具有理想断裂性能的可形成 水凝胶的聚合材料 本发明涉及一种适用于吸收制品且具有理想断裂性能的可形成水凝胶的聚合材料，本发明还涉及一种包括一吸收结构层的一次性吸收制品，所说的吸收结构层含有可形成水凝胶的聚合材料。
众所周知，在一次性个人护理用的吸收制品中，通常使用可形成水溶胶的聚合材料，即所谓地超级吸收剂。这种吸收材料通常用于诸如尿布、训练裤、成人失禁用品、妇女护理用品等吸收制品中，从而在减少其总体积的同时增加该吸收制品的吸收能力。这种吸收材料通常被放在吸收制品的纤维基质中，如木浆绒毛(wood pulpfluff)基质。一般来说，木浆绒毛基质的吸收能力为每克木浆绒毛吸收大约6克的液体。上述吸收材料对生理盐水或人的体液如尿液的吸收能力通常至少为其自重的约10倍，优选为约20倍，经常可高达其自重的100倍。显然，在个人护理用品中加入这种吸收材料可以在增加该制品吸收能力的同时降低制品的总体积。
目前，已有许多种材料可在个人护理用品中作为可形成水凝胶的聚合材料。这种可形成水凝胶的聚合材料包括合成材料如聚丙烯酸酯。超级吸收剂通常可从各销售商处买到，如可从下述公司购买：Dow Chemical Company、Hoechst Celanese、AlliedColloids Limited或Stockhausen，Inc.。
制备可形成水溶胶的聚合材料的方法如采用研磨方法或通过反相聚合方法通常会形成具有一定粒度分布的颗粒制品。对可形成水凝胶的聚合材料进行进一步的加工、处理经常会使制品受到额外的冲击力。这种冲击力通常会造成可形成水凝胶的聚合材料颗粒的破裂，从而使小颗粒增加。但是，在许多吸收制品中，通常并不接受颗粒小于某一尺寸如约1×10-4米的可形成水凝胶的聚合材料颗粒。
在对可形成水凝胶的聚合材料进行处理及向一次性吸收制品中加入可形成水凝胶的聚合材料的过程中，所存在的相对较小的颗粒经常会导致产生风送颗粒。这些风送颗粒会产生辅助性问题或清洁问题，降低有用的可形成水凝胶的聚合材料的收率，同时由于预期的颗粒大小分布发生变化而导致所设计的制品性能发生变化。
本发明的目的是生产一种可形成水凝胶的聚合材料，该材料在具有高的吸收性能的同时也具有良好的韧性，从而使可形成水凝胶的聚合材料具有耐断裂性，因而在其处理和加工过程中能保持其颗粒大小分布。
本发明的另一个目的是制备这样一种可形成水凝胶的聚合材料，即该材料在研磨过程中能自然形成一定的理想颗粒大小分布，并在发货和处理过程中不会进一步改变其颗粒大小分布。
这些目的和其它相关的目的是通过下述可形成水凝胶的聚合材料实现的，该聚合材料是通过下述化合物制备的：
选自烯属(ethylenically)不饱和羧酸化合物和其盐的第一种化合物；包含选自醚基和羟基的官能基团的第二种化合物；其中，可形成水凝胶的聚合材料具有理想的吸收性能，并且与无第二种化合物而制备的其它均基本相同的可形成水凝胶的聚合材料相比，改进了耐断裂性能。
在本发明的一个实施方案中，具有理想断裂性能的可形成水凝胶的聚合材料是通过下述化合物制备的：
选自烯属不饱和羧酸化合物和其盐的第一种化合物；包含选自醚基和羟基的官能基团的第二种化合物；其中，可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值至少约为14，相对耐断裂值比无第二种化合物而制备的其它均基本相同的可形成水凝胶的聚合材料的相对耐断裂值高至少大约25％。
另一方面，本发明还涉及一种用于吸收液体如体液的一次性吸收制品。
这种一次性吸收制品的一种实施方案包括液体可渗透的顶层，与顶层粘附在一起的底层，以及在顶层与底层之间的吸收结构层，其中该吸收结构层包含本发明的具有理想断裂性能的可形成水凝胶的聚合材料。
图1是本发明的一次性吸收制品的一种实施方案的透视图。
一方面，本发明涉及一种可形成水凝胶的聚合材料，该种可形成水凝胶的聚合材料是通过下述化合物制备的：选自烯属不饱和羧酸化合物和其盐的第一种化合物；包含选自醚基和羟基的官能基团的第二种化合物。
