полимерная композиция и способ ее получения

Формула изобретения

1. Полимерная композиция, в особенности композиция абсорбционного материала, содержащая полисахарид - компонент A, и набухающий в воде синтетический полимер - компонент B, отличающаяся тем, что она содержит в качестве компонента A 70 - 99,99 мас.% водорастворимого и/или набухающего в воде полисахарида или производного полисахарида, в случае необходимости модифицированного путем сшивки, в качестве компонента B 0,01 - 30 мас.% полимера и/или сополимера (мет)акриловой кислоты, (мет)акрилонитрила, (мет)акриламида, винилацетата, винилпирролидона, винилпиридина, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, итаконовой кислоты, итаконового ангидрида, фумаровой кислоты, винилсульфокислоты и/или 2-акриламидо-2-метил-пропансульфокислоты, амидов, их N-алкильных производных и N,N-диалкильных производных, сложных эфиров, содержащих гидроксильные группы и сложных эфиров, содержащих аминогруппы, этих способных полимеризоваться кислот, при этом 0 - 98 мас.% кислотных групп нейтрализованы и полимеры и/или сополимеры сшиты по меньшей мере одним бифункциональным соединением, и композиция дополнительно содержит 0,1 - 30,0 мас.%, в расчете на компоненты A и B, органического материала матрицы с температурой плавления или температурой размягчения ниже 180^oC для предотвращения расслаивания и гелеобразования, 0,01 - 10,0 мас.%, в расчете на компоненты A и B, ионного и/или ковалентного сшивающего агента, и 0,1 - 50,0 мас.%, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одной реактивной добавки для улучшения поглощающей емкости и скорости впитывания полимерной композиции.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,5 - 50,0 мас.%, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одного антиблокирующего средства на основе природных, и/или синтетических волокон, и/или материалов с большой поверхностью.

3. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по крайней мере одно биологически активное вещество, например лекарственное средство, пестицид, бактерицид и/или пахучее средство.

4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она пролонгированно высвобождает по крайней мере одно биологически активное вещество, например лекарственное средство, пестицид, бактерицид и/или пахучее средство.

5. Композиция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что она содержит 75 - 90 мас. % компонента A, 10 - 25 мас.% компонента B, 2,5 - 7,5 мас.%, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одного материала матрицы, 3 - 7 мас.%, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одного сшивающего агента, 2 - 10 мас. %, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одной реактивной добавки, и 0,5 - 50,0 мас.%, предпочтительно 0,5 - 15,0 мас.%, в расчете на компоненты A и B, по крайней мере одного антиблокирующего средства.

6. Композиция по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что компонент A представляет собой водорастворимый и/или способный набухать в воде полисахарид и его производное, в особенности производное крахмала, гуара или целлюлозы.

7. Композиция п.6, отличающаяся тем, что компонент A представляет собой анионное производное целлюлозы, в особенности карбоксиметилцеллюлозу.

8. Композиция по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что материал матрицы при комнатной температуре имеет высоковязкую жидкую или воскообразную мягкую консистенцию.

9. Композиция п. 8, отличающаяся тем, что материал матрицы выбирают из группы, включающей триглицеринмоностеарат, касторовое масло, сложные эфиры восков и поликапролактонов, в случае необходимости модифицированных малеиновым ангидридом.

10. Композиция по пп.1 - 5, отличающаяся тем, что ионный агент сшивки выбирают из соединений металлов, предпочтительно водорастворимых соединений магния, кальция, алюминия, циркония, железа и цинка в виде их солей с органическими и неорганическими кислотами.

11. Композиция по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что ковалентные агенты сшивки выбирают из группы, включающей полифункциональные карбоновые кислоты, спирты, амины, эпоксиды, ангидриды карбоновых кислот и/или альдегиды, а также их производные и гетерофункциональные соединения с различными функциональными группами указанных классов соединений.

12. Композиция по пп. 1 - 5, отличающаяся тем, что реактивную добавку выбирают из группы, включающей природные и/или синтетические поверхностно-активные вещества, ионообменники, в особенности катионообменники, и/или гидролизующиеся соли металлов или комплексы солей металлов.

13. Композиция п.11, отличающаяся тем, что в качестве реактивной добавки она содержит титанилсульфат.

