RU1831434C - Абсорбирующий композит и способ его получени - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве абсорбирующего водную жидкость материала в медицине , сельском хоз йстве, пищевой промышленности . Сущность изобретени : абсорбирующий композит, включающий 100 весовых частей абсорбирующего полимера. 2-300 весовых частей волокнистого субстрата и 1-30 весовых частей полиалюминийхло- рида, причем абсорбирующий полимер нанесен и зафиксирован на волокнистом субстрате через полиалюминийхлорид в качестве св зывающего агента, и способ его получени . 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Насто щее изобретение относитс  к абсорбирующему композиту, который содержит абсорбирующий полиМер, .зафиксированный так прочно на волокнистом субстрате, что он сохран етс  неотделимо на волокнистом субстрате даже после того, как абсорбировал водную жидкость и будет пребывать в состо нии гидратированного гел , его можно использовать в таких област х применени  как медицина, сельское хоз йство, гражданское строительство/пищева  промышленность, в которых необходима способность абсорбировать и удерживать воду.

Цель изобретени  - увеличение адгезии абсорбента к субстрату в абсорбирующем композите и способ получени  абсорбирующего композита.

Цель насто щего изобретени  достигаетс  использованием абсорбирующего композита , содержащего 100 массовых частей абсорбирующего полимера, от 2 до 300 весовых частей волокнистого субстрата и от 1 до 30 весовых частей полиалюминий хлорида и содержащего абсорбирующий полимер , нанесенный и зафиксированный на волокнистом субстрате через среду полиалюминий хлорида в качестве св зывающего материала.

Цель также достигаетс  способом получени  абсорбирующего композита, который содержит приведение в контакт 100 весовых частей абсорбирующего полимера с 2-300 весовыми част ми волокнистого субстрата в присутствии водной жидкости, содержащей от 1 до 30 весовых частей полиалюминий хлорида.

Полиалюминий хлорид особенно эффективен в качестве св зывающего материала при фиксации абсорбирующего полимера на волокнистом субстрате. В соответствии с насто щим изобретением, абсорбирующий материал, обладающий исключительно высокими характеристиками абсорбции и способностью сохран ть свою форму даже после абсорбции водной жидкости, получают при помощи соединени  полиалюминийхлорида и волокнистого

00 GJ

Ј CJ

СО

субстрата с абсорбирующим полимером в специальном количественном отношении в присутствии водной жидкости.

Дл  осуществлени  насто щего изобретени  используют сшитые растворимые в воде полимеры, акриловой кислоты (или ее соли). Предпочтительно использовать сшитые сополимеры акриловой кислоты с солью акрилата (мол рное отношение от 5:95 до 50:50), и, в частности, частично нейтрализованной , сшитой полиакриловой кислоты (степень нейтрализации от 50 до 95 мол рных %). Обычно используют соль таких щелочных металлов, как натрий и калий, а также соль аммони .

Абсорбирующий полимер можно использовать в любой форме, например, порошок , гранулы, волокно или листы,

Полиалюминийхлорид  вл етс  продуктом полимеризации основного хлорида алюмини  и представл етс  общей формулой Al2(OH)nCl6-n m, где 1 п 5, a m 10,

Количество используемого полиалю- минийхлорида.в абсорбирующем композите измен етс  от 1 до 30 весовых частей на. 100 весовых частей абсорбирующего полимера .

К волокнистым субстратам относ тс  синтетические волокна полиамида, полиак- рилонитрила, сложного полиэфира и полиуретана , и целлюлозы, волокна хлопка, искусственного 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 в заные ткани, которые получают при помощи формовани  или сплетени  таких волокон.

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

Специальные приемы, при помощи которых достигают получение абсорбирующего композита, следующие:

Способ, включающий смещение абсорбирующего полимера с раствором, содержащим полиалюминий хлорид, распыление или разбрызгиаание полученного раствора на волокнистый субстрат и последующую сушку субстрата при температуре от 60 до 180°С, или способ, включающий погружение волокнистого субстрата в раствор, полученный по способу (1), пос едующее удаление субстрата из раствора, и сушку влажного субстрата,

или Способ, включающий смешение волокнистого субстрата и абсорбирующего

полимера с раствором, содержащим полиалюминий хлорид, формование полученной смеси в форме листа и сушку полученного листа,