本文中，″可形成水凝胶的聚合材料″是指一种通常称之为超级吸收剂的高吸收性材料。这种高吸收性材料通常能吸收一定量的液体如合成尿液、0.9％(重量)的盐水溶液或体液如月经、尿液或血液，在超级吸收剂材料的使用条件下，其吸收的量为超级吸收剂材料自身重量的至少约10倍，优选的为约20倍，更优选的为约50倍，甚至高达约100倍。典型的使用条件包括例如0-100℃的温度，及适宜的环境条件如约23℃和相对湿度约30-60％。吸收液体后，可形成水凝胶的聚合材料通常会膨胀并形成水凝胶。
可形成水凝胶的聚合物优选经过轻微交联从而使材料基本上不溶于水但在水中可膨胀。可通过例如辐射或共价键、离子键、范德瓦尔斯力或氢键进行交联。
用于制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料的第一种化合物选自烯属不饱和羧酸化合物和它们各自的盐，如钠、钾或铵盐。这些化合物可单独使用也可以两种或多种化合物的混合物形式使用。
本文中，″烯属不饱和羧酸化合物″是指同时包含烯属不饱和官能团和羧酸官能团的化合物，或者由这种包含烯属不饱和官能团和羧酸官能团的化合物制备的化合物。因此烯属不饱和羧酸化合物包括既包含烯属不饱和官能团也包含羧酸官能团的单体，及由这些单体制备的聚合物。
在本发明中用作第一种化合物的烯属不饱和羧酸化合物的实例包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸和其酸酐、富马酸、衣康酸等单体，它们的盐，由这些单体制的聚合物，或者单一单体制备的聚合物或两种或多种单体制备的共聚物，及它们的盐。
适用的烯属不饱和羧酸化合物为丙烯酸、甲基丙烯酸，它们的盐，由这些单体制备的聚合物，或者单一单体制备的聚合物或共聚物，及它们的盐。
用于制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料的第二种化合物选自包含有醚基或羟基官能团的化合物。这些化合物可单独使用或以两种或多种化合物的混合物使用。用作第二种化合物的材料实例包括：聚(乙二醇)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、聚(丙二醇)丙烯酸酯、聚(丙二醇)甲基丙烯酸酯、甲氧基聚(丙二醇)丙烯酸酯、甲氧基聚(丙二醇)甲基丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、聚亚甲基氧化物(polymethylene oxide)、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮，或这些化合物的聚合物或共聚物。
使用一定量的第二种化合物可有效地使本发明的可形成水凝胶的聚合物具有理想的吸收性能和耐断裂性能。并非希望对本发明的范围进行限定，但据信，通过第二种化合物的共聚用单体或混合型共聚物的聚醚链或聚羟基链使相对玻璃态或脆性的第一种化合物聚合物增塑，从而改变了第一种化合物的耐断裂性。据信，是由第二化合物的聚醚链或聚羟基链打断了第一种化合物中未中和的羧酸官能团间的氢键，从而产生增塑作用的。因而，只要包含能打断第一种化合物的氢键的可利用的醚基或羟基，任何共聚用单体或共聚物都可用作本发明的第二种化合物。
第二种化合物的用量在下述范围内是有益的，即对于每一摩尔的第一种化合物，第二种化合物的用量为大于0-约25％(摩尔)，优选为约0.1-20％(摩尔)，更优选地为约1-15％(摩尔)。如果以用于制备可形成水凝胶的聚合材料的第一种化合物的重量计，第二种化合物的用量为大于0-约200％(重量)，优选为约0.1-150％(重量)，更优选为约1-100％(重量)。如果以用于制备可形成水凝胶的聚合材料的第一种化合物和第二种化合物的总重量计，第二种化合物的用量约大于0-约75％(重量)，优选为约0.1～50％(重量)，更优选为约1～40％(重量)。
可以通过各种方法使第一种化合物与第二种化合物结合在一起，如通过聚合作用、共聚作用、混合作用或这些方法的组合使之结合，从而制得本发明的可形成水凝胶的聚合材料。
