具体实施方式

本公开涉及一种吸收剂制品，所述吸收剂制品具有顶片、底片和设置在顶片与底片之间的吸收芯。吸收芯含有吸收水、水性液体、血液等的颗粒状超吸收聚合物组合物。本发明的颗粒超吸收聚合物组合物具有优异的性能特性并将在本文中进一步详细描述。首先，提供了可以与颗粒超吸收聚合物组合物一起使用的典型吸收制品的描述。

将参考图1说明典型的吸收制品。图1示出了采用本发明的颗粒超吸收聚合物组合物的示例性一次性吸收制品10，其是婴儿一次性纸尿裤。在用于婴儿的一次性纸尿裤中使用颗粒超吸收聚合物组合物的实例旨在是代表性的，而不是限制性的；本发明的颗粒超吸收聚合物组合物可以与吸收制品的其他类型的和构造类似地一起使用。一次性吸收制品10包括底片或(外覆层)20、与底片20成面对关系定位的液体可渗透顶片(或身体侧衬里)22、以及位于顶片22与底片20之间的吸收芯24，诸如吸收垫。制品10具有外表面23、前腰区25、后腰区27以及连接前后腰区25、27的裆区29。底片20限定长度和宽度，在所示的方面，所述长度和宽度与制品10的长度和宽度一致。吸收芯24通常限定分别小于底片20的长度和宽度的长度和宽度。因此，制品10的边缘部分(诸如底片20的边缘区段)可延伸超过吸收芯24的末端边缘。在所示的方面中，例如，底片20向外延伸超过吸收芯24的末端边缘，以形成制品10的侧边缘和端部边缘。顶片22通常与底片20共同延伸，但可任选地根据需要覆盖比底片20的面积更大或更小的面积。换句话讲，顶片22以叠置关系连接到底片20。底片20和顶片22在使用时分别面向衣物和穿戴者的身体。

为了提供改善的贴合并有助于减少身体排出物从制品10的渗漏，制品侧边缘和端部边缘可用合适的弹性构件(诸如单根或多根弹性股线)进行弹性处理。弹性股线可由天然或合成橡胶组成，并且可任选地是可热收缩的或可热弹性化的。例如，如图1中代表性地示出，制品10可包括腿部弹性件26，其被构造成可操作地收紧并褶皱制品10的侧边缘以提供弹性化腿带，所述弹性化腿带可紧密贴合在穿戴者的腿部周围以减小渗漏并提供改善的舒适性和外观。类似地，腰部弹性件28可用于使制品10的端部边缘弹性化，以提供弹性化腰部。腰部弹性件28被构造成可操作地收紧并褶皱腰部区段，以在穿戴者腰部周围提供有回弹力的、舒适密切的贴合。在示出的方面中，为了清楚起见，示出了处于未收缩的拉伸状态的弹性构件。

可使用紧固装置诸如钩环紧固件30将制品10固定在穿戴者身上。替代地，可采用其他紧固装置，诸如纽扣、别针、按扣、胶带紧固件、粘聚性物、蘑菇-环紧固件、带等，以及包括前述紧固件中的至少一种的组合。另外，可提供两个以上的紧固件，特别是如果制品10以预紧固构造提供。

制品10还可包括在吸收芯24与顶片22或底片20之间的其他层。例如，制品10还可包括位于顶片22与吸收芯24之间的涌流管理层34，以防止流体流出物的汇聚并进一步改善空气交换和流体流出物在制品10内的分布。

制品10可具有各种合适的形状。例如，制品10可具有整体矩形形状、T形形状或近似沙漏形状。在所示的方面，制品10具有大致I形。制品10还限定纵向方向36和横向方向38。可结合到吸收制品上的其他合适的制品部件包括防漏翼片、腰部翼片、弹性体侧裁片等。可能的制品构造的实例描述于1989年1月17日授予Meyer等人的美国专利第4,798,603号、1993年1月5日授予Bernardin的美国专利第5,176,668号、1993年3月9日授予Proxmire等人的美国专利第5,192,606号和1996年4月23日授予Hanson等人的美国专利第5,509,915号中。

制品10的各种部件采用各种类型的附接机构(诸如粘合剂、声波粘结、热粘结等，以及包括前述机构中的至少一种的组合)整体组装。在所示的方面，例如，顶片22和底片20通过粘合剂(诸如热熔融压敏粘合剂)的线组装到吸收芯24中。类似地，诸如弹性构件26和28、紧固构件30和涌流层34的其他制品部件可通过采用上文确定的附接机构组装到制品10中。

制品10的底片20可包括用于此类应用的任何材料，诸如基本上蒸气可渗透的材料。底片20的渗透性可被构造成在使用期间增强制品10的透气性并减少穿戴者皮肤的水合作用，而不允许蒸气(诸如尿液)在底片20的面向衣物的表面上过度冷凝，所述过度冷凝可不期望地润湿穿戴者的衣服。底片20可被构造成对至少水蒸气是可渗透的，并且可具有大于或等于约1,000克/平方米/24小时(g/m²/24h)的水蒸气透过率。例如，底片20可限定约1,000至约6,000g/m²/24h的水蒸气透过率。