или Способ, включающий сухое смещение волокнистого субстрата с абсорбирующим полимером, добавление раствора, содержащего полиалюминий хлорид, в полученную смесь и, если это необходимо, суш0 ку полученного композита,

или Способ, включающий сухое смешение волокнистого субстрата, абсорбирующего полимера и полиалюминий хлорида, добавление водной жидкости или

5 вод ного пара в полученную и, если это необходимо, сушку полученного в результате композита,

или Способ, включающий смешение аб- сорбирующего полимера, предварительно

0 разбухшего в водной жидкости, с полиалюминий хлоридом и волокнистым субстратом, и сушку полученного субстрата,

или Способ, включающий сухое перемешивание абсорбирующего полимера и поли5 алюминий хлорида, смешение полученной смеси с волокнистым субстратом, смачиваемым водной жидкостью, и оптимальную сушку композита,

или Способ, включающий смешение аб0 сорбирующего полимера с волокнистым субстратом, смачиваемым водным раствором полизлгоммкийхлормда, и оптимальную сушку полученной смеси.

При сушке полученного композита мож5 но использовать пресс дл  того, чтобы одно- временно с сушкой осуществить формование сжатием.

На-водную жидкость нет каких-либо определенных ограничений за исключени0 ем одного требовани , заключающегос  в том, что она должна быть способна раствор ть полиалюминий хлорид. Водные жидкости включают воду и смешанные растворы воды с гидрофильными органи5 ческими растворител ми, такими, как метанол и этанол. Иногда така  водна  жидкость может включать дезодорант, ан- тиоксидант, противогрибковый агент, фунгицид , геромцид, удобрение, аромат,

0 ультрафиолетовый абсорбент и т.д. в зависимости от цели, дл  которой предназначен абсорбирующий композит. Кроме того, водна  жидкость может содержать загущающий агент такой, как оксиэтилцеллюлоза

5 и метилцеллюлоза дл  улучшени  работоспособности покрыти ,

Композит характеризуют следующими показател ми

(1) Способность абсорбирующего композита к абсорбции

Это свойство определ ют при помощи отбора примерно 0,2 г (W0) образца абсорбирующего композита, смешени  и погружени  в 200 г физиологического сол ного раствора в течение 30 минут, затем разбух- ший адсорбирующий композит собирают на бумагу, чтобы собрать влагу, провер ть вес (W) абсорбирующего композита после удалени  влаги.

Способность абсорбирующего компо- зита к абсорбированию рассчитывают в соответствии со следующей формулой, использу  найденный вес (W).

Способность к абсорбированию (г/г) . W/Wo, где W0 - это вес абсорбирую- щего композита перед абсорбцией;

W - вес абсорбирующего композита после абсорбции.

(2). Дол  отделени  абсорбирующего полимера.

Это свойство определ ют при помощи удалени  разбухшего абсорбирующего композита , полученного из (1), фильтрации остаточного физиологического сол ного раствора, собира  при этом гидратирован- ныйугол абсорбированного полимера, отделившегос  с волокнистого субстрата и диспергированного в физиологическом сол ном растворе, и определени  сухого веса этого гел .

Долю отделившегос  абсорбирующего полимера рассчитывают в соответствии со следующей формулой, использу  найденный вес.

Дол  отделившегос  абсорбирующего

полимера (весовые )%

вес отделившегос 

; полимера (г)

вес полимера, прилипшего к волокнистому субстрату(г)

(3)..Количество абсорбции при приложении давлени .

Такое определение осуществл ют, помеща  искусственную мочу (водный рас- твор, содержащий 1,9 весовых % мочевины, 0,8 весовых % хлорида натри , 0,1% весовых хлорида кальци  и 0,1 весовых % сульфата магни  (в бюретку, закрыва  кран на верхнем входе бюретки, устанавлива  изме- р ющее основание на таком же уровне, что и закрытый вход дл  подачи воздуха в бюретку , затем открывают входное отверстие дл  воздуха бюретки, отсчитыва  0,3 г пробы абсорбирующего композита, расположенного между противоположными

круглыми листами фильтровальной бумаги (фильтровальна  бумага Тойо № 2), имеющими в диаметре 9 см на стекл нном фильере, имеющем 90 мм в диаметре, лежащем на измер ющем основании, на котором установлена нагрузка (20 г/см2}, имеюща  диаметр 9 см, действующа  в течение 10 минут, затем определ ют количество (W) искусственной мочи, абсорбированной фильтровальной бумагой и абсорбирующим композитом с использованием шкалы на бюретке, и отдельно определ ют в виде чистого значени  (W0) количество мочевины, которое абсорбируетс  без использовани  абсорбирующегр композита. Количество абсорбции рассчитывают в соответствии со следующей формулой, использу  найденные количества.