当采用聚合或共聚方法来制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料时，第一种化合物或第二种化合物通常分别以第一种单体或第二种单体使用。例如，可以制备一种第一种化合物单体和第二种化合物单体的混合物，然后使该混合物反应并进行共聚，生产出一种包含第一和第二化合物部分的共聚物。另外，也可以制备一种其中一化合物的聚合物和另一种化合物的单体的混合物，然后使该混合物进行共聚反应得到共聚物。通常可采用任何所要求的方法来实现化合物的聚合或共聚合，例如通过整体聚合、溶液聚合、凝胶聚合、乳液聚合、悬浮聚合或沉淀聚合。
有益地是，可以将交联剂与第一种化合物或第二种化合物一起使用。适宜的交联剂的实例为：N，N′-甲基双丙烯酰胺、三烯丙基胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三或四丙烯酸酯等。以第一种和第二种单体或化合物的总量计，交联剂的用量为约0.001-3％(摩尔)。
当采用混合方法来制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料时，第一种化合物和第二种化合物通常分别以第一种聚合物和第二种聚合物使用。可以采用本领域技术人员公知的任何混合方法进行该混合过程，如通过手工搅拌，机械混合等。
在采用混合方法制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料的一种实施方案中，用溶剂如水将第一种化合物聚合物膨胀。然后，使已膨胀的第一种化合物聚合物与第二种化合物聚合物进行溶剂交换，其中第二种化合物聚合物被第一种化合物聚合物吸收并替换出一部分溶剂。
与聚合方法相比较，采用混合方法来制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料的一个优点是混合方法比聚合方法更为简单也更为经济，因为用于混合物的合适的聚合物比相应用于制备共聚物的单体要便易。与第一种化合物和第二种化合物的单体的共聚物相比较，制备一种聚合物混合物的缺点是在可形成水凝胶的聚合材料经膨胀后，在聚合物混合物中的聚合物可扩散出来，因而，由于扩散的聚合物增加了被可形成水凝胶的聚合材料吸收的液体介质的渗透压和粘度，从而有可能降低可形成水凝胶的聚合材料的吸收能力。
也可以采用聚合和混合的综合方法来制备本发明的可形成水凝胶的聚合材料。在该方法中，例如，第一种化合物的单体首先与第二种化合物的聚合物混合，然后现场聚合第一种化合物的单体，形成第一种化合物与第二种化合物的聚合物的混合物。另外，第二种化合物的单体也可以与第一种化合物的聚合物混合后，再将第二种化合物的单体进行现场聚合，形成第一种化合物与第二种化合物的聚合物的混合物。
用于本发明吸收制品的可形成水凝胶的聚合材料应能适宜在加载下吸收液体。就本申请的目的而言，将可形成水凝胶的聚合材料在加载下吸收液体而实现其功能的能力定量描述为载荷吸收值(AUL)。AUL值表示为：在约60分钟内每克可形成水凝胶的聚合材料在载荷为0.3磅/平方英寸(大约2.0千帕斯卡)与在与加载相垂直的平面限制膨胀下吸收0.9％(重量)的氯化钠水溶液的量(克数)。用于本发明吸收结构层或制品的可形成水凝胶的聚合材料其AUL值有益地至少为约14，更有益地至少为约17，优选至少为约20，更优选至少为约25，最高可达约50。测定AUL值的方法在本文的测试方法一节中给出，该测试方法在US-A-5,149,335和US-A-5,247,072中有述，这两篇文献引入本文以作参考。
现已发现，在本发明的可形成水凝胶的聚合材料中使第一种化合物与第二种化合物组合可以使制得的可形成水凝胶的聚合材料具有较高的吸收能力，韧性增强，从而使材料更加耐断裂，因而在加工及处理过程中能基本保持其颗粒大小分布。可形成水凝胶的聚合材料韧性增强通常意味着在可形成水凝胶的聚合材料的加工、发货或处理过程中产生的相对较小的颗粒的数量较少。例如由粒径小于约5×10-6米的颗粒作代表的相对较小的颗粒通常会导致产生风送颗粒。这些风送颗粒可能会产生辅助性问题或清洁问题，降低有用的可形成水凝胶的聚合材料的收率，同时由于预期的颗粒大小分布的变化而导致设计的制品性能的变化。