底片20也理想地为基本上液体不可渗透的。例如，底片20可被构造成提供大于或等于约60厘米(cm)、或更具体地大于或等于约80cm并且甚至更具体地大于或等于约100cm的水压头值。一种用于确定材料对液体渗透的抗性的合适技术是1968年12月31日颁布的联邦测试方法标准(FTMS)191方法5514。

如上所述，底片20可包括用于此类应用的任何材料，并且理想地包括直接提供上述所需水平的液体不可渗透性和空气渗透性的材料和/或可以某种方式改性或处理以提供此类水平的材料。底片20可以是被构造成提供所需水平的液体不可渗透性的非织造纤维网。例如，包括纺粘和/或熔喷聚合物纤维的非织造纤维网可选择性地用防水涂层处理和/或用液体不可渗透的、蒸汽可渗透的聚合物膜层合以提供底片20。在另一方面，底片20可包括非织造纤维网，所述非织造纤维网包括多个无规沉积的疏水热塑性熔喷纤维，这些纤维彼此充分地粘结或以其他方式连接以提供基本上蒸气可渗透且基本上液体不可渗透的纤维网。底片20还可包括已部分涂覆或以其他方式被构造成在选定区域中提供液体不可渗透性的蒸汽可渗透的非织造层。在又一个实例中，底片20由可延展材料提供。此外，底片20材料可在纵向36和/或横向38方向上具有拉伸。当底片20由可延展或可拉伸的材料制成时，制品10为穿戴者提供附加益处，包括改善的贴合。

用于帮助将穿戴者的皮肤与保持在吸收芯24中的液体隔离的顶片22可限定对穿戴者皮肤的柔顺、柔软、无刺激的感觉。此外，顶片22的亲水性可比吸收芯24低，以便向穿戴者提供相对干燥的表面，并且可以是足够多孔的以便为液体可渗透的，从而使得液体可容易地穿透其厚度。合适的顶片22可由广泛选择的纤维网材料制成，诸如多孔泡沫、蜂窝状泡沫、有孔塑料膜、天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如，聚酯或聚丙烯纤维)等，以及包括前述材料中的至少一种的材料的组合。

各种织造和非织造织物均可用于顶片22。例如，顶片22可包括(例如，聚烯烃纤维的)熔喷或纺粘纤维网、(例如，天然和/或合成纤维的)粘结梳理纤维网、基本上疏水的材料(例如，用表面活性剂处理或以其他方式加工以赋予所需水平的润湿性和亲水性的材料)等，以及包括前述中的至少一种的组合。例如，顶片22可包括非织造纺粘聚丙烯织物，任选地包括约2.8旦尼尔至约32旦尼尔的纤维，所述纤维形成具有约22克/平方米(g/m²)基重和约0.06克/立方厘米(g/cc)密度的纤维网。

制品10的吸收芯24可包括与颗粒超吸收聚合物组合物的颗粒混合的亲水性纤维的基质，诸如纤维素纤维的纤维网。木浆绒毛可与合成的、聚合的、熔喷的纤维等以及包括前述中的至少一种的组合进行交换。颗粒超吸收聚合物组合物可以与亲水性纤维基本上均匀混合或可以不均匀混合。替代地，吸收芯24可包括纤维网和颗粒超吸收聚合物组合物和/或用于将颗粒超吸收聚合物组合物保持在局部区域中的合适基质的层合物。当吸收芯24包含亲水性纤维和颗粒超吸收聚合物的组合时，亲水性纤维和颗粒超吸收聚合物组合物可形成吸收芯24的平均基重，所述基重可为约300克/平方米(g/m²)至约900g/m²，或更具体地约为500g/m²至约800g/m²，并且甚至更具体地约550g/m²至约750g/m²。

通常，颗粒超吸收聚合物组合物以按吸收芯24的总重量计大于或等于约50重量％(重量百分比)或更理想地大于或等于约70重量％的量存在于吸收芯24中。例如，在一个特定方面，吸收芯24可包含层合物，所述层合物包含大于或等于约50重量％或更理想地大于或等于约70重量％的颗粒超吸收聚合物组合物，所述颗粒超吸收聚合物组合物被纤维网或用于将高吸收性材料保持在局部区域中的其他合适的材料包裹。

任选地，吸收芯24还可包括载体(例如，基本上亲水的薄纸或非织造包裹片材(未示出))，以帮助保持吸收芯24的结构的完整性。薄纸包裹片材可围绕高吸收性材料和/或纤维的纤维网/片材放置，任选地在其至少一个或两个主要的面向表面上。薄纸包裹片材可以包括吸收性纤维素材料，诸如起皱的填絮或高湿强度的薄纸。薄纸包裹片材可任选地被构造成提供芯吸层，所述层有助于在构成吸收芯24的吸收纤维团块上快速分布液体。如果采用这种载体，则着色剂40可任选地被设置在所述载体中，在吸收芯24的与底片20相对的一侧上。