Количество абсорбированной иску при приложении давлени  (мл/г)

количество абсорбированной искусственной мочеви ны WQ (чистое количество (W0)3 Бес абсорбирующего композита

Примеры по реализации насто щего изобретени .

Пример1.В атмосфере газообразного азота 4000 весовые части водного 40% раствора акрилата, содержащего 74,98 моль.% акрилата натри , 25 мол.% акриловой кислоты и 0,02 мол.% триоксиметилпропанак- рилата, подвергают стационарной полимеризации с использованием 0,5 весовых частей персульфата аммони  и 0.1 весовых частей кислого сульфита натри  при температуре от 50°С до 80°С. до получени  гидратированного полимера типа гел . Этот гидратированный полимер типа гел  сушат в сушилке гор чим воздухом при 180°С, измельчают с использованием измельчител  ударного типа и просеивают при помощи металлической сетки в 20 меш (диаметр отверсти  0.84 мм - пер.), дл  получени  порошка диаметром в 20 меш-Св дальнейшем именуемый как Абсорбирующий полимер

О)Сравнительный пример 2

В реакционном сосуде раствор ют 0,7 весовых частей моностеарата сорбитана в 300 весовых част х н-гексана. Отдельно получают водный раствор мономера при растворении 30 весовых частей акриловой кислоты и 0,006 весовых частей бисакрила- мида метилена в 63 весовых част х воды, нейтрализу  полученный раствор добавлением 12,5 весовых частей гидрата окиси натри , а затем раствор   0,05 весовых частей персульфата кали  в нейтрализованном растворе.

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

П р и м е р 1, В жидкость, полученную смешением 100 весовых частей Абсорбирующего полимера (1) с 10 весовыми част ми . полиалюминий хлорида (производимого фирмой Кишида Кагаку К. К.), 600 част ми метанола и 1000 весовыми част ми воды, погружают 60 весовых частей полиэфирной нетканой ткани, имеющей пересчетный вес 32 г/см . Влажную нетканую ткань нат ги-. ёйют на металлическую сетку, чтобы с нее стекала жидкость. После этого ткань сушат в.сушилке гор чим воздухом при 120°С в течение 10 минут, чтобы получить Абсорбирующий композит (1).

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

П р й м е р 2. Жидкость, полученную смешением 200 весовых частей Абсорбирующего полимера (2) с 20 весовыми част ми полиалюминий хлорида, 600 весовыми част ми метанола и 1000 весовыми част ми воды, нанос т на полиэфирную нетканую ткань, имеющую пересчетный вес 32 г/м2. Полученную в результате ткань с покрытием сушат в сушилке гор чим воздухом при 120°С в.течение 15 мин, до получени  Абсорбирующего композита (2),

Полученный таким образом абсорбирующий композит (2), как было установлено, имеет пересчетный вес 130 г/м2,

П Р и м е р 3. В жидкость, полученную смешением 100 весовых частей Абсорбирующего полимера (2) с 20 весовыми част ми полиалюминий хлорида, 600 весовыми част ми этанола и 1000 весовыми част ми во- .ды . погружают 80 весовых частей древесно-волокнистого листа, имеющ его переечетный вес АО г/м и тол.щину 1 мм. Влажный лист расстилают на металлическую сетку и выдерживают, чтобы жидкость стёкла. После этого лист сушат под вакуумом при 80°С, чтобы получить Абсорбирую щий композит (3).

Абсорбирующий композит (3), полученный таким образом, имел пересчетный вес в 90 г/м2.;. -. .

П р и м е р 4, Абсорбирующий композит

(4)получают при смешении 100 весовых частей легкой (пушистой) пульпы с 1000 весовыми част ми водного 2% (весовые)

растворы полиалюминийхлорида, получа   ри этом шлам пульпы, смешени  этого шлама пульпы с 100 весовыми част ми Абсорбирующего полимера (2), и последующей сушкой шлама при 120°С.