14. Композиция по пп.1, 2 и 5 - 13, отличающаяся тем, что она в виде волокна, пленки, порошка или гранулята применяется для абсорбции водосодержащих растворов и дисперсий или жидкостей организма, как, например, моча или кровь, в химически-технических продуктах, как, например, упаковочные материалы, сосуды для культивирования, для улучшения почв и в качестве обмотки кабелей, в изделиях гигиены, как, например, тампоны, или пеленки, или средства гигиены животных.

15. Композиция по пп.1 - 13, отличающаяся тем, что она используется в порошкообразной форме или в виде дисперсии в гидрофобных средах, в случае необходимости в комбинации со стабилизаторами дисперсии или в смеси с другими веществами.

16. Композиция по пп.1 - 13, отличающаяся тем, что она используется в изделиях гигиены, включая изделия гигиены животного.

17. Композиция по пп.1 - 13, отличающаяся тем, что она используется в химически-технических продуктах.

18. Способ получения композиции по п.1, заключающийся в смешении компонентов A и B до образования гомогенной смеси, с добавлением реактивной добавки, органического материала матрицы и сшивающего агента с последующей фиксацией агента сшивки в матрице посредством термообработки.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно примешивают антиблокирующее средство.

20. Способ по пп.18 и 19, отличающийся тем, что компоненты A и B перед смешиванием просеивают до размера частиц 90 - 630 мкм.

21. Способ по пп.18 - 20, отличающийся тем, что сначала смешивают компоненты A и B, примешивают антиблокирующее средство, реактивную добавку и материал матрицы, затем полученную гомогенную смесь подвергают термообработке при 25 - 180^oC, предпочтительно при 100 - 120^oC, и после добавления сшивающего агента последний фиксируют в матрице при 25 - 180^oC, предпочтительно при 50 - 80^oC.

22. Способ по пп.18 - 20, отличающийся тем, что все компоненты сначала смешивают и затем осуществляют термообработку при 25 - 180^oC, предпочтительно при 100 - 120^oC, для фиксации сшивающего агента в матрице.

23. Способ по пп.18 - 22, отличающийся тем, что компоненты до термообработки смешивают с гидрофильным растворителем, предпочтительно в количестве 1 - 10 мас.%, в расчете на полимерную смесь.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют воду или смесь воды с гидрофильным органическим растворителем, предпочтительно смесь воды с изопропанолом.

25. Способ по пп.18 - 24, отличающийся тем, что в композицию дополнительно вводят биологически активное вещество путем добавления раствора или дисперсии на любой стадии получения композиции.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что биологически активное вещество абсорбируется композицией из водных или водосодержащих растворов и, в случае необходимости, снова высушивается.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полимерной композиции для абсорбционных материалов, которые базируются на растительном сырье и являются биоразлагаемыми. Абсорберы природного происхождения не содержат никаких или содержат значительно меньшие количества остаточных мономеров, чем абсорберы на полиакрилатной основе. Предлагаемые согласно изобретению полимерные композиции обладают сравнительно высокой емкостью и скоростью поглощения, в том числе под давлением воды и водных растворов, не имеют склонности к гель-блокированию (гель-блокирование: при контакте с водой наружные слои абсорбера склеиваются и препятствуют дальнейшему проникновению жидкости в абсорбент) и механически стабильны (относительно разделения на отдельные компоненты). В набухшем состоянии они разделяются на отдельные частицы, они неводные и обладают очень высокой устойчивостью геля. Изобретение относится далее к способу их получения. Полимерные композиции согласно изобретению используют в виде волокна, пленки, порошка или гранулята для абсорбции воды, водных растворов или водных дисперсий и жидкостей организма в средствах гигиены, как тампоны или пеленки и изделия для гигиены животных, в химически-технических продуктах, как, например, упаковочные материалы, в особенности для рыбы и мяса в сосудах для культивирования, а также для улучшения почв и в качестве оболочек для кабелей.

Большинство применяемых в настоящее время абсорбционных материалов, называемых также суперабсорбентами, которые в состоянии за короткое время поглощать большие количества жидкости (вода, моча), представляют собой в первую очередь слабосшитые полиакрилаты и, таким образом, базируются не на растительном сырье и биологически разлагаются сравнительно недостаточно или вообще не разлагаются.

Стремясь получить суперабсорбенты из растительного сырья, как описывается в патенте ФРГ C-2612846, акриловую кислоту прививают к полисахаридам, как, например, к кукурузному крахмалу. При этом можно использовать только незначительные количества полисахаридов (максимально вплоть до 25%), так как в противном случае наблюдается резкое ухудшение абсорбционных свойств.