本文中，可形成水凝胶的聚合材料的″耐断裂性″是指当吸收材料受到冲击时耐受断裂的能力。就本申请目的而言，可形成水凝胶的聚合材料的耐断裂能力定量描述为相对耐断裂值。被评估的试样的相对耐断裂值是这样计算的：用粒径为5×10-6米或更小的对照样的颗粒数量除以粒径为5×10-6米或更小的评估样的颗粒数量，所说的对照样为无第二种化合物而制备的其它均基本相同的可形成水凝胶的聚合材料。
本文中，″无第二种化合物而制备的其它均基本相同的可形成水凝胶的聚合材料″或其它的类似术语是指对照用的可形成水凝胶的聚合材料，该种聚合材料是采用与本发明的可形成水凝胶的聚合材料基本相同的材料及基本相同的方法制得的，只是对照用的可形成水凝胶的聚合材料不包含本发明所述的第二种化合物或不用第二种化合物制备。这样，对照用的可形成水凝胶的聚合材料通常不具有本发明的可形成水凝胶的聚合材料所具有的理想的耐断裂性能。
本发明的可形成水凝胶的聚合材料具有的相对耐断裂值比无第二种化合物而制备的其它均基本相同的可形成水凝胶的聚合材料的相对耐断裂值有益地至少高大约25％，更有益地至少高大约50％，优选至少高大约100％，更优选至少高大约1000％。
可形成水凝胶的聚合材料适宜地为颗粒形式，在未膨胀时，其最大截面直径为约5×10-5米-1×10-3米，优选为约1×10-4米-8×10-4米，该值是按照美国测试和材料协会(ASTM)测试方法D-1921通过筛析法测定的。可以理解，在上述范围内的可形成水凝胶的聚合材料的颗粒可以包含固体颗粒、多孔颗粒，或者也可以包含由许多小颗粒附聚成在上述范围内的附聚颗粒。
本发明的可形成水凝胶的聚合材料适用于吸收许多种液体，如水、盐水、合成尿液、体液如尿液、月经和血液，适用于一次性吸收制品，如尿布、成人失禁用品，床垫；还可用于妇女月经用品，如卫生巾和卫生栓；以及其它的吸收制品如抹布、围裙布、伤员服、外科用帽或布。相应地，另一方面，本发明涉及一种包含本发明的可形成水凝胶的聚合材料的一次性吸收制品。
在一次性吸收制品中使用可形成水凝胶的聚合材料使得形成的一次性吸收制品能迅速地接收排出的液体，并使制品较薄。通常，可形成水凝胶的聚合材料是以吸收结构层的形式加入在一次性吸收制品中的。这种一次性吸收制品通常包含液体可渗透的顶层，底层，以及在顶层与底层之间的吸收结构层，如该吸收结构层包含本发明的可形成水凝胶的聚合材料。
一次性吸收制品的实例在下述文献中有述，这些文献引入本文以作参考：US-A-4,710,187；US-A-4,762,521；US-A-4,770,656；US-A-4,798,603；1993.7.22日Hansen等申请的US申请序号08/096,654。
在本发明的吸收组合物、结构层或制品中可形成水凝胶的聚合材料的用量应使吸收组合物、结构层或制品能吸收所期望量的液体。吸收结构层的总重量计，可形成水凝胶的聚合材料在本发明的吸收结构层中的用量有益地为约1-100％(重量)，优选为5-99％(重量)，更优选为约10-90％(重量)。
由于在本发明的吸收结构层中可形成水凝胶的聚合材料可以高含量存在，因此，本发明的吸收结构层在保持其所要求功能的同时，相对地较薄也较轻，体积较小。
本发明的吸收结构层适于包含一种含有可形成水凝胶的聚合材料的纤维基质，其中该基质束缚或夹裹着可形成水凝胶的聚合材料。
纤维基质可以通过气流成网工艺、纺粘法或熔喷法、梳理法、湿法成网或本领域的技术人员公知的用于形成纤维基质的任何其它方法来制成。
将可形成水凝胶的聚合材料加入纤维基质中的方法是本领域的技术人员公知的。适宜的方法包括在基质形成过程中将可形成水凝胶的聚合材料引入基质中，例如通过气流成网法使纤维基质和可形成水凝胶的聚合材料同时成纤维或通过湿法成网法使纤维基质和可形成水凝胶的聚合材料同时成纤维。通常，使可形成水凝胶的聚合材料均匀分布在纤维基质中是适宜的。但是，只要仍能使吸收结构层达到所要求的吸收性能，可形成水凝胶的聚合材料也可以不是均匀分布的。另外，也可以在纤维基质形成后再向该基质施加可形成水凝胶的聚合材料。其它方法包括将可形成水凝胶的聚合材料夹在两层材料中，其中至少有一层为纤维状的并为液体可渗透的。可形成水凝胶的聚合材料可以均匀地位于两层之间，或者可位于两层所形成的不连续袋状结构中。