由于吸收芯24的薄度和吸收芯24内的高吸收性材料，吸收芯24本身的液体摄取速率可能太低，或不能充分地承受液体多次涌入吸收芯24。为了改善总体液体摄取和空气交换，制品10还可包括多孔的液体可渗透层或涌流管理层34，如图1中代表性地示出。涌流管理层34的亲水性通常比吸收芯24低，并且可具有可操作的密度和基重水平，以快速聚集和暂时保持液体涌流，将液体从其初始入口点转移并基本上完全将液体释放到吸收芯24的其他部分。这种构造可有助于防止液体汇聚和聚集在制品10的贴靠穿戴者皮肤定位的部分上，从而减少穿戴者的湿润感。涌流管理层34的结构还可增强制品10内的空气交换。

各种织造和非织造织物可用于构造涌流管理层34。例如，涌流管理层34可以是包括以下的层：合成纤维(诸如聚烯烃纤维)的熔喷或纺粘纤维网；粘结梳理纤维网或气流成网纤维网，包括例如天然和/或合成纤维；任选地用表面活性剂处理或以其他方式加工以赋予所需水平的润湿性和亲水性的疏水材料等，以及包括前述中的至少一种的组合。粘结梳理纤维网例如可以是使用低熔点粘结剂纤维、粉末和/或粘合剂粘结的热粘结纤维网。所述层可任选地包括不同纤维的混合物。例如，涌流管理层34可包括具有约30至约120g/m²基重的疏水非织造材料。

底片20理想地包括基本上液体不可渗透的材料，并且可以是弹性的、可拉伸的或不可拉伸的。底片20可以是液体不可渗透的材料的单层，但理想地包括多层层合结构，其中这些层中的至少一者是液体不可渗透的。例如，底片20可包括液体可渗透的外层和液体不可渗透的内层，其通过层合粘合剂(未示出)适当地接合在一起。可以从FindleyAdhesives，Inc.，Wauwatosa，Wis.，U.S.A.或从National Starch and Chemical Company，Bridgewater，N.J.U.S.A.获得合适的层合粘合剂，其可以作为珠子、喷雾、平行漩涡等以连续方式或间歇方式施加。液体可渗透的外层可以是任何合适的材料，并且理想地是提供大致布状纹理的材料。这种材料的一个实例是20gsm(克/平方米)的纺粘聚丙烯非织造纤维网。外层也可由制备液体可渗透的顶片22的那些材料制成。虽然外层不是必须为液体可渗透的，但是理想的是，其为穿戴者提供相对布状质地。

底片20的内层可以是液体和蒸汽均不可渗透的，或者可以是液体不可渗透的而蒸汽可渗透的。内层期望地由薄塑料膜制成，但是也可以使用其他柔性的液体不可渗透的材料。内层或液体不可渗透的底片20为单层时防止废物弄湿诸如床单和衣服之类的制品以及穿戴者和护理者。用作液体不可渗透的内层或单层液体不可渗透的底片20的合适的液体不可渗透的膜是可从Edison Plastics Company，South Plainfield，N.J.，U.S.A.商购获得的1.0密耳聚乙烯膜。如果底片20是单层材料，则可以对其进行压花和/或糙面精整处理，以提供更布状的外观。如早前所提及的那样，液体不可渗透的材料可使得蒸汽可从一次性吸收制品的内部逸出，而仍然防止液体通过底片20。合适的“可呼吸的”材料由进行了涂布或以其他方式处理以赋予所需水平的液体不可渗透性的微孔聚合物膜或非织造织物构成。合适的微孔膜是可从Mitsui Toatsu Chemicals，Inc.，Tokyo，Japan商购获得的PMP-1膜材料，或可从3M Company，Minneapolis，Minn.，U.S.A.商购获得的XKO-8044聚烯烃膜。

液体可渗透的顶片22被示为覆盖在底片20上面，并且可以但不必具有与底片20相同的尺寸。顶片22理想地为柔顺的、柔软感的且对儿童的皮肤无刺激。

顶片22可由广泛选择的纤维网材料制成，诸如合成纤维(例如，聚酯纤维或聚丙烯纤维)、天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、天然纤维与合成纤维的组合、多孔泡沫、蜂窝状泡沫、有孔塑料膜等。各种织造和非织造织物均可用于顶片22。例如，顶片可由聚烯烃纤维的熔喷或纺粘纤维网构成。顶片还可以是由天然和/或合成纤维构成的粘合梳理纤维网。

顶片22可由基本上疏水的材料构成，并且疏水材料可任选地用表面活性剂处理或以其他方式加工以赋予所需水平的润湿性和亲水性。例如，所述材料可用约0.28重量％的可从Rohm and Haas Co.以商品名Triton X-102商购获得的表面活性剂进行表面处理。可通过例如喷雾、印刷、刷涂等任何常规的方式施加表面活性剂。表面活性剂可施加到整个顶片22，或可选择性地施加到顶片22的特定区段，诸如沿纵向中心线的中间区段。