В патенте ФРГ C-3132976 описывается смешение полиакриловой кислоты с полисахаридами в порошкообразной форме и в растворе, причем оболочка частиц абсорбента смеси сшивается с помощью алюминийсодержащих агентов сшивки, как A1 (OH)₂OOCCH 1/3H₃BO₃. Соответственно этому способу совсем не получают суперабсорбентов, которые содержат до свыше 60% растительного сырья.

В известных из уровня техники способах полисахариды не являются основным компонентом абсорбента.

В многочисленных материалах, как в заявке ФРГ A-2634539, описывается получение абсорбентов на основе карбоксиметилцеллюлозы, которые в принципе биоразлагаемы, путем сшивки карбоксиметилцеллюлозы с помощью различных агентов сшивки в водной системе. Эти абсорбенты обладают, однако, сильным гель-блокированием.

В патенте США A-4 959341 описывается получение абсорбента на основе карбоксиметилцеллюлозы, который состоит из смеси карбоксиметилцеллюлозы, целлюлозных волокон, гидрофобной компоненты и A1 (OH)₂OOCCH₃ 1/3 H₃BO₃ в качестве агента сшивки, причем алюминийсодержащий агент сшивки вызывает сшивку карбоксиметилцеллюлозы во время поглощения жидкости.

Эти абсорбенты обладают хорошими абсорбционными свойствами, однако им присущи явления блокирования. К тому же эти абсорбенты легко рассыпаются при механических нагрузках, как просеивание или транспортировка, так что они более не находятся в виде гомогенного продукта, что сильно ограничивает возможности их использования.

В европейском патенте B-O 201895 также описывается получение абсорбента на основе карбоксиметилцеллюлозы. При приготовлении этого абсорбента работают в водном растворе, в котором карбоксиметилцеллюлоза находится в незначительной концентрации. Далее при приготовлении необходимы большие количества органических растворителей. Абсорбентам присущи явления блокирования и низкая прочность геля.

В то время как при разработке суперабсорбентов прежде всего обращали внимание только на очень высокую способность набухания при контакте с жидкостью, также называемую свободной емкостью набухания, позднее было обнаружено, что дело не только в количестве абсорбированнной жидкости, но и также в прочности геля. Абсорбционная способность, или так называемая свободная емкость набухания, с одной стороны, и прочность геля в случае сшитого полимера, с другой стороны, однако, представляют собой противоположные свойства. Полимеры с особенно высокой абсорбционной способностью обладают только незначительной прочностью набухшего геля, т.е. гель при прилагаемом давлении (например, давление тела) деформируется и препятствует дальнейшему распределению и поглощению жидкости. Cогласно патенту США Re 32649 стремятся к гармоничному соотношению между абсорбционной способностью и прочностью геля, чтобы при применении такого рода суперабсорбентов в конструкции пеленок обеспечивать поглощение жидкости, транспортировку жидкости, сухость пеленки и кожи. Полимер может удерживать жидкость при последующем воздействии давления после его набухания, абсорбции жидкости, давления, что происходит практически в реальных условиях, когда ребенок или взрослый человек сидит или лежит на предмете санитарии или когда, например, за счет движения ног, приходят к развитию срезывающих усилий. Специфическое абсорбционное свойство в европейской заявке EP-A-O 339461 называют поглощением под давлением ("абсорбция под давлением" - АПД).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения полимерной композиции, содержащей полисахарид (компонент А) и набухающий в воде полимер (компонент B) (заявка EP 0481225, A1, МКИ B 01 J 20/26, 1992). Известная композиция также характеризуется недостаточно высокой поглощающей способностью и низкой устойчивостью геля.

Задачей настоящего изобретения является получение простым путем полимерной композиции и абсорбента, которые не обладают вышеуказанными недостатками и обладают следующими свойствами:

а) композиция должна быть биоразлагаемой,

б) должна обладать высокой механической прочностью, при просеивании или, например, при шнековом транспортировании не должна разделяться на отдельные компоненты;

в) должна обладать сравнительно высокой скоростью и емкостью при поглощении воды и водных растворов;

г) содержание остаточных мономеров должно быть отчетливо меньше, чем в случае обычных абсорбентов на основе полиакрилатов;

д) в набухшем состоянии должна обладать очень высокой стабильностью геля;

е) не должна обладать склонностью к гель-блокированию;

Согласно изобретению решение этой задачи осуществляют благодаря полимерной композиции, особенно композиции абсорбционного материала, которая состоит по существу из пяти компонентов:

- компонента A на основе растительного полисахаридного сырья;

- компонента B набухающего в воде полимера;

- материала матрицы;

- ионного или ковалентного агента сшивки;

- реактивной добавки,

и в случае необходимости антиблокирующего средства.

