давления (мл/г) количество абсорбированной искусственной мочевини ууч Г" чистое" количество ттул))

Бесе со ои ю гокомлозите б р ру ще

Примеры по реализации настоящего изобретения.

Пример 1. В атмосфере газообразного азота 4000 весовые части водного 40% раствора акрилата, содержащего 74;98 моль.% акрилата натрия, 25 мол.% акриловой кислоты и 0,02 мол.% триоксиметилпропанакрилата, подвергают стационарной полимеризации с использованием 0,5 весовых частей персульфата аммония и 0,1 весовых частей кислого сульфита натрия при температуре от 50 С до 80 С, до получения гидратированного полимера типа геля. Этот гидратированный полимер типа геля сушат в сушилке горячим воздухом при 180 С, измельчают с использованием измельчителя ударного типа и просеивают при помощи металлической сетки в 20 меш (диаметр отверстия 0,84 мм - пер.j, для получения порошка диаметром в 20 меш (a дальнейшем именуемый как "Абсорбирующий полимер (1)"

Сравнительный пример 2

В реакционном сосуде растворяют 0,7 весовых частей моностеарата сорбитана в

300 весовых частях н-гексана. Отдельно получают водный раствор мономера при растворении 30 весовых частей акриловой кислоты и 0,006 весовых частей бисакриламида метилена в 63 весовых частях воды, нейтрализуя полученный раствор добавлекруглыми листами фильтровал ьной бумаги (фильтровальная.бумага Тойо М 2), имеющими в диаметре 9 см на стеклянном фильере, имеющем 90 мм в диаметре, лежащем на измеряющем основании, на котором установлена нагрузка (20 г/см ), имеющая диаметр 9 см, действующая в течение 10 минут, затем определяют количество (W) искусственной мочи, абсорбированной фильтровальной бумагой и абсорбирующим композитом с использованием шкалы на бюретке, и отдельно определяют в виде чистого значения (М4) количество мочевины, которое абсорбируется без использования абсорбирующего композита. Количество абсорбции рассчитывают в соответствии со следующей формулой, используя найденные количества.

1831434 нием 12,5 весовых частей гидрата окиси натрия, а затем растворяя 0,05 весовых частей персульфата калия в нейтрализованном растворе.

Водный раствор мономера добавляют и суспендируют в растворе, и полученную суспензию полимеризуют в потоке газообразного азота при 65 С в течение 5 часов. После завершения полимеризации продукт палимеризации сушат под вакуумом, чтобы получить порошок (в дальнейшем именуемый как "Абсорбирующий полимер (2)".

Пример 1, В жидкость, полученную смешением 100 весовых частей Абсорбирующего полимера (1) с 10 весовыми частями палиалюминий хлорида (производимого фирмой Кишида Кагаку К.К,), 600 частями метанола и 1000 весовыми частями воды, погружают 60 весовых частей полиэфирной нтканай ткани, имеющей пересчетный вес

32 г/см . Влажную нетканую ткань натягивают на металлическую сетку, чтобы с нее стекала жидкость, После этого ткань сушат

B.сушилке горячим воздухом при 120"С в течение 10 минут, чтобы получить Абсорбирующий компоэит (1).

Как было установлено, абсорбирующий компазит (1), полученный таким образом, имел пересчетный вес 80 г/м .

Пример 2. Жидкость, полученную смешением 200 весовых частей Абсорбирующего полимера {2) с 20 весовыми частями палиалюминий хлорида, 600 весовыми частями метанола и.1000 весовыми частями воды, наносят на полиэфирную нетканую ткань, имеющую пересчетный вес 32 г/м2, Палученну а в результате ткань с покрытием сушат в сушилке горячим воздухом при

120 С в течение 15 мин, да получения Абсорбирующего компазита (2), Полученный таким образом абсорбиру ащий кампозит (2), как было установлено, имеет пересчетный вес 130 гlм2.

Пример 3. В жидкость, полученную смешением 100 весовых частей Абсорбирующего полимера (2) с 20 весовыми частями палиал аминий хларида, 600 весовыми частями зтанола и 1000 весовыми частями воды, погружают 80 весовых частей древесно-волокнистого листа, имеющего пересчетный вес 40 г/м и тол.щину 1 мм, Влажный лист расстилают на металлическую сетку и выдерживают, чтобы жидкость стекла. После этого лист сушат пад вакуумам при 80ОС, чтобы получить Абсорбирующий кампазит (3).

Абсорбирующий компоэит (3), полученный таким образом, имел пересчетный вес в 90г/м .

П. р и м е р 4. Абсорбирующий композит (4) получают при смешении 100 весовых частей легкой (пушистой) пульпы с 1000 весовыми частями водного 2 (весовые)

5 растворы полиалюминийхлорида, получая .при этом шлам пульпы, смешения этого шлама пульпы с 100 весовыми частями Абсорбирующего полимера (2), и последующей сушкой шлама при 120 С.