替代地，合适的液体可渗透的顶片22为具有约27gsm基重的非织造双组分纤维网。非织造双组分纤维网可以是纺粘双组分纤维网或粘合梳理双组分纤维网。合适的双组分短纤维包括可得自CHISSO Corporation，Osaka，Japan的聚乙烯/聚丙烯双组分纤维。在此特定的双组分纤维中，聚丙烯形成芯，并且聚乙烯形成纤维的外皮。其他纤维取向也是可能的，诸如多瓣、并列型和端对端等。尽管底片20和顶片22可包括弹性体材料，但在一些实施方案中，可能期望复合结构通常为非弹性的，其中顶片、底片20和吸收芯24包括通常为非弹性体的材料。

合适的弹性材料描述于以下美国专利中：1990年7月10日授予Van Gompel等人的美国专利第4,940,464号、1993年7月6日授予Pohjola的美国专利第5,224,405号、1992年4月14日授予Pohjola的美国专利第5,104,116号和1991年9月10日授予Vogt等人的美国专利第5,046,272号，所有这些专利均以引用方式并入本文。在特定的实施方案中，弹性材料包括拉伸-热层合材料(STL)、颈缩粘结层合材料(NBL)、可逆颈缩层合材料或拉伸-粘结层合材料(SBL)材料。制备这样的材料的方法是本领域技术人员熟知的并在以下专利中有所描述：1987年5月5日授予Wisneski等人的美国专利第4,663,220号；1993年7月13日授予Morman的美国专利第5,226,992号；和1987年4月8日以Taylor等人名义的公开的欧洲专利申请第EP 0 217 032号；所有这些专利均以引用方式并入本文。

吸收芯24可包括可选自天然的、合成的和改性的天然聚合物和材料的能够吸收水分的合适的超吸收聚合物(或材料)。超吸收材料可以为无机材料，诸如硅胶；或有机化合物，诸如交联聚合物。本发明的吸收制品10包括具有将在本文中描述的独特性能特性的颗粒超吸收聚合物复合物。颗粒超吸收聚合物组合物可以单独使用或与吸收芯24中的其他吸收材料组合使用。例如，颗粒超吸收聚合物复合物可以与标准超吸收聚合物和纸浆纤维中的一种或多种组合使用。

本发明的颗粒超吸收聚合物组合物本身可通过两种方法中的一种或这些方法的组合来制造。

为了清楚起见，下文鉴定为“工艺A”的过程中的一种是制备超吸收聚合物组合物，其包括以下步骤：

1)制备单体混合物，所述单体混合物包括具有至少一部分被中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体；HLB值为20至40、浓度为50ppmw至200ppmw的阴离子表面活性剂；内部交联剂；和聚合引发剂，其中单体混合物通过包括以下步骤的方法形成：将含有阴离子表面活性剂的溶液与含有单体和内部交联剂的混合物混合，同时使溶液以50至1500 1500(min^-1)的空速穿过其中具有多个突出销的管状流动通道，

2)进行交联聚合以形成水凝胶聚合物，

3)干燥、粉碎和分类所述水凝胶聚合物以形成基础聚合物粉末，和

4)在存在表面交联剂的情况下进一步交联基础聚合物粉末的表面以形成表面交联层。

在工艺A的制备中，满足特定HLB值的阴离子表面活性剂包括于单体混合物中，其中单体混合物通过将阴离子表面活性剂溶液与含有单体和内部交联剂的混合物混合，同时使溶液以50至1500(min^-1)的空速穿过特定类型的管状流动通道来形成。

当含有阴离子表面活性剂的溶液与单体等混合以按这种方式形成单体混合物时，可极大地促进溶液中气泡的形成，而含有阴离子表面活性剂的溶液与管状流动通道中的多个突出销碰撞。此外，由于固定量的阴离子表面活性剂的作用，气泡可以高度稳定，并且这类气泡可以大量保留在单体混合物内。

因此，当使用通过工艺A的方法形成的单体混合物进行交联聚合时，确认与任何常规方法相比，气泡的形成是促进的，并且因此可以产生基础聚合物粉末和具有高度发达的多孔结构的超吸收聚合物。

因此，根据工艺A，由于其具有高度发达的多孔结构，因此可以产生展现进一步改善的吸收速率的颗粒超吸收聚合物组合物。此外，已发现，由于可省略基于碳酸盐的发泡剂的使用，并且所使用的阴离子表面活性剂的量也相对减少，因此可良好地维持颗粒超吸收聚合物组合物的其他物理特性，诸如表面张力、液体渗透率或容积密度。