Настоящее изобретение, таким образом, относится к полимерной композиции, которая содержит в качестве компонента A 70-99,99 мас.% водорастворимого и/или набухающего в воде полисахарида или производного полисахарида, в случае необходимости модифицированного путем сшивки, в качестве компонента B 0,01 - 30 мас.% полимера и/или сополимера (мет)акриловой кислоты, (мет)акрилонитрила, (мет)акриламида, винилацетата, винилпирролидона, винилпиридина, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, итаконовой кислоты, итаконового ангидрида, фумаровой кислоты, винилсульфокислоты и/или 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты, амидов, N-алкильных производных, N,N-диалкильных производных, содержащих гидроксильные группы сложных эфиров и аминогруппы сложных эфиров этих способных полимеризоваться кислот, при этом 0 - 98 мас. % кислотных групп нейтрализованы и полимеры и/или сополимеры сшиты по меньшей мере одним бифункциональным соединением, композиция дополнительно содержит 0,1 - 30 мас.% в расчете на компоненты A и B органического материала матрицы с температурой плавления, или температурой размягчения ниже 180^oC для предотвращения расслаивания и гелеобразования, 0,001 - 10 мас.% в расчете на компоненты A и B ионного и/или ковалентного сшивающего агента и 0,1 - 50 мас.% в расчете на компоненты A и B по крайней мере одной реактивной добавки для улучшения поглощающей емкости и скорости впитывания полимерной композиции.

Полимерная композиция предпочтительно дополнительно содержит 0,5 - 50 мас. % в расчете на компоненты A и B по крайней мере одного антиблокирующего средства на основе природных и/или синтетических волокон и/или материалов с большой поверхностью.

Полимерная композиция абсорбционного материала предпочтительно содержит по крайней мере одно биологически активное вещество, например лекарственное средство, пестицид, бактерицид и/или пахучее средство, которое она может пролонгированно высвобождать.

Предпочтительна композиция, которая содержит:

75-90 мас.% компонента A,

10-25 мас.% компонента B,

2,5 - 7,5 мас. % в расчете на компоненты A и B по крайней мере одного материала матрицы,

3 - 7 мас.% в расчете на компоненты A и B по крайней мере одного сшивающего агента,

2 - 10 мас.% в расчете на компоненты A и B по крайней мере одной реактивной добавки,

0,5 - 50 мас.%, предпочтительно 0,5 - 15 мас.%, в расчете на компоненты A и B по крайней мере одного антиблокирующего средства.

В качестве компонента A пригодны водорастворимые и способные набухать в воде полимеры на основе полисахаридов и их производных, как гуар, карбоксиметилгуар, ксантан, альгинаты, гуммиарабик, гидроксиэтил- или гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и другие производные целлюлозы, крахмал и производные крахмала, как карбоксиметилкрахмал, и смеси из отдельных полисахаридов. Предпочтительными полимерами являются анионные производные крахмала, гуара и целлюлозы, причем карбоксиметилцеллюлоза представляет собой особенно предпочтительный материал.

Указанные полимеры в качестве компонента A можно модифицировать за счет сшивки, чтобы снизить их водорастворимость и достичь лучших свойств в отношении набухания. Сшивка может иметь место как во всей массе полимера, так и только на поверхности отдельных частиц полимера.

Ионный агент сшивки выбирают из соединений металлов, предпочтительно водорастворимых соединений магния, кальция, алюминия, циркония, железа и цинка в виде их солей с органическими и неорганическими кислотами. Возможно использование соединений железа (III).

Ковалентные агенты сшивки выбирают из группы, включающей полифункциональные карбоновые кислоты, спирты, амины, эпоксиды, ангидриды карбоновых кислот, и/или альдегиды, а также их производные и гетерофункциональные соединения с различными функциональными группами указанных классов соединений.