П р и м е р 5. Абсорбирующий композит

(5)получают при смешении 100 весовых частей водного 2% (весовые шлама пульпы, получаемого заранее путем измельчени  свежей пульпы в воде с 150 весовыми част ми этанола, 0,25 весовых частей полиалюминий хлорида и 1,0 весовой части Абсорбирующего полимера (2), формовани  полученного раствора в -виде листа на металлической сетке в 200 меш (диаметра

отверсти  0,074 мм - пер.) и сушки полученного в результате листа при температуре 120°С в течение 5 минут.

Пример 6-9. Абсорбирующие композиты (6), (7), (8) и (9) получают следу  процедуре примера 1 за тем исключением, что количество используемого полиалюминийхлорида замен ют на 30, 20. 5 и 1 весовую часть, соответственно. Физические свойства абсорбирующих композитов приведены

в таблице 1,

Абсорбирующие композиты (6), (7), (8) и (9) неизменно имели пересчетный вес в 80.Г/М2.

Контрольный пример 1. Абсорбирующий композит (1) дл  сравнению получают, следу  процедуре примера 1 за тем исключением , что использование полиалюминий- хлорида опускают.

Абсорбирующий композит (1) дл  сравнени , как было установлено, имеет пересчетный вес 60 г/м2.

Контрольный пример 1. Абсорбирующий композит (2) дл  сравнени  получают. следу  процедуре примера 9 за тем исключением , что используют 1 весовую часть алюминий хлорида вместо одной весовой части полиалюмииий хлорида.

Абсорбирующий композит (2) дл  сравнени , как было установлено, имеет пересчетный вес 62 г/м2.

Контрольный пример 3. Абсорбирующий композит (3) дл  сравнени  получают, следу  процедуре примера 8 за тем исключением , что 5 весовых частей полиоксиэтилен глицидилового простого эфира, используют вместе 5 весовых частей полиалюминий хлорида.

Абсорбирующий композит(3) дл  фав- иени , полученный таким образом, как было установлено, имеет пересчетный вес 65 г/м.

Прим ер 10. Абсорбирующий композит (10) получают при помощи смешени  100 весовых частей абсорбирующего пол- имера (2) с 20 весовыми част ми полизлю- минийхлорида, 600 весовыми част ми метанола, 1000 весовыми част ми воды и 8 весовыми част ми метилцеллюлозы, получа  при этом жидкость, далее эту жидкость нанос т на 60 частей полиэфирной нетканой ткани, имеющей пересчетный вес 32 г/м , а затем сушат ткань с покрытием в сушилке гор чим воздухом при 120°С в те.чение 15 минут.

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

Пример 11. Абсорбирующие композиты (1)00) и абсорбирующие композиты (1)-(3) дл  сравнени , полученные, соответственно , в примерах 1-10 и в контрольных примерах 1-3, испытывают на способность к абсорбции, количество абсорбции под давлением и долю отделени  абсорбирую- щего полимера с использованием приемов, описанных выше.

Результаты приведены в таблице.

Claims (5)

1. Абсорбирующий композит, включающий волокнистый субстрат и закрепленный на нем абсорбирующий полимер - сшитый полимер акриловой кислоты или 35

5 10 15

0 5

0

5

ее соли, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  адгезии абсорбента к субстрату, композит дополнительно содержит полиалюминийхлорид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Волокнистый субстрат 2-300 Указанный абсорбирующий полимер100 Полиалюминийхлорид 1-30

2.Композит по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что волокнистый субстрат выполнен по крайней мере из одного листа материала, выбранного из группы, включающей бумагу, нетканый, тканый и в заный материал.

3.Способ получени  абсорбирующего композита путем смешени  волокнистого субстрата с абсорбирующим полимером - сшитым полимером акриловой кислоты или ее соли и сушки композита, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  адгезии абсорбента к субстрату, смешивают 100 мас.ч. абсорбирующего полимера с 2- 300 мас.ч. волокнистого субстрата в присутствии жидкости, содержащей 1-30 мас.ч. полиалюминийхлорида.

4.Способ по п.З, отличающий- с   тем, что волокнистым субстратом  вл етс  по крайней мере один лист материала , выбранного из группы, состо щей из бумаги нетканого, тканого и в заного материала.

5.Способ по п.З, ртличающийс  тем, что в качестве жидкости примен ют воду или смесь воды и гидрофильного органического растворител .

Продолжение таблицы