纤维基质可以为单一的、整体成形的层，或者为包含多层的复合层。如果纤维基质包含多层，各层相互之间优选为液体流通的，这样使存在于某一纤维层中的液体可流向或转移至其它纤维层中。例如，纤维层可以通过本领域技术人员公知的纤维素性的织物包裹材料层分离开。
当纤维基质包含单一的、整体成形的层时，可形成水凝胶的聚合材料的浓度可以沿纤维基质的厚度方向以渐次非逐步的方式或逐步的方式增加。同样，密度沿厚度以非逐步或逐步的方式降低。
本发明的吸收结构层的尺寸通常可为任意值，只要吸收结构层具有所要求的吸收特性即可。
虽然本发明的吸收结构层可以作为单独的一层或在一个较大的复合吸收结构层内作为单独的区域使用，但本发明的吸收结构层也可以与其它的吸收结构层一起使用或组合使用。本发明的吸收结构层可以按本领域技术人员公知的方法与其它吸收结构层组合，如使用粘合剂，或将不同的结构简单地迭放在一起并用例如织物将其保持在一起成为复合结构。
在本发明的一个实施方案中，提供了一种一次性吸收制品，该吸收制品包含液体可渗透的顶层，与顶层粘附在一起的底层，以及包含一种可形成水凝胶的聚合材料的吸收结构层，其中该吸收结构层在顶层与底层之间。
虽然在本发明的一个实施方案中，以婴儿尿布中使用可形成水凝胶的聚合材料为例进行了描述，但应理解，可形成水凝胶的聚合材料同样适用于本领域技术人员公知的其它一次性吸收制品。
参看附图，图1表示的是按照本发明的一个实施方案的一次性尿布1。一次性尿布1包括顶层4，底层2，以及在顶层4与底层2之间的吸收结构层6。吸收结构层6为按照本发明的吸收结构层。具体而言，在图示的实施方案中，吸收结构层6包含本发明的可形成水凝胶的聚合材料。
本领域的技术人员将会识别适宜于用作顶层和底层的材料。适宜于用作顶层的材料的实例为液体可渗透的材料，如纺粘聚丙烯或聚乙烯，其定量为约15-25克/平方米。适宜于用作底层的材料的实例为液体不可渗透的材料，如聚烯烃膜，及气体可透过的材料，如多孔聚烯烃膜。
按照本发明的各个方面，吸收制品和结构层在使用时，通常要承受体液的多次浸袭。相应地，吸收制品和结构层也优选在其使用过程中能定量吸收多次浸袭的体液，这种浸袭是吸收制品和结构层在使用时会碰到的，并且这种浸袭通常是间隔一段时间发生的，不连续的。
测试方法载荷吸收值
载荷吸收值(AUL)试验用于测量吸收材料在加载或受限制力的情况下吸收液体(0.9％(重量)的氯化钠的蒸馏水水溶液)的能力。
为了评估载荷吸收值，将可形成水凝胶的聚合材料样品进行筛分以获得相当于40-50泰勒目的颗粒尺寸。向一个杯子中放置一层0.16克经筛分的可形成水凝胶的聚合材料的颗粒样品，该杯子由硬塑料管制成，其内径为1英寸(2.5厘米)，外径为1.25英寸(3.2厘米)，其一端用相当于100泰勒目的筛封住。然后，在样品上盖上一个重为4.4克的塑料间隔片，该片略小于样品杯的内径，用于防止样品在测试中被干扰。将重量为约103克的重物放置在间隔片上，从而向可形成水凝胶的聚合材料施加约0.3磅/平方英寸的载荷。然后，测定杯子、可形成水凝胶的聚合材料和重物的总重量。再将杯子放置在一个充满0.9％(重量)氯化钠的蒸馏水水溶液的盘子中，使溶液通过筛网与可形成水凝胶的聚合材料接触。在负载重物下，使可形成水凝胶的聚合材料吸收液体约60分钟。60分钟后，从盘子中取出杯，将杯子的底部用干净的纸巾吸干以除去过量的流体，进行约2分钟。再次测定杯子、已膨胀的可形成水凝胶的聚合材料和重物的总重量。增重是由于可形成水凝胶的聚合材料吸收盐水膨胀之故。60分钟后吸收的盐水溶液的重量即为AUL值，表示为吸收的盐水溶液的克数/1克吸收材料。通常，同时对可形成水凝胶的聚合材料样品进行三个平行实验，其平均值即为得到的可报导的AUL值。
耐断裂值
耐断裂值试验用于测量吸收材料当被施以冲击力时耐受断裂的能力。
