PL245748B1 - Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych - Google Patents

Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych Download PDF

Info

Publication number
PL245748B1
PL245748B1 PL436705A PL43670521A PL245748B1 PL 245748 B1 PL245748 B1 PL 245748B1 PL 436705 A PL436705 A PL 436705A PL 43670521 A PL43670521 A PL 43670521A PL 245748 B1 PL245748 B1 PL 245748B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mbar
obtaining
rpm
superabsorbents
weight
Prior art date
Application number
PL436705A
Other languages
English (en)
Other versions
PL436705A1 (pl
Inventor
Dorota Babilas
Piotr Dydo
Małgorzata Milewska
Andrzej Milewski
Original Assignee
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL436705A priority Critical patent/PL245748B1/pl
Publication of PL436705A1 publication Critical patent/PL436705A1/pl
Publication of PL245748B1 publication Critical patent/PL245748B1/pl

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych, który polega na tym, że produkt reakcji otrzymuje się w układzie emulsyjnym przez intensywne mieszanie od 60 rpm  do 120 rpm, korzystnie w 110 rpm fazy rozproszonej z fazą ciągłą, w temperaturze od 90 do 135°C, korzystnie 125°C, proces prowadzi się w czasie do 3 godzin do momentu wytrącenia suspensyjnego proszku, następnie wprowadza się od 30% do 60% obj. niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie 45% obj. etanolu i sączy, otrzymaną mieszaninę poreakcyjną suszy się pod obniżonym ciśnieniem od 220 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej, otrzymany suspensyjny proszek przemywa się trzykrotnie do ośmiokrotnie, korzystnie pięciokrotnie, każdorazowo dwukrotną względem wydzielonej objętości suspensyjnego proszku, objętością niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie etanolu, suszy do stałej masy pod obniżonym ciśnieniem od 250 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych, mający zastosowanie w materiałach higienicznych jako sorpcyjnych wkład chłonny w wypełnieniach jednorazowego użytku do pieluch i podpasek, mat chłonnych, wkładów do trumien.
Z doniesień literaturowych niepatentowej i patentowej znane jest zastosowanie alkaicznej hydrolizy wraz z sieciowaniem poli((met)akrylanu metylu) w rozpuszczalnikach glimowych i ich alkoholach do otrzymywania usieciowanych materiałów chłonnych czy sorbentów polimerowych [Materials (Basel). 2017, (7), 755, PL 229699, PL 231448, P.426193].
W metodach tych stosuje się zawiesinę wodorotlenku potasu w rozpuszczalniku reakcyjnym, wraz z dimetylosulfotlenkiem, oraz zastosowanie nadmiarów rozpuszczalnika do stabilizacji suspensji wodorotlenku potasu w mieszaninie reakcyjnej. Niedogodnością powyższych rozwiązań jest znaczna lepkość mieszaniny reakcyjnej, trudność w stabilności i odtwarzalnym wymieszaniu reagentów oraz utrzymaniu quasi-jednorodnej zawiesiny wodorotlenku i wytrącającego się produktu reakcji w makroskalowych warunkach przemysłowych.
Otrzymany usieciowany produkt jest trudny do wydobycia z reaktora syntezowego, co wymusza wprowadzenie dodatkowego rozpuszczalnika, umożliwiającego częściowe spęcznienie produktu i wstępne jego skruszenie przez zastosowanie ścinania bloku polimerowego przy użyciu odpowiednich łopat mieszadła mechanicznego. Ponadto produkt reakcji po oczyszczeniu, należy dodatkowo skruszyć, zmielić i przesiać nadając mu ostateczną formę użytkową.
Reakcję alkalicznej hydrolizy wraz z sieciowaniem poli((met)akrylany metylu) przeprowadza się w obecności suspensyjnej zawiesiny silnej zasady, zazwyczaj wodorotlenku potasu, w rozpuszczalnikach z grupy glimów, w których to rozpuszczony zostaje czynnik sieciujący, który stanowi ułamek molowy równoważnika grup ulegających hydrolizie, zatem udział czynnika sieciującego nie przekracza jedności (tj. stosunku 1:1 czynnika sieciującego względem grup zdolnych do alkalicznej hydrolizy i sieciowania), gdyż zastosowanie większego udziału czynnika sieciującego nie wpływa na zmianę stopnia sieciowania polimeru. Jednocześnie reakcje alkalicznej hydrolizy i sieciowania zachodzą równolegle w układzie antagonistycznym względem siebie. Tym samym, typowe wskaźniki reakcji hydrolizy i sieciowania takie jak: stopnień hydrolizy grup, stopień sieciowania polimeru czy stopień niezhydrolizowanych grup w polimerze ulegną podziałowi względem siebie, mimo zastosowania stosunku molowego równego 1:1 (względem czynnika sieciującego i grup zdolnych do alkalicznej hydrolizy i sieciowania w polimerze). Dwukrotne zwiększenie stosunku czynnika sieciującego 2:1 mol/mol w tym układzie reakcyjnym, nie wpływa znacząco na zmianę ww. wskaźników. Nie otrzymuje się polimeru całkowicie zhydrolizowanego, ani nie otrzymuje się gęsto usieciowanego materiału polimerowego. Pięciokrotne zwiększenie udziału czynnika sieciującego względem grup zdolnych do alkalicznej hydrolizy i sieciowania (tj. stosunek 5:1) nie wpływa na znaczne usieciowanie produktu, lecz umożliwia rozdział układu reakcyjnego na dwie fazy, tym samym, w wyniku zachodzących reakcji, otrzymano nieznacznie usieciowany produkt reakcji o wysokim stopniu pęcznienia nawet powyżej 30x w postaci suspensyjnego proszku. W rezultacie uzyskano wskaźniki o wartościach przeciwstawnych niż oczekiwane.
Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego sposobu otrzymywania superabsorbentów polimerowych w postaci suspensyjnego proszku.
Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych polega na tym, że produkt reakcji otrzymuje się w układzie emulsyjnym przez intensywne mieszanie od 60 rpm do 120 rpm, korzystnie w 110 rpm fazy rozproszonej z fazą ciągłą, w temperaturze od 90 do 135°C, korzystnie 125°C, proces prowadzi się w czasie do 3 godzin do momentu wytrącenia suspensyjnego proszku, następnie wprowadza się od 30% do 60% obj. niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie 45% obj. etanolu i sączy, otrzymaną mieszaninę poreakcyjną suszy się pod obniżonym ciśnieniem od 220 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej, otrzymany suspensyjny proszek przemywa się trzykrotnie do ośmiokrotnie, korzystnie pięciokrotnie, każdorazowo dwukrotną względem wydzielonej objętości suspensyjnego proszku, objętością niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie etanolu, suszy do stałej masy pod obniżonym ciśnieniem od 250 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej.
Korzystnie w sposobie otrzymywania superabsorbentów według wynalazku fazę rozproszoną stanowi roztwór poli((met)akrylanu metylu) w ilości od 10% wag. do 50% wag., korzystnie 25% wag. polimeru w rozpuszczalnikach z grupy glimów.
Korzystnie w sposobie otrzymywania superabsorbentów według wynalazku jako rozpuszczalnik z grupy glimów stosuje się pochodne eterów glikoli etylenowych di- lub mono- podstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowego, dieter glikolu dimetylenowego, dieter glikolu butylowego, korzystnie dieter etylowy glikolu etylenowego.
Korzystnie w sposobie otrzymywania superabsorbentów według wynalazku fazę ciągłą stanowi oligoolowy czynnik sieciujący o stężeniu masowym od 30% do 60%, korzystnie 48% względem całej mieszaniny, zawierający rozpuszczoną w nim zasadę od 50% wag. do 10% wag., korzystnie 37% wag. wodorotlenku potasu.
Korzystnie w sposobie otrzymywania superabsorbentów według wynalazku jako oligoolowy czynnik sieciujący stosuje się dietanoloaminę, trietanoloaminę, glikol etylenowy, diglikol etylenowy, triglikol etylenowy, glicerynę, oligoglicerole, korzystnie dietanoloaminę.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość otrzymania superabsorbentów polimerowych bezpośrednio w postaci suspensyjnego proszku, tym samym, oczyszczanie i otrzymywanie jest mniej skomplikowane w porównaniu do obecnie stosowanych metod. Ponadto ograniczenie zastosowania dodatkowych rozpuszczalników i mniejszej ilość odpadów poprodukcyjnych. Zastosowanie roztworu polimeru umożliwia wykorzystanie odpadowych tworzyw akrylowych, a odpowiedni dobór czynnika sieciującego zapewnia kompostowany charakter otrzymanych produktów.
W reakcji hydrolizy i sieciowania poli((met)akrylanu metylu), możliwe jest otrzymanie superabsorbentów polimerowych w postaci suspensyjnego proszku i ich zastosowanie jako materiału specjalnego przeznaczenia o wysokim stopniu pęcznienia jako produkt higieny osobistej. W sposobie według wynalazku, otrzymuje się produkt o zbliżonej wielkości ziaren, łatwy do wydzielenia z mieszaniny poreakcyjnej oraz oczyszczenia. Stanowi to istotną przewagę nad dotychczas otrzymywanymi materiałami sorpcyjnymi w masie reakcyjnej, którym sproszkowaną postać nadawano przez dodatkowe kruszenie, mielenie i rozsiewanie kruszywa, aż do otrzymania produktu o odpowiedniej ziarnistości.
Sposób według wynalazku przedstawiono w poniższych przykładach wykonania.
Przykład 1
Do kolby okrąglodennej o obj. 100 cm3 umieszczonej na mieszadle magnetycznym z grzaniem wprowadza się 5 g polimetakrylanu metylu) (120 000 Da), który rozpuszcza się w 15 cm3 dieteru glikolu dietylenowego w temperaturze 95°C, mieszając z 60 rpm. Po rozpuszczeniu polimeru (ca. 1,5 h), roztwór podgrzewa się do temperatury 135°C ciągle mieszając przy 120 rpm, następnie wprowadza się mieszaninę 6,9 g zmielonego wodorotlenku potasu z 25 cm3 dietanoloaminy do roztworu polimetakrylanu metylu) ciągle mieszając z 110 rpm. Wymieszanie obu roztworów skutkuje obniżeniem temperatury mieszaniny reakcyjnej do pożądanej temperatury reakcji równej 125°C. Temperaturę 125°C należy utrzymać przez 3 godziny, aż do wytrącenia się suspensyjnego proszku produktu. Mieszaninę poreakcyjną chłodzi się do temperatury od 10 do 25°C, korzystnie 20°C, po czym wprowadza 25 cm3 etanolu i sączy. Oddzielony suspensyjny proszek przemywa się pięciokrotnie 10 cm3 zimnego etanolu, suszy pod obniżonym ciśnienie od 220 do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej. Wydajność 98%, stopień hydrolizy 62%, stopień pęcznienia 31,6x.
Przykład 2
Procedura postępowania zgodna jak w przykładzie 1, lecz jako oligoolowy czynnik sieciujący zastosowano 7,8 g zmielonego wodorotlenku potasu, który rozpuszczono w 20 cm3 glicerolu. Otrzymano produkt w postaci suspensyjnego proszku z wydajnością 51%, stopień hydrolizy 62%, stopień pęcznienia 33x.
Przykład 3
Procedura postępowania zgodna jak w przykładzie 1, lecz jako oligoolowy czynnik sieciujący zastosowano 7,0 g zmielonego wodorotlenku potasu, który rozpuszczono w 22 cm3 trietanoloaminy. Otrzymano produkt w postaci suspensyjnego proszku z wydajnością 82%, stopień hydrolizy 66%, stopień pęcznienia 28x.
Przykład 4
Procedura postępowania zgodna jak w przykładzie 1, lecz jako rozpuszczalnik z grupy glimów zastosowano 18 cm3 dieteru glikolu butylowego. Otrzymano produkt w postaci suspensyjnego proszku z wydajnością 43%, stopień hydrolizy 58%, stopień pęcznienia 14x.