Возможно взаимодействие с полифункциональными карбоновыми кислотами, как лимонная кислота, слизевая кислота, винная кислота, яблочная кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота; со спиртами, как полиэтилен, гликоли, глицерин, пентаэритрит, пропандиолы, сахароза; со сложными эфирами угольной кислоты, как этилен- и пропиленкарбонат; с аминами, как полиоксипропиленамины; с эпоксидными соединениями, как простой диглицидиловый эфир этиленгликоля, простой ди- или триглицидиловый эфир гликоля и эпилхлоргидрин; с ангидридами кислот, как ангидрид янтарной кислоты и малеиновый ангидрид; с альдегидами и многофункциональными (активированными) олефинами, как бис-(акриламидо)-уксусная кислота и метиленбисакриламид.

В качестве ионных агентов сшивки особенно предпочтительны соединения магния, кальция, алюминия, циркония, железа и цинка, которые обладают очень хорошей водорастворимостью, такие как соли карбоновых и неорганических кислот.

Предпочтительными карбоновыми кислотами являются уксусная, молочная, салициловая, пропионовая, бензойная, алифатическая кислоты, малоновая, янтарная, глутаровая, адипиновая, лимонная, винная, яблочная и слизевая кислоты. Предпочтительными неорганическими анионами являются хлориды, бромиды, гидросульфаты, сульфаты, фосфаты, бораты, нитраты, гидрокарбонаты и карбонаты. Далее пригодны органические соединения, которые содержат многовалентные металлы, как ацетилацетонаты и алкоголяты, как, например, Fe(АцАц)₃, Zr(АцАц)₄, Ti(OBu)₄ и Zr (о-пропил)₄.

Водорастворимый агент сшивки вызывает сшивку компонентов A и B как друг с другом, так и на поверхности, благодаря чему, как описано в патенте ФРГ 3132976, в заявке ФРГ 2609144 и патенте США A-4 959341, улучшаются абсорбционные свойства.

В качестве компонента B пригодны способные набухать в воде синтетические полимеры или сополимеры, кислотные группы которых могут быть нейтрализованы вплоть до 98%, предпочтительно до 50-80%.

Полимеры могут быть сшиты за счет по меньшей мере бифункционального агента сшивки.

Получение этих вышеуказанных полимеров осуществляют согласно известным способам (патент ФРГ C-27 06135, заявка ФРГ 4015085). Особенно предпочтительны в качестве компонента B полиакрилаты, например выпускаемый фирмой Хемише Фабрик Штокхаузен Гмбх материал FAVOR^R.

В качестве матрицы пригодны органические твердые вещества, которые при комнатной температуре имеют высоковязкую жидкую или воскообразную мягкую консистенцию.

Материал матрицы выбирают из группы, включающей триглицеринмоностеарат, касторовое масло, сложные эфиры восков и поликапролактонов, в случае необходимости модифицированных малеиновым ангидридом.

Предпочтительны в качестве матрицы поликапроллактоны, как TONE 0230 и 0240 фирмы Юньон Карбид.

Благодаря матрице, по всей вероятности за счет химических и/или физических взаимодействий, полимерная композиция получает более высокую механическую прочность. Благодаря этому можно получать абсорбент, который не только обладает высокой величиной абсорбции, но и после изготовления, соответственно после начала его применения, находится в виде гомогенной и, таким образом, более эффективной системы. Кроме того, включение абсорбционного материала в матрицу неожиданно вызывает отчетливое уменьшение или полное устранение гель-блокирования; таким образом, во всем абсорбенте обеспечивается высокая скорость впитывания. Далее благодаря матрице агент сшивки прочно фиксируется на поверхности отдельных частиц абсорбента.

Матрица предотвращает распад абсорбента, который наблюдается в случае чистых физических смесей, как описывается, например, в патенте США A-4 952550, и дополнительно препятствует гель-блокированию.

Антиблокирующие средства также уменьшают гель-блокирование; они, следовательно, вызывают более быстрое и лучшее впитывание жидкости и способствуют тому, что гели находятся в виде отдельных частиц.

Пригодными антиблокирующими средствами являются известные (см. патенты ФРГ C-31 41098 и C-33 13344) волокнистые материалы и другие материалы с развитой поверхностью.

Волокна могут представлять собой природные или синтетические волокна, как, например, шерстяные, хлопковые, шелковые и целлюлозные волокна, соответственно полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, полиуретановые волокна, волокна из олефинов и продуктов их замещения, а также волокна на основе поливинилового спирта и его производных. Примерами неорганических материалов являются бентониты, цеолиты, аэросилы и активные угли.