为了实施该试验，将欲评估的材料在65℃下过夜干燥，再将其置于干燥器中的氢氧化钠丸上备用。然后，将材料放置在一个实验室磨(可从Gilson Company得到，商标名为A-10实验室磨，由Tekmar Company生产)中，运行120秒。由于实验室磨除上开启/关闭开关外没有其它控制标识，实验室磨的操作条件基本上是预置的。形成的粉末通过一套3英寸的不锈钢美国标准试验筛(A.S.T.M.E-11规格)分别相当于20、30、40、50、70、100、140和200泰勒目尺寸。记录每一个筛子上和底盘中的粉末重量，然后将其转换成总重量的累积百分数。将该累积百分数按可能的比例与筛孔尺寸的对数值log10作曲线图。对于简单的易碎断裂，该曲线通常为直线，且可以外延以确定断裂后落入某一粒径范围内的材料的百分数值。如该百分数值对应″微细粒″或表明其可形成气溶胶时，该材料则需要在生产区域内进行工程控制。对于颗粒粒径的讨论和解释可参见例如下述文献：Instruction Manual for the Series 290Marple Personal Cascade Impactors，Bulletin No.290I.M.-3-82和handout″Particle Statistics，″D.W.Cooper fromthe IBM Corporation，在Minnesota大学短期班上的发言″Aerosol Measurement：science and Technology″(Minneapolis，1984，8，27-30)，上述文献引入本文以作参考。为了评估耐断裂性，聚合物以低于5×10-6米的分布百分数作比较，5×10-6米这个尺寸意味着如果大量存在该尺寸的颗粒，则需要进行工程控制。
直线偏移表明在所述材料中沿某些平面会优先断裂。这种偏移在实施例11中可以看到。优先断裂平面在工业上可能是有价值的，这是因为，正如在实施例1l中看到的那样，如果颗粒在减小到低于约7×105米之前从研磨操作中排出，则整体聚合物将形成稳定的颗粒大小分布而没有微粒。
为更易于对不同的材料样品进行比较，将未用第二种化合物制备的对照样的颗粒尺寸为5×10-6米或更小颗粒数量得到的耐断裂评估值定义为相对耐断裂值1.0。其它除用第二种化合物制备外相同于对照样的欲评估的样品其耐断裂值相对于对照进行测定。被评估的试样的相对耐断裂值是这样计算的：用粒径等于或小于约5×10-6米的对照样的颗粒数量除以粒径等于或小于约5×10-6米的评估样的颗粒数量。实施例1
按照下述过程制备作为对照材料的75％中和的聚丙烯酸钠：
在具有4个开孔顶的1升聚合物反应器上安装搅拌器、氮气入口、水冷冷凝器和深孔热电偶。将该装置插入2升的加热套中，该加热套装有压缩空气冷却器，后者经电子温度控制器由温度传感器联接。设置该控制器以保持反应器温度为约70℃。在反应过程中连续用氮气以100毫升/分钟的速度进行吹扫。
依次向反应器中加入154毫升的水、15.0克(0.375摩尔)的氢氧化钠丸、36.0克(0.5摩尔)的丙烯酸及0.77克(0.005摩尔)的亚甲基双丙烯酰胺，亚甲基双丙烯酰胺经粉末漏斗送入并用10毫升水洗涤，此时，将加热套打开并开始计时。然后制备0.2克(0.00084摩尔)的过硫酸钠(Na2S2O8)在10毫升水中的溶液，并将其加入反应器中。
在反应物完全胶凝后，立即关掉搅拌器和加热器，记录时间。1小时后，将反应器中的内容物倒出，将凝胶切割成豆粒大小的小块，将其在125℃下至少干燥2小时。将干燥后的凝胶装瓶备用。得率大约为46克。
按照前述的方法评估可形成水凝胶的聚合材料产品的载荷吸收值和相对耐断裂值，该材料两次的测试结果的平均值示于表1。该对照材料的相对耐断裂值为1.0。实施例2-8
制备75％中和的聚丙烯酸钠和各种含醚和羟基的甲基丙烯酸酯的共聚物。重复实施例1的过程，只是以丙烯酸量计，将10％(摩尔)的具体的甲基丙烯酸酯和附加的0.08克(0.0005摩尔)的亚甲基双丙烯酰胺也加至反应器中似保持总的单体与交联剂的摩尔比。
按照前述的方法评估可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值，结果示于表1。表1也给出了每一个实施例所使用的单甲基丙烯酸酯共聚用单体。对这些含聚乙二醇的单甲基丙烯酸酯共聚用单体而言，顺便也示出了聚乙二醇的分子量。
实施例9