10 Пример 5. Абсорбирующий композит (5) получают при смешении 100 весовых частей водного 2% (весовые шлама пульпы, получаемого заранее путем измельчения свежей пульпы в воде с 150 весовыми частя15 ми этанола, 0,25 весовых частей полиалюминий хлорида и 1,0 весовой части

Абсорбирующего полимера (2), формования полученного раствора в-виде листа на металлической сетке в 200 меш (диаметра

20 отверстия 0,074 мм — пер.) и сушхи полученного в результате листа при температуре

120 С в течение 5 минут.

Пример 6 — 9. Абсорбирующие композиты (6), (7), (8) и (9) получают следуя проце25 дуре примера 1 за тем исключением, что количества используемого палиалюминийхлорида заменяют на 30, 20. 5 и 1 весовую часть, соответственна. Физические свойства абсорбирующих кампоэитов приведены

30 в таблице 1, Абсорбирующие композиты (6), (7), (8) и (9) неизменно имели пересчетный вес в

80. гlм2.

Контрольный пример 1. Дбсорбирую35 щий кампоэит (1) для сравнению получают, следуя процедуре примера 1 за тем исключением, чта использование полиалюминийхлорида опускают.

Абсорбирующий компоэит (1) для срав40 нения, как было установлено, имеет пересчетный вес 60 r/ì .

Контрольный пример 1. Абсорбирующий компазит (2} для сравнения получают, следуя процедуре примера 9 за тем исклю45 чением, что используют 1 весовую часть . алюминий хларида вместо одной весовой части палиалюминий хлорида, Абсорбирующий компоэит (2) для сравнения, как было установлено, имеет пере50 счетный вес 62 г/м, Контрольный пример 3; Абсорбирующий компазит (3} для сравнения получают, следуя процедуре примера 8 за тем исключением; чта 5 весовых частей полиоксиэтилен глицидилового простого эфира, используют вместе 5 вееовых частей полиалюминий хлорида, Абсорбирующий композит(3) для равнения, полученный таким образом, как бы10

1831434

Доля отделения абсорбир. полимера о

Способность абсорбир. композита к абсо б ии г/г

Количество абсорбции под давлением мл/гк

Ком позит

35

24

27

0,7

0,5

0,8

1,3

30

40 ло становлено, имеет пересчетный вес 65 г/м .

Пример 10. Абсорбирующий композит (10) получают при помощи смешения

100 весовых частей абсорбирующего полимера (2) с 20 весовыми частями полиалюминийхлорида, 600 весовыми частями метанола, 1000 весовыми частями воды и 8 весовыми частями метилцеллюлозы, получая при этом жидкость, далее эту жидкость наносят на 60 частей полиэфирной нетканой ткани, имеющей пересчетный вес 32 г/м2, а затем сушат ткань с покрытием в сушилке горячим воздухом при 120 С в течение 15 минут.

Полученный таким образом абсорбирующий композит (10), как было установлено, имел пересчетный вес 82 г/м .

Пример 11. Абсорбирующие композиты (1) — (10) и абсорбирующие композиты (1) — (3) для сравнения, полученные, соответственно, в примерах 1 — 10 и в контрольных примерах 1 — 3, испытывают на способность к абсорбции, количество абсорбции под давлением и долю отделения абсорбирующего полимера с использованием приемов, описанных выше.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

1. Абсорбирующий композит, включающий волокнистый субстрат и закрепленный на нем абсорбирующий полимер—

СШИТЫЙ ПОЛИМЕР дКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ

Абсорбиру ощий (1)!!

Абсорбирующий (2) t!

Абсорбирующий (3)!!

Абсорбирующий (4)!!

Абсорбирующий (5}

° !

Абсорбирующий (6) t!

Абсорбирующий (7) N

Абсорбирующий (8)!!

Абсорбирующий (9) ° !

Абсорбирующий (10) ее соли, отличающийся тем, что, с целью увеличения адгезии абсорбента к субстрату, компоэит дополнительно содер жит полиалюминийхлорид при следующем

5 соотношении компонентов, мас,ч.:

8олокнистый субстрат 2 — 300

Указанный абсорбирующий полимер 100

Полиалюминийхлорид 1 — 30

10 2. Композит по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что волокнистый субстрат выполнен по крайней мере из одного листа материала, выбранного из группы, включающей бумагу, нетканый, тканый и вязаный материал.

15 3. Способ получения абсорбирующего композита путем смешения волокнистого субстрата с абсорбирующим полимером— сшитым полимером акриловой кислоты или ее соли и сушки композита, о т л и ч а ю щ и20 и с я тем, что, с целью увеличения адгезии абсорбента к субстрату, смешивают

100 мас.ч. абсорбирующего полимера с 2300 мас.ч. волокнистого субстрата в присутствии жидкости, содержащей 1-30 мас.ч.

25 полиалюминийхлорида.

4, Способ по и 3, отл ич а ю щи йс я тем, что волокнистым субстратом является по крайней мере один лист материала, выбранного из группы, состоящей

30 иэ бумаги нетканого, тканого и вязаного материала.

5. Способ по п.3, р т л и ч а ю шийся тем, что в качестве жидкости применяют воду или смесь воды и гидрофильного орга35 нического растворителя.

1831434

Продолжение таблицы

Составитель T.Êóðêèíà

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Егорова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2538 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5