Реактивные добавки вызывают улучшение скорости или емкости поглощения, в особенности под давлением. Пригодными реактивными добавками являются такие вещества, которые повышают концентрацию гидрофильных групп в абсорбенте и/или вызывают модификацию абсорбента и/или повышают текучесть в геле и/или снижают концентрацию электролита абсорбируемой жидкости. Реактивная добавка может быть химически или физически связана с остальными компонентами. Пригодными реактивными добавками являются поверхностно-активные вещества, ионообменники - в особенности катионообменники - или соли, соответственно комплексы металлов, которые могут гидролизоваться во время получения полимерной композиции; при этом реактивную добавку также можно целиком или частично заменять антиблокирующим средством. Особенно предпочтительным материалом для реактивных добавок является титанилсульфат.

Для приготовления предлагаемой согласно изобретению полимерной композиции абсорбента компонент A и компонент B смешивают в высушенном виде при комнатной температуре. Этот материал смешивают с антиблокирующим средством, реактивной добавкой и матричным компонентом, до тех пор пока не образуется гомогенная смесь. Смешение компонентов осуществляют в пригодных смесителях, как шнековый смеситель, смеситель псевдоожиженного слоя, дисковая мешалка или ленточный смеситель. Термообработку осуществляют при 25 - 180^oC, предпочтительно при 100 - 120^oC. Продолжительность нагревания составляет 5 - 60 мин, предпочтительно 20 - 40 мин. Для термообработки продукта используют обычные сушилки или нагревательные печи (например, дисковая сушилка, ленточная сушилка, сушилка с псевдоожиженным слоем или инфракрасная сушилка). Затем при комнатной температуре вводят ионный агент сшивки, предпочтительно дигидроксиацетат алюминия, стабилизированный с помощью борной кислоты до образования гомогенной смеси. Для фиксации агента сшивки матрицей нагревают еще раз при 25 - 180^oC, предпочтительно 50 - 80^oC, в течение 5 - 60 мин, чтобы расплавить материал матрицы.

Компоненты A и B перед смешением можно просеивать, предпочтительно в области размера частиц 90 - 630 мкм.

Введение матричного компонента осуществляют предпочтительно при комнатной температуре, однако матричный компонент также можно использовать в виде расплава.

Перед термической модификацией смесь можно смешивать предпочтительно со смесью воды с изопропанолом в качестве агента улучшения растворения, который влияет на термическую модификацию компонента A, следовательно, полисахарида, в том числе и с компонентом матрицы и компонентом B на границе с компонентом A, что положительно сказывается на поглощающей способности абсорбента. Вместо смеси воды с изопропанолом можно использовать также воду и другие смеси воды с водорастворимыми органическими растворителями.

Введение ионного агента сшивки можно осуществлять также прямо в физическую смесь компонента A, компонента B, антиблокирующего средства, реактивной добавки и материала матрицы, после чего тогда нагревают при 25 - 180^oC, предпочтительно при 100 - 120^oC, в течение 5 - 120 мин, предпочтительно в течение 20 - 60 мин.

Полученную полимерную композицию в виде волокна, пленки, порошка или гранулята применяют для абсорбции водосодержащих растворов и дисперсий или жидкостей организма, как, например, моча или кровь, в химически-технических продуктах, как например, упаковочные материалы, сосуды для культивирования, для улучшения почв и в качестве обмотки кабелей, в изделиях гигиены, как, например, тампоны или пеленки, или средства гигиены животных.

Предпочтительно композиция используется в порошкообразной форме или в виде дисперсии в гидрофобных средах, в случае необходимости в комбинации со стабилизаторами дисперсии или в смеси с другими веществами.

Полимерная композиция, особенно композиция абсорбционного материала используется в изделиях гигиены, включая изделия гигиены животного, а также в химически-технических продуктах.

Предлагаемый согласно изобретению абсорбент обладает хорошей биологической разлагаемостью по сравнению с продуктами, которые основаны на полиакриловой кислоте, при сильно улучшенной по сравнению с до сих пор известными абсорбционными материалами на природной основе, поглощающей и впитывающей способности в отношении 0,9%-ного раствора хлорида натрия, также под давлением и при неожиданно очень высокой прочности геля (см. таблицу).

Далее механическая прочность (в отношении разделения на отдельные компоненты) по сравнению с вышеописанными, базирующимися на растительном сырье абсорбентами, отчетливо улучшена.