本发明还提供了用于制备超吸收聚合物组合物的方法，所述超吸收聚合物组合物在下文中被鉴定为“工艺B”，其包括以下步骤：

1)制备单体组合物，所述单体组合物包括具有至少一部分被中和的酸性基团的水溶性烯属不饱和单体、内部交联剂和聚合引发剂，

2)使用微气泡发生器在水溶液中产生气泡，并且将无机细颗粒引入具有气泡的水溶液中，随后通过使用超声处理来产生微气泡，

3)混合其中已产生微气泡的水溶液和单体组合物，随后交联聚合以形成水凝胶聚合物，

4)干燥、粉碎和分类所述水凝胶聚合物以形成基础聚合物粉末，和

5)在存在表面交联剂的情况下进一步交联基础聚合物粉末的表面以形成表面交联层。

在下文中，将更详细地描述工艺A和B的制备方法以及从中获取的颗粒超吸收组合物。

在工艺A的制备中，水溶性烯属不饱和单体可以是通常用于制备超吸收聚合物材料的任何单体。作为非限制性实例，水溶性烯属不饱和单体可以是由以下化学式1表示的化合物：

[化学式1]

R₁-COOM¹

化学式1中，

R₁是含有不饱和键的具有2个至5个碳原子的烷基，

M¹是氢原子、单价或二价金属、铵基或有机胺盐。

优选地，单体可以是选自(甲基)丙烯酸和单价金属盐、二价金属盐、铵盐和这些酸的有机胺盐的一种或多种化合物。当(甲基)丙烯酸和/或其盐以这种方式用作水溶性烯属不饱和单体时，其优点在于获得具有改善的吸水率的超吸收聚合物。此外，可以使用马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙烷磺酸、2-甲基丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸或2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(N，N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、(N，N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等作为单体。

此处，水溶性烯属不饱和单体可以是具有其中至少一部分被中和的酸性基团的单体。优选地，单体可以是其中单体用碱性物质(诸如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等)部分中和的那些单体。

在这种情况下，单体的中和程度可以是55mol％至95mol％、或60mol％至80mol％、或65mol％至75mol％。中和程度的范围可以根据最终物理特性而变化。过度高程度的中和导致中和单体沉淀，并且因此可能不容易发生聚合，而过度低程度的中和不仅极大地恶化了聚合物的吸收力，而且还赋予聚合物难以处置的特性，如弹性橡胶。

例如，含有单体的单体混合物可以溶液状态例(诸如水溶液)提供。考虑到聚合时间和反应条件，可以适当地控制单体混合物中水溶性烯属不饱和单体的浓度，并且例如，浓度可以是20重量％至90重量％或40重量％至65重量％。

所述浓度范围对于使用高浓度水溶液的聚合反应中发生的凝胶效应现象来消除在聚合后去除未反应单体的需要以及对于改善下述聚合物的粉碎过程中的粉碎效率可能是有利的。然而，如果单体的浓度太低，那么超吸收聚合物的产率可变得低。相反，如果单体的浓度太高，那么存在以下过程问题：单体的一部分沉淀，或在粉碎聚合水凝胶聚合物后降低粉碎效率，并且可以降低超吸收聚合物的物理特性。

同时，上述单体可以与HLB值为20至40的阴离子表面活性剂和内部交联剂在诸如水性溶剂的溶剂中混合，以形成单体混合物。

可以使用已知具有HLB值的任何离子表面活性剂作为阴离子表面活性剂。这类阴离子表面活性剂的实例可以是选自十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠、全氟辛烷磺酸盐、全氟丁烷磺酸盐、烷基-芳基醚磷酸盐、烷基醚磷酸盐、肉豆蔻基硫酸钠和羧酸盐中的一种或多种。

这类阴离子表面活性剂可以50ppmw至200ppmw、或60ppmw至190ppmw、或70ppmw至180ppmw的浓度含于单体混合物中。如果阴离子表面活性剂的浓度太低，那么吸收速率变得不足，并且如果阴离子表面活性剂的浓度太高，那么超吸收聚合物的其他物理特性(诸如负荷下吸收性、液体渗透率、表面张力或容积密度)可能恶化。

同时，除了阴离子表面活性剂之外，单体混合物还可以含有HLB值为4至15的0.01wt％或更小、或0wt％至0.01wt％、或0.001wt％至0.007wt％的非离子表面活性剂。由于另外包括这类非离子表面活性剂，可以进一步开放颗粒超吸收聚合物组合物的多孔结构，因此进一步改善其吸收速率。

可以使用已知具有HLB值的任何非离子表面活性剂作为非离子表面活性剂。这类非离子表面活性剂的实例可以是选自脂肪酸酯、脱水山梨糖醇三油酸酯、聚乙氧基化脱水山梨糖醇单油酸酯(产品名称：TWEEN 80)、脱水山梨糖醇单油酸酯(产品名称：SPAN 80)和糖酯(产品名称：S-570)的一种或多种。

此外，内部交联剂进一步包括于单体混合物中。可以使用任何化合物作为内部交联剂，只要能够在聚合水溶性烯属不饱和单体的后引入交联键即可。内部交联剂的非限制性实例可包括多功能交联剂，诸如N，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、三乙基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(butanediol di(meth)acrylate)、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(butylene glycol di(meth)acrylate)、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三芳基胺、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇、甘油或碳酸亚乙酯，其可以单独使用或以其两个或更多个的组合使用，但不限于此。