Claims (5)

1. Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych, znamienny tym, że produkt reakcji otrzymuje się w układzie emulsyjnym przez intensywne mieszanie od 60 rpm do 120 rpm, korzystnie w 110 rpm fazy rozproszonej z fazą ciągłą, w temperaturze od 90 do 135°C, korzystnie 125°C, proces prowadzi się w czasie do 3 godzin do momentu wytrącenia suspensyjnego proszku, następnie wprowadza się od 30% do 60% obj. niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie 45% obj. etanolu i sączy, otrzymaną mieszaninę poreakcyjną suszy się pod obniżonym ciśnieniem od 220 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej, otrzymany suspensyjny proszek przemywa się trzykrotnie do ośmiokrotnie, korzystnie pięciokrotnie, każdorazowo dwukrotną względem wydzielonej objętości suspensyjnego proszku, objętością niskolotnego alkoholu od C1 do C4, korzystnie etanolu, suszy do stałej masy pod obniżonym ciśnieniem od 250 mbar do 80 mbar, korzystnie 100 mbar w temperaturze pokojowej.
2. Sposób otrzymywania superabsorbentów według zastrz. 1, znamienny tym, że fazę rozproszoną stanowi roztwór poli((met)akrylanu metylu) w ilości od 10% wag. do 50% wag., korzystnie 25% wag. polimeru w rozpuszczalnikach z grupy glimów.
3. Sposób otrzymywania superabsorbentów według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik z grupy glimów stosuje się pochodne eterów glikoli etylenowych di- lub mono- podstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowego, dieter glikolu dimetylenowego, dieter glikolu butylowego, korzystnie dieter etylowy glikolu etylenowego.
4. Sposób otrzymywania superabsorbentów według zastrz. 1, znamienny tym, że fazę ciągłą stanowi oligoolowy czynnik sieciujący o stężeniu masowym od 30% do 60%, korzystnie 48% względem całej mieszaniny, zawierający rozpuszczoną w nim zasadę od 50% wag. do 10% wag., korzystnie 37% wag. wodorotlenku potasu.
5. Sposób otrzymywania superabsorbentów według zastrz. 4, znamienny tym, że jako oligoolowy czynnik sieciujący stosuje się dietanoloaminę, trietanoloaminę, glikol etylenowy, diglikol etylenowy, triglikol etylenowy, glicerynę, oligoglicerole, korzystnie dietanoloaminę.
PL436705A 2021-01-19 2021-01-19 Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych PL245748B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL436705A PL245748B1 (pl) 2021-01-19 2021-01-19 Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL436705A PL245748B1 (pl) 2021-01-19 2021-01-19 Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL436705A1 PL436705A1 (pl) 2022-07-25
PL245748B1 true PL245748B1 (pl) 2024-10-07