Предлагаемую согласно изобретению полимерную композицию можно применять в особенности в качестве абсорбционного средства в виде волокна, пленки, порошка или гранулята, чтобы поглощать воду и водные жидкости, как моча и кровь, и, таким образом, она в особенности пригодна для использования в пеленках, тампонах, хирургических изделиях, обмотках кабелей, сосудах для культивирования, упаковочных материалах для рыбы или мяса и абсорбирующих предметах одежды.

Кроме того, материал пригоден в качестве депонирующей среды для постоянного высвобождения биологически активных веществ, как лекарственные средства, пестициды (патенты США NN 4 818 534, 4 983 389, 4 983 390, 4 985 251) и пахучие средства, с тем преимуществом, что депонирующая среда разрушаема.

Благодаря этому в качестве дальнейшего преимущества получается то, что биологически активное вещество высвобождается полностью.

Содержащие биологически активное вещество депонирующие материалы можно приготовлять путем абсорбции, предпочтительно концентрированных, водных или водосодержащих растворов в высушенном абсорбенте и в случае необходимости путем его высушивания снова.

Биологически активное вещество можно также прямо или в виде раствора или дисперсии добавлять на любой предстадии процесса приготовления абсорбционной композиции.

Содержащие биологически активное вещество депонирующие материалы можно применять в порошкообразной форме или в виде дисперсии в гидрофобных средах, которые могут содержать стабилизирующие дисперсии средства, как эмульгаторы или стабилизаторы, или в смеси с другими веществами, как полисахариды.

Например, благодаря добавке таких содержащих бактерицид депонирующих материалов к продуктам на основе целлюлозы, гуара или крахмала или их производных, как карбоксиметилцеллюлоза, при их хранении и применении в водных средах предотвращается разрушение этих веществ в течение более продолжительного времени и причем за счет депонирующего действия можно избегать больших количеств свободного биологически активного вещества в растворе.

Методы испытания.

Испытание (тест) с пакетиком для чая порционной расфасовки (ИПЧ).

Для определения абсорбционной способности осуществляют тест с пакетиком для чая порционной расфасовки. В качестве испытуемого раствора применяют водный 0,9%-ный раствор NaCl.

0,2 г Испытуемого вещества (просеяно до размера частиц 90 - 630 мкм), которые взвешивают в пакетике для чая порционной расфасовки, оставляют набухать в течение 10, соответственно 30 мин в испытуемом растворе. После скапливания в течение 5 мин (максимальное значение) подвергают центрифугированию на центрифуге, как, например, в обычной бельевой центрифуге, при 1400 оборотов в минуту. Поглощение жидкости определяют гравиметрически и пересчитывают на 1 г вещества (удерживаемое значение).

Абсорбция под давлением (АПД).

Для того чтобы определить способность к впитыванию жидкости под давлением, определяют абсорбцию под давлением, как описывается в европейском патенте EP-A-O 339 461.

0,16 г Испытуемого вещества (просеяно до размера частиц 300 - 600 мкм) оставляют набухать за счет капиллярного действия в течение 60 мин под давлением 1,55 кН/м² (99,8 г/дюйм²) в 0,9%-ном растворе NaCl. Поглощение жидкости определяют гравиметрически и пересчитывают на 1 г вещества.

Прочность геля (Г).

Для того чтобы определить прочность геля G" набухшего абсорбента, поступают как описывается в европейском патенте EP-A-O 339 461.

Прибор: Controlled Stress Rheometer CS 100 (Carri - Med. Ltd Dorking IUK).

Условия измерения: система пластина-пластина, диаметр 60 мм, расстояние между пластинами 2 мм, температура 20^oC, вращающий момент 1000 - 4000 Нм, амплитуда 1,5 - 5 mrad, частота 10,0 Гц, 28 мл 0,9%-ного NaCl/г абсорбента. Данные выражаются в Н/м².

Тест на текучесть (II).

С помощью теста на текучесть определяют, как быстро продукты впитывают испытуемую жидкость, свойственны ли им явления блокирования, полностью ли пропитываются за счет набухания и везде ли смачиваются. Далее, исследуют, являются ли гели твердыми, липкими или рыхлыми и находятся ли раздельно.

Для осуществления теста на текучесть, примерно 100 мг вещества помещают на пропитанное водой бумажное полотно и следят за тем, как вода всасывается продуктами. Абсорбционную характеристику оценивают по следующей оценочной шкале:

A = всасывается быстро, B = всасывается очень быстро, C = проникает от начала до конца, D = гель после поглощения воды находится отдельно, E = гель-блокирование.