制备75％中和的聚丙烯酸钠和聚(丙二醇)单甲基丙烯酸酯的共聚物。重复实施例1的过程，只是将10克(22％(重量)，以聚丙烯酸钠量计)的聚(丙二醇)单甲基丙烯酸酯加至反应器中。此外，将1.0克的非离子表面活性剂加至反应器中以加溶聚(丙二醇)单甲基丙烯酸酯，表面活性剂包含用聚氧乙烯封端的四个官能团的聚氧丙烯嵌段共聚物(商品名为Tetronic 1508，从BASF-WyandotteCorporation得到)。
按照前述的方法评估可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对对耐断裂值，结果示于表1。
从表1可以看出，所有的含醚或羟基的共聚用单体在干的聚合物材料研磨过程中所产生的形成气溶胶颗粒(材料的颗粒粒径约为5×10-6米或更小)的量均降低了。形成气溶胶的组分降低通常伴随着含聚乙二醇的共聚用单体链长的增加，同时这种降低也会增加羟基的含量。
从表1还可看出，与对照样聚丙烯酸钠相比，共聚物的吸收性能(以AUL值表示)通常降低了。尽管尚不能希望有任何特定的理论来解释，但据信，吸收性能的降低可能是因为由单丙烯酸酯起始材料中的二丙烯酸酯的污染引起的附加的交联造成的。因此，可以改进或优化本发明的可形成水凝胶的聚合材料的加工条件，从而在基本保持可形成水凝胶的聚合材料制品理想的断裂断性能的同时，改进其吸收性能。例如，减少交联剂的量可改进共聚物产品的吸收性能。该作用在实施例10中示出。
实施例10
制备75％中和的聚丙烯酸钠和聚乙二醇甲基丙烯酸酯(其中聚乙二醇的分子量为约400)的共聚物。采用实施例1的方法，只是将24.2克(0.05摩尔)的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和0.29克(0.0019摩尔)的亚甲基双丙烯酰胺加至反应器中。
按照前述的方法评估可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值，结果示于表1。
从表1可以看出，与实施例6相比，该实施例10的AUL值改善了。但相对耐断裂值降低了。实施例10与实施例6唯一的区别是交联剂的用量不同。
实施例11-14
该实施例对所用的第二种化合物的共聚用单体的摩尔百分比的变化进行评估。采用实施例1的方法，只是将不同用量的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(其中甲氧基聚乙二醇的分子量为约1000)加至反应器中。然后，按照本文所述的方法对可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值进行评估，结果示于表1。
从表1看出，实施例12或13(分别含5％和10％(摩尔)的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)的断裂性能相差很小，而实施例11和14(分别含1％和15％(摩尔)的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯)在断裂过程中产生的粉末存在极大的差异。实施例14的材料在室温下为橡胶状的，可以切割，但不能通过实验室磨进行断裂。
实施例11非常有趣。累积重量百分比与筛子的尺寸的对数值曲线表明，两条分开的曲线相交于约7×10-5米处。大块的材料明显地断裂为小于约70目的颗粒，而小于70目的颗粒明显地极为脆且易碎而不是断裂，这使基本上100％材料转化为小于5×10-6米的颗粒。这种结果表明，如果能在颗粒仍处于70目以上时就将其取出，材料的加工可基本上无粉末。
实施例15-16
采用实施例1的方法，只是将不同用量的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(其中聚乙二醇的分子量为约400)加至反应器中，但不向其中加入亚甲基双丙烯酰胺。
按照前述的方法评估可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值，测试结果示于表1。
实施例17-18