Family

ID=83721630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL436705A PL245748B1 (pl) 2021-01-19 2021-01-19 Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245748B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012461A (en) * 1975-08-06 1977-03-15 Exxon Research And Engineering Company Process for preparing polymer powders
KR20010094318A (ko) * 2000-04-06 2001-10-31 전정수 폴리메틸메타크릴레이트 분말의 제조방법
KR100441407B1 (ko) * 2002-03-12 2004-07-23 한국화학연구원 결정성 폴리메틸메타크릴레이트 구형 분말의 제조방법
PL229699B1 (pl) * 2015-12-16 2018-08-31 Politechnika Slaska Sposób otrzymywania materiałów sorpcyjnych z poli(metakrylanu metylu)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4012461A (en) * 1975-08-06 1977-03-15 Exxon Research And Engineering Company Process for preparing polymer powders
KR20010094318A (ko) * 2000-04-06 2001-10-31 전정수 폴리메틸메타크릴레이트 분말의 제조방법
KR100441407B1 (ko) * 2002-03-12 2004-07-23 한국화학연구원 결정성 폴리메틸메타크릴레이트 구형 분말의 제조방법
PL229699B1 (pl) * 2015-12-16 2018-08-31 Politechnika Slaska Sposób otrzymywania materiałów sorpcyjnych z poli(metakrylanu metylu)

Also Published As

Publication number Publication date
PL436705A1 (pl) 2022-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI302541B (en) Water-absorbent resin and its production process
JP7321628B2 (ja) 高吸水性樹脂組成物の製造方法
Fan et al. Triggered degradable colloidal particles with ordered inverse bicontinuous cubic and hexagonal mesophases
JP7321627B2 (ja) 高吸水性樹脂組成物の製造方法
EP1696974B1 (de) Quellbare hydrogelbildende polymere mit geringem feinstaubanteil
EP2709682B1 (de) Verwendung wasserabsorbierender polymerpartikel zur absorption von blut und/oder menstruationsflüssigkeit
EP3608359B1 (en) Method for preparing superabsorbent polymer
WO2000022017A1 (de) Verfahren zur herstellung von wasserquellbaren hydrophilen polymeren, die polymere sowie deren verwendung
EP2504037A1 (de) Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender, aufgeschäumter polymerpartikel
WO2018008760A1 (ja) N-ビニルラクタム系架橋重合体、化粧料、インク用吸収剤及び吸収性複合体
JP7297371B2 (ja) 高吸水性樹脂の製造方法
CN105555812A (zh) 超吸收性聚合物及其制备方法
EP2731975A1 (de) Verfahren zur herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel mit hoher anquellgeschwindigkeit
TWI758242B (zh) 製備超吸收聚合物之方法
CN113336666A (zh) 一种普适性交联剂及其合成方法与应用
CN109400811A (zh) 离子液体中合成蔗渣木聚糖乙酰苯丙氨酸酯-g-CHMA的方法
US5514754A (en) Method of increasing the size and absorption under load of superabsorbent fine particles by impregnation with an aqueous acrylic monomer solution
WO2008046841A1 (de) Verfahren zur herstellung von superabsorbern
EP4017480B1 (en) Super absorbent polymer recycling to pressure sensitive adhesives
PL245748B1 (pl) Sposób otrzymywania superabsorbentów polimerowych
WO2013072311A1 (de) Verfahren zur herstellung thermisch oberflächennachvernetzter wasserabsorbierender polymerpartikel
JP7337408B2 (ja) 高吸水性樹脂組成物
Barsbay et al. Miscibility of dextran and poly (ethylene glycol) in solid state: Effect of the solvent choice
EP4089139A1 (en) Super absorbent polymer and preparation method thereof
CN101151281A (zh) 生产吸水性聚合物颗粒的方法