这种内部交联剂可按单体混合物计以约0.001重量％至1重量％的浓度添加。也就是说，当内部交联剂的浓度太低时，组合物的吸收速率降低，并且凝胶强度可能减弱，这并非优选的。相反，当内部交联剂的浓度太高时，组合物的吸收能力降低，这可能不期望作为吸收材料。

同时，单体混合物(例如单体水溶液)可进一步含有除上述单体、内部交联剂和表面活性剂之外的选自多价金属盐、光引发剂、热引发剂和基于聚亚烷基二醇的聚合物的一种或多种添加剂。

这类添加剂可用于进一步改善超吸收聚合物(基于聚价金属盐或聚亚烷基二醇的聚合物等)的液体渗透率等，或使交联聚合平滑，并且进一步改善颗粒超吸收聚合物组合物的物理特性。

按单体的100重量份计，上述添加剂可以按2000ppmw或更小、或0ppmw至2000ppmw、或10ppmw至1000ppmw、或50ppmw至500ppmw的量使用，这取决于其各自的角色。因此，有可能进一步改善物理特性，诸如颗粒超吸收聚合物组合物的吸收速率、液体渗透率和吸收性能。

可以使用聚乙二醇、聚丙二醇等作为上述添加剂中基于聚亚烷基二醇的聚合物。

另外，可以使用通常用于制备超吸收聚合物的任何聚合引发剂作为光(聚合)引发剂和/或热(聚合)引发剂。具体地说，即使在光聚合方法的情况下，通过紫外辐射等产生一定量的热量。此外，当作为放热反应的聚合反应进行时，产生一定量的热量，并且因此，可以一起使用光(聚合)引发剂和/或热(聚合)引发剂以制备具有更优异的吸收速率和各种物理特性的超吸收聚合物。

可以使用选自基于过硫酸盐的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化氢和抗坏血酸的一种或多种化合物作为热(聚合)引发剂。基于过硫酸盐的引发剂的具体实例可以包括过硫酸钠(Na₂S₂O₈)、过硫酸钾(K₂S₂O₈)、过硫酸铵(NH₄)₂S₂O₈)等。此外，基于偶氮的引发剂的实例可以包括2，2-偶氮双-(2-氨基丙烷)二盐酸盐、2，2-偶氮双-(N，N-二亚甲基)异丁胺二盐酸盐、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁基腈、2，2-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、4，4-偶氮双-(4-氰基膦酸)等。更多不同的热聚合引发剂良好公开于由Odian编写的“Principle of Polymerization”，(Wiley，1981)，第203页中，所述文献可以引用的方式并入本文。

此外，光(聚合)引发剂可以是例如选自安息香醚(benzoin ether)、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯酯、苯甲基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮的一种或多种化合物。可以使用可商购获得的Lucirin TPO，即2，4，6-三甲基-苯甲酰基-三甲基膦氧化物作为酰基膦的具体实例。更多不同的光聚合引发剂良好公开于由Reinhold Schwalm编写的“UVCoatings：Basics，Recent Developments and New Applications″，(Elsevier，2007)，第115页中，所述文献可以引用的方式并入本文。

这类聚合引发剂可按单体的100重量份计以500ppmw或更小的浓度添加。也就是说，如果聚合引发剂的浓度太低，那么聚合速率变得低，并且因此可以从最终产物中提取大量残余单体，这并非优选的。相反，如果聚合引发剂的浓度高于上述范围，那么构成网络的聚合物链变得短，并且因此水溶性组分的含量增加，并且聚合物的物理特性可能恶化，例如负荷下吸收性降低，这并非优选的。

同时，除了上述相应组分，如果需要，单体混合物还可以含有添加剂，诸如增稠剂、塑化剂、保存稳定剂和抗氧化剂。

单体混合物可以溶液的形式制备，其中将原材料(诸如上述单体)溶解于溶剂中。在这种情况下，可以使用任何溶剂作为可用的溶剂而没有构造限制，只要能够溶解上述原材料即可。可以使用的溶剂的实例包括水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二乙二醇单甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇(carbitol)、醋酸甲酯溶纤剂(methyl cellosolve acetate)、N，N-二甲基乙酰胺或其的混合物。

可以控制具有水溶液等的形式的上述单体混合物，使得初始温度具有30℃至60℃的温度，并且将光能或热能施加到其上以进行交联聚合。

根据过程A，单体混合物可以通过包括以下步骤的方法来形成：在含有水溶性烯属不饱和单体和内部交联剂的溶液状态下形成初级混合物；将初级混合物与碱性水溶液混合，以形成二级混合物，其中中和不饱和单体的酸性基团的至少一部分；并且当使含有HLB值为4至15的非离子表面活性剂的溶液和含有引发剂、其他添加剂和阴离子表面活性剂的溶液以50至1500(min^-1)、或200至1300(min^-1)、或300至1000(min^-1)的空速穿过其中具有多个突出销的管状流动通道，然后与含有中和单体的二级混合物混合时，产生大量气泡。

