Абсорбирующий композит и способ его получения Советский патент 1993 года по МПК B32B27/30 B01J20/02 

Настоящее изобретение относится к абсорбирующему композиту, который содержит абсорбирующий полиМер, .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 использовать 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 1 до 30 весовых частей полиалюминий хлорида и содержащего абсорбирующий полимер, нанесенный и зафиксированный на волокнистом субстрате через среду полиалюминий хлорида в качестве связывающего материала.

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

Полиалюминий хлорид особенно эффективен в качестве связывающего материала при фиксации абсорбирующего 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

00 GJ

Ј CJ

СО

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

Для осуществления настоящего изобретения используют сшитые растворимые в воде полимеры, акриловой кислоты (или ее соли). Предпочтительно использовать сшитые сополимеры акриловой кислоты с солью акрилата (молярное отношение от 5:95 до 50:50), и, в частности, частично нейтрализованной, сшитой полиакриловой кислоты (степень нейтрализации от 50 до 95 молярных %). 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 Al2(OH)nCl6-n m, где 1 п 5, a m 10,

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

К волокнистым субстратам относятся 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 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 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), посяедующее 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 водяного 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 для того, чтобы одно- временно с сушкой осуществить формование сжатием.

На-водную жидкость нет каких-либо определенных ограничений за исключени0 ем одного требования, заключающегося в том, что она должна быть способна растворять полиалюминий хлорид. Водные жидкости включают воду и смешанные растворы воды с гидрофильными органи5 ческими растворителями, такими, как метанол и этанол. Иногда такая водная жидкость может включать дезодорант, ан- тиоксидант, противогрибковый агент, фунгицид, геромцид, удобрение, аромат,

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

5 и метилцеллюлоза для улучшения работоспособности покрытия,

Композит характеризуют следующими показателями

(1) Способность абсорбирующего композита к абсорбции

Это свойство определяют при помощи отбора примерно 0,2 г (W0) образца абсорбирующего композита, смешения и погружения в 200 г физиологического соляного раствора в течение 30 минут, затем разбух- ший адсорбирующий композит собирают на бумагу, чтобы собрать влагу, проверять вес (W) абсорбирующего композита после удаления влаги.

Способность абсорбирующего компо- зита к абсорбированию рассчитывают в соответствии со следующей формулой, используя 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). Доля отделения абсорбирующего полимера.

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

Долю отделившегося абсорбирующего полимера рассчитывают в соответствии со следующей формулой, используя найденный вес.

Доля отделившегося абсорбирующего

полимера (весовые )%

вес отделившегося

; полимера (г)

вес полимера, прилипшего к волокнистому субстрату(г)

(3)..Количество абсорбции при приложении давления.

Такое определение осуществляют, помещая искусственную мочу (водный рас- твор, содержащий 1,9 весовых % мочевины, 0,8 весовых % хлорида натрия, 0,1% весовых хлорида кальция и 0,1 весовых % сульфата магния (в бюретку, закрывая кран на верхнем входе бюретки, устанавливая изме- ряющее 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

круглыми листами фильтровальной бумаги (фильтровальная бумага Тойо № 2), имеющими в диаметре 9 см на стеклянном фильере, имеющем 90 мм в диаметре, лежащем на измеряющем основании, на котором установлена нагрузка (20 г/см2}, 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 (W0) количество мочевины, которое абсорбируется без использования абсорбирующегр композита. Количество абсорбции рассчитывают в соответствии со следующей формулой, используя найденные количества.

Количество абсорбированной иску при приложении давления (мл/г)

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

Примеры по реализации настоящего изобретения.

Пример1.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.% триоксиметилпропанак- рилата, 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.), для получения порошка диаметром в 20 меш-Св дальнейшем именуемый как Абсорбирующий полимер

О)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 бисакрила- мида метилена в 63 весовых частях воды, нейтрализуя полученный раствор добавлением 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 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 частями . полиалюминий хлорида (производимого фирмой Кишида Кагаку К. К.), 600 частями метанола и 1000 весовыми частями воды, погружают 60 весовых частей полиэфирной нетканой ткани, имеющей пересчетный вес 32 г/см . Влажную нетканую ткань натяги-. ёйют на металлическую сетку, чтобы с нее стекала жидкость. После этого ткань сушат в.сушилке горячим 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 частями полиалюминий хлорида, 600 весовыми частями метанола и 1000 весовыми частями воды, наносят на полиэфирную нетканую ткань, имеющую пересчетный вес 32 г/м2. Полученную в результате ткань с покрытием сушат в сушилке горячим воздухом при 120°С в.течение 15 мин, до получения 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 частями полиалюминий хлорида, 600 весовыми частями этанола и 1000 весовыми частями 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 частями водного 2% (весовые)

растворы полиалюминийхлорида, получая яри этом шлам пульпы, смешения этого шлама пульпы с 100 весовыми частями 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 измельчения свежей пульпы в воде с 150 весовыми частями 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

отверстия 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 следуя процедуре примера 1 за тем исключением, что количество используемого полиалюминийхлорида заменяют 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) для сравнению получают, следуя процедуре примера 1 за тем исключением, что использование полиалюминий- хлорида опускают.

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

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

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

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

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

Прим ер 10. Абсорбирующий композит (10) получают при помощи смешения 100 весовых частей абсорбирующего пол- имера (2) с 20 весовыми частями полизлю- минийхлорида, 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/м , а затем сушат ткань с покрытием в сушилке горячим 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) 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 абсорбирую- щего 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 акриловой кислоты или 35

5 10 15

0 5

0

5

ее соли, отличающийся тем, что, с целью увеличения 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 я тем, что волокнистый субстрат выполнен по крайней мере из одного листа материала, выбранного из группы, включающей бумагу, нетканый, тканый и вязаный материал.

3.Способ получения абсорбирующего композита путем смешения волокнистого субстрата с абсорбирующим полимером - сшитым полимером акриловой кислоты или ее соли и сушки композита, отличающийся тем, что, с целью увеличения 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 я тем, что волокнистым субстратом является по крайней мере один лист материала, выбранного из группы, состоящей из бумаги нетканого, тканого и вязаного материала.

5.Способ по п.З, ртличающийся тем, что в качестве жидкости применяют воду или смесь воды и гидрофильного органического растворителя.

Продолжение таблицы

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 полиалюминийхло- рида, 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.