该实施例对使用第二种化合物的聚合物作为混合剂与聚丙烯酸酯聚合物的作用进行评估。采用实施例1的方法，只是除了加入丙烯酸外，还要将不同重量的聚乙二醇(其中聚乙二醇的分子量为约8000，可从Union Carbide Corporation得到)加至反应器中。然后，按照本文所述的方法对可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值进行评估，结果示于表1。
从实施例17和18可以看出，在聚丙烯酸钠聚合之前加入含醚的聚合物，将增强颗粒的耐断裂性能。
实施例19
采用实施例1的方法，只是在制备后，将制得的聚丙烯酸钠切成小块。然后，将切成小块的材料加至过量的聚乙二醇中(其中聚乙二醇的分子量为约600)。切成小块的材料在聚乙二醇中脱水后，通过过滤分离出固体，用丙酮反复洗涤，从而除去所有外加至聚丙烯酸钠中的聚乙二醇，再于空气中干燥。然后，按照本文所述的方法对可形成水凝胶的聚合材料的载荷吸收值和相对耐断裂值进行评估，结果示于表1。
虽然本发明是以上述具体的实施方案进行详细描述的，但对本领域的技术人员而言，在对上述描述深入理解之后，易于设想这些实施方案的各种变化、改进和等同代换，这些变化，改进和等同代换均在本发明权利要求所保护的范围内。
表1
第二种化合物
以所用丙烯酸计的用量 小于5×10-6米 相对耐试样号 类型 摩尔比％ 重量比％ AUL 的颗粒分布(％) 断裂值 1 无(对照)(两次平均) 0 0 21.0 6.4×10-4 1.0 2 甲氧基聚乙二醇(200)甲基丙烯酸酯 10 33 16.9 4.5×10-4 1.4 3 甲氧基聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯 10 56 16.6 2.0×10-4 3.2 4 甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯 10 110 15.1 1.5×10-8 4.3×104 5 聚乙二醇(200)甲基丙烯酸酯 10 32 11.3 2.6×10-5 24.6 6 聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯 10 54 5.4 7.3×10-9 8.8×104 7 甲基丙烯酸2-羟乙酯 10 14 14.4 1.7×10-4 3.8 8 甘油-1-甲基丙烯酸酯 10 18 8.2 2.0×10-5 32 9 聚(丙)二醇 10 22 8.0 2.0×10-10 3.2×10610 聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯 10 54 13.3 1.7×10-6 37611 甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯 1 12 18.2
20-70目 1.6×10-15 4.0×1011
70-100目e 100 6.4×10-612 甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯 5 43 15.7 1.6×10-9 4.0×10513 甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯 10 120 15.7 2.3×10-8 2.8×10414 甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯 15 179 7.5 9.4×10-15 6.8×101015 聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯 2 10 7.7 9.4×10-6 6816 聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯 10 53 10.6 1.6×10-9 4.0×10517 聚乙二醇(8000) -- 5 8.1 3.7×10-4 1.718 聚乙二醇(8000) -- 22 14.1 8.9×10-23 7.2×101819 聚乙二醇(600) -- -- 16.0 1.9×10-7 3.4×103*非本发明的实施例