在这类方法的最后阶段，可以首先混合由于疏水性而未与除单体之外的其他组分充分混合的非离子表面活性剂，并且可以最终添加并混合用于促进/稳定单体中的气泡的产生的阴离子表面活性剂。

此外，为了实现上述单体混合物中的阴离子表面活性剂的浓度范围，在添加并混合含有阴离子表面活性剂的溶液的步骤中，其可以通过包括以下步骤的方法进行：提供浓度为0.1重量％至0.3重量％的含有阴离子表面活性剂的水溶液，然后与含有中和单体的二级混合物混合。

由于工艺A形成单体混合物，因此进一步促进/稳定单体混合物中的气泡的产生，并且因此可进一步改善颗粒超吸收聚合物组合物的超吸收聚合物的吸收速率。

特别地，在上述工艺A中，气泡的产生被高度激活，同时使含有阴离子表面活性剂的溶液以恒定空速穿过其中具有多个突出销的管状流动通道，并且这类溶液可以与诸如单体的其他组分混合以形成单体混合物。因此，通过一个实施方案的方法产生的超吸收聚合物可以展现出大大改善的吸收速率。

在通过上述混合产生大量气泡的步骤中，有可能使用具有突出销的管状流动通道的商业化混合设备。作为这类商业化混合设备的实例，可以提及微气泡发生器(由“O2气泡”制造)。

与此同时，单体组合物中的纳米尺寸的微气泡可以在以下两个步骤中分开产生，其中在这些步骤的中间添加无机细颗粒以增强所产生的气泡的稳定性，在本发明中被描述为工艺B的制备。因此，即使表面活性剂未被含有或被含有，通过仅包括少量的150ppmw或更少，也有可能改善吸收速率，同时补偿与使用表面活性剂相关的缺点，例如减少表面张力。

另外，根据本发明的工艺B的一个实施方案的单体组合物可以不含发泡剂，诸如碳酸氢钠，其在制备超吸收聚合物的常规方法中用于通过化学方法产生气泡。以这种方式，由于不使用发泡剂，因此可保持超吸收聚合物的凝胶强度。

同时，除上述相应组分之外，如果需要，单体组合物还可以含有添加剂，例如增稠剂、塑化剂、保存稳定剂和抗氧化剂。

单体组合物可以溶液的形式制备，其中将原材料(诸如上述单体)溶解于溶剂中。在这种情况下，可以使用任何溶剂作为可用的溶剂而没有构造限制，只要能够溶解上述原材料即可。可以使用的溶剂的例子包括水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二乙二单甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、醋酸甲基溶纤剂、N，N-二甲基乙酰胺或其的混合物。

接下来，在单体组合物或如上所述使用微气泡发生器制备的另一种水溶液(或水)中产生气泡。

更具体地，首先使用微气泡发生器在上述单体组合物或另一种水溶液或水中产生气泡。

在使用微气泡发生器的气泡产生步骤中，可用的微气泡发生器可以是不受限制的商业化装置。优选地，可以提及由O2气泡制造的微气泡发生器的OB-750S。

利用这种微气泡发生器，具有若干微米至几百微米的直径的气泡主要在单体组合物或水溶液中形成。然而，单体组合物或水溶液中不存在或存在少量的表面活性剂，以这种方式产生的气泡没有足够的寿命，并且因此难以形成足够的多孔结构。

根据本发明的工艺B的一个实施方案，将无机细颗粒引入其中已产生气泡的水溶液中，并且使用相对于已引入无机细颗粒的单体组合物或水溶液的超声处理产生微气泡。

通过将无机细颗粒引入到如上所述产生微尺寸的细气泡的单体组合物或水溶液中，并且再次使用超声处理产生气泡，将先前产生的微尺寸的气泡改变成具有几纳米至几百纳米的尺寸的微气泡，并且由于附着到这些气泡的无机细颗粒而产生的微气泡可以长时间保持呈稳定形式。

根据本发明的工艺B的一个实施方案，无机细颗粒可以包括选自由二氧化硅、粘土、氧化铝、二氧化硅-氧化铝复合体和氧化钛组成的组中的一种或多种。这些无机细颗粒可以粉末形式或液体形式使用，并且特别地，可以使用二氧化硅粉末、氧化铝粉末、二氧化硅-氧化铝粉末、氧化钛粉末或纳米硅溶液。

此外，无机细颗粒的粒度在几十纳米至几百纳米的范围内，其可以是约500nm或更小、或约300nm或更小，以及约10nm或更大、或约20nm或更大、或约40nm或更大。当无机细颗粒的粒度太小时，几乎不产生气泡，并且当粒度太大时，气泡的形成可以得到相当大的抑制。

