[发明专利]纳米多孔超吸收颗粒

说明书

本发明公开了超吸收颗粒，所述超吸收颗粒具有约50至约2,000微米的中值尺寸并且包含多孔网络，所述多孔网络包括平均横截面尺寸为约10至约500纳米的多个纳米孔，其中所述超吸收颗粒表现出约80秒或更短的涡旋时间，以及5达西或更大、10达西或更大、20达西或更大、30达西或更大、60达西或更大、或90达西或更大的自由溶胀凝胶床渗透率(GBP)。一种形成此类超吸收颗粒的方法，所述方法包括形成包含超吸收聚合物和溶剂体系的组合物；使所述组合物与非溶剂体系接触以通过相转化引发所述多孔网络的形成；从所述组合物中除去非溶剂；以及使所述超吸收颗粒进行表面交联。

背景技术

超吸收材料用于多种多样的应用中以帮助吸收流体。这些材料通常能够吸收其自身重量几倍的量的流体(例如，水、盐水等)。然而，与许多常规的超吸收材料相关联的一个问题是，当它们最初与流体接触时，吸收速率可能相对缓慢。因此，目前需要表现出相对快的吸收速率(特别是在最初与流体接触时)的超吸收材料。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了超吸收颗粒，其具有约50微米至约2,000微米的中值尺寸并且包含多孔网络，该多孔网络包括平均横截面尺寸为约10纳米至约500纳米的多个纳米孔。超吸收颗粒表现出约80秒或更短的涡旋时间，以及5达西或更大的自由溶胀凝胶床渗透率(GBP)。

在另一方面，一种用于形成前述权利要求中任一项的超吸收颗粒的方法包括：形成包含超吸收聚合物和溶剂体系的组合物；使组合物与非溶剂体系接触以通过相转化引发多孔网络的形成；从组合物中除去非溶剂；以及表面交联超吸收颗粒。

本公开的其他特征和方面在下文更详细地讨论。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本公开的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：

图1描绘了可用于测量本公开的多孔超吸收颗粒的负荷下吸收性(“AUL”)的设备；

图2示出了图1的AUL组件；

图3A-3F示出了实施例1的超吸收颗粒的SEM显微照片，其中图3A(456X)、图3B(10,000X，断裂)和图3C(55,000X，断裂)示出了孔形成之前的颗粒，并且图3D(670X)、图3E(10,000X，断裂)和图3F(55,000X，断裂)示出了孔形成之后的颗粒；

图4示出了实施例1中提及的对照颗粒在溶剂交换之前的孔径分布；

图5示出了实施例1的颗粒在用甲醇进行溶剂交换之后的孔径分布；

图6示出了实施例2的颗粒在用乙醇进行溶剂交换之后的孔径分布；

图7示出了实施例3的颗粒在用异丙醇进行溶剂交换之后的孔径分布；并且

图8示出了实施例4的颗粒在用丙酮进行溶剂交换之后的孔径分布。

在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本公开的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的各个方面，其一个或多个实例在下文示出。每个实例都以说明本公开而非限制本公开的方式提供。事实上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不背离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开做出各种修改和变化。例如，作为一个方面的一部分而说明或描述的特征可以用于另一个方面以产生又一个方面。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的此类修改和变化。