Пример 1.

8 г СМС, Walocel 40 000 (натрийкарбоксиметилцеллюлоза, Wolff Walsrode) интенсивно перемешивают с 2 г FAVOR^R SAB 953 (сшитый, частично нейтрализованный полиакрилат натрия фирмы Штокхаузен ГмбХ), 0,5 г TONE 230 (полиол на основе капролактона, молекулярная масса 1250 г/моль, Юньон Карбид), 0,1 г титанилсульфата и 0,5 г Al (OH)₂ OOCCH₃1/3 H₃BO₃ при применении 2 мл изопропанола и 1 мл воды и нагревают в печи в течение 60 мин при 120^oC. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 51 г/г /33 г/г, АПД = 15,4 г/г, ТТ = B C D.

Пример 2.

Поступают как в примере 1, однако добавляемое количество титанилсульфата повышают до 0,25 г. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 47 г/г /29 г/г, АПД = 17,5 г/г, ТТ = B C D.

Пример 3.

Поступают как в примере 1, однако добавляемое количество титанилсульфата повышают до 0,5 г. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 46 г/г /28 г/г, АПД = 17,7 г/г, ТТ = B C D.

Пример 4.

Поступают как в примере 2, однако дополнительно вводят 0,5 г волокна BE 600/30 (целлюлоза, диаметр 17 мм, длина 360 мм, фирмы Реттенмайер). ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 48 г/г /32 г/г, АПД = 17,4 г/г, ТТ = A C D.

Пример 5.

60 г СМС, Walocal 40 000, интенсивно перемешивают с 1,5 мл этиленкарбоната, 1,5 мл изопропанола и 1,5 мл воды и затем в течение часа нагревают в печи при 120^oC. 8 г этого продукта интенсивно перемешивают с 2 г FAVOR^R SAB 953, 0,5 г TONE 230, 0,5 г волокна BE 600/30, 0,25 г титанилсульфата, 1 мл воды и 2 мл изопропанола и затем нагревают в печи при 120^oC в течение часа. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 46 г/г /28 г/г, АПД = 18,2 г/г, ТТ = B C D.

Пример 6.

Поступают как в примере 5, однако вместо 0,5 г волокна используют 1,0 г этого волокна. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 43 г/г /26 г/г, АПД = 17,5 г/г, ТТ = B C.

Пример 7.

Поступают как в примере 3, однако дополнительно используют 0,5 г волокна BE 600/30. Кроме того, вместо TONE 230 используют 1,0 г триглицеринмоностеарата. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 35 г/г /24 г/г, АПД = 17,8 г/г, ТТ = C D.

Пример 8.

Поступают как в примере 4, однако добавляют 1,0 г волокна BE 600/30, кроме того, смесь нагревают в печи при 120^oC вместо 1 ч в течение 1,5 ч. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 47 г/г /31 г/г, АПД = 19,0 г/г, ТТ = A C D.

Пример 9.

100 г Полученного в примере 1 продукта смешивают со 100 мл 0,12%-ного водного раствора 3,7-бис(диметиламино)-фенотиазинийхлорида и затем высушивают в течение 2 ч в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха при 60^oC. 200 мг таким образом полученного продукта вносят в пакетик для чая порционной расфасовки. Этот пакетик подвешивают в химическом стакане с 50 мл 0,2%-ного раствора NaCl. Спустя 1 ч пакетик для чая порционной расфасовки удаляют. Оценивают окрашивание раствора хлорида натрия, затем повторяют процесс с новым раствором NaCl. Также спустя 5-й цикл синее окрашивание раствора хлорида натрия указывает на высвобождение биологически активного вещества из функционирующей как депонирующая среда полимерной композиции.

Сравнительный пример 1.

Поступают как в примере 3, однако вместо титанилсульфата используют 0,5 г диоксида титана. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 47 г/г /32 г/г, АПД = 10,6 г/г, ТТ = E.

Сравнительные примеры 2,3.

Повторяют примеры 3 и 5 без добавки TONE 230. Продукты негомогенны и легко расслаиваются. Поэтому нельзя получить воспроизводимых данных.

Сравнительный пример 4.

Поступают как в примере 4, однако не добавляют никакого титанилсульфата. ИПЧ (максимальное/удерживаемое) = 45 г/г /33 г/г, АПД = 9,9 г/г, ТТ = A C D.