此外，无机细颗粒可以按水溶性烯属不饱和单体的100重量份计以约0.05重量份或更大、或约0.1重量份或更大以及约1重量份或更小和约0.5重量份或更小的浓度添加。当所使用的无机细颗粒的量太小时，可以降低吸收速率，并且当所使用的无机细颗粒的量太大时，可渗透率特性可能恶化。从这种角度来看，可能优选在上述重量范围内使用无机细颗粒。

超声波装置可以使用可商购获得的装置而不受限制。当使用单独的超声波装置时，或当超声装置被内置在先前使用的微气泡发生器中时，也可以使用相同的装置。优选地，可以提及由O2气泡制造的O2B-750S(内置超声波发生器)。

利用这类超声波装置，可以在单体组合物或水溶液内部产生尺寸为几纳米至几百纳米的细小气泡。此外，先前引入的无机细颗粒附着于微气泡周围，并且可以在稍后描述的聚合过程期间稳定地维持所产生的微气泡。因此，其可用于形成超吸收聚合物的多孔结构，并且也可以使凝胶强度维持处于恒定水平或更高。

同时，在通过工艺A或工艺B或其组合在单体组合物中形成微气泡之后，使单体组合物经受交联聚合以形成水凝胶聚合物。

对于工艺A和B两者，可以通过常规聚合方法进行通过单体混合物的交联聚合形成水凝胶聚合物。然而，为了在通过上述方法形成的单体混合物中稳定维持气泡的同时进行聚合(即，形成具有更加发达的多孔结构的聚合物)，更优选通过(水性)溶液聚合进行交联聚合。

此外，聚合过程可主要分类为热聚合和光聚合，这取决于聚合能量源。热聚合可以在如配备有搅动轴的捏合机的反应器中进行，并且所述光聚合可以在配备有可移动传送带的反应器中进行。

例如，将单体混合物注射到如配备有搅动轴的捏合机的反应器中，并且通过向其提供热空气或加热反应器来进行热聚合，以便获得水凝胶聚合物。在这种情况下，根据反应器中装备的搅动轴的类型从反应器的出口排出的水凝胶聚合物可以获得为具有几毫米至几厘米的颗粒。具体地，所得的水凝胶聚合物可以根据注射到其上的单体混合物的浓度、注射速度等以各种形式获得，并且通常可以获得(重量平均值)粒度为2mm至50mm的水凝胶聚合物。

作为另一实例，当单体混合物的光聚合在配备有可移动传送带的反应器中进行时，水凝胶聚合物可作为片材获得。在这种情况下，片材的厚度可以根据注射到其上的单体混合物的浓度和注射速度而变化。通常，聚合物片材优选地被控制为具有0.5cm至5cm的厚度，以便均匀地聚合整个片材并且还确保生产速度。

在这种情况下，通过上述方法获得的水凝胶聚合物可具有40重量％至80重量％的水含分量。同时，如本文所用，“含水量”意指相对于水凝胶聚合物的总量由水分占据的重量，其可以是从水凝胶聚合物的重量减去干燥聚合物的重量而获得的值。具体地说，可以将含水量定义为通过测量在用红外加热增加聚合物的温度的干燥过程期间由于聚合物中的水蒸发而产生的重量损失所计算的值。此时，在如下确定的干燥条件下测量含水量：干燥温度从室温增加至约180℃，然后温度维持处于180℃，总干燥时间设定为20分钟，包括用于温度升高步骤的5分钟。

另一方面，在通过上述方法制备水凝胶聚合物之后，可进行干燥并粉碎水凝胶聚合物的步骤。在这类干燥之前，可以首先进行粗粉碎水凝胶聚合物以产生具有小平均粒度的水凝胶聚合物的步骤。

在这个粗粉碎步骤中，可以将水凝胶聚合物研磨成1.0mm至2.0mm的尺寸。

粗粉碎中使用的粉碎机不受其构造限制，并且其具体实例可以包括选自立式粉碎机、涡轮切割机、涡轮研磨机、旋转切磨机、切磨机、盘式磨机、碎纸机、破碎机、切碎机和盘式切割机的任何一种。然而，其不限于上述实例。

此外，针对粗粉碎的效率，可以根据粒度的尺寸进行多次粗粉碎。例如，使水凝胶聚合物经受一次粗粉碎成约10mm的平均粒度，再次经受二次粗粉碎成约5mm的平均粒度，然后经受第三次粗粉碎成上述粒度。

另一方面，在任选的粗粉碎之后，可以干燥水凝胶聚合物。此干燥温度可以是50℃至250℃。当干燥温度小于50℃时，干燥时间可能变得过长，这将使超吸收聚合物的物理特性恶化。当干燥温度高于250℃时，仅聚合物的表面过度干燥，这可能导致细粉末产生，并且超吸收聚合物的物理特性可能恶化。干燥可优选地在150℃至200℃的温度下进行，更优选地在160℃至190℃的温度下进行。同时，考虑到工艺效率等，干燥时间可以是20分钟至15小时，但不限于此。

如果干燥方法是通常用于上述干燥步骤的方法，那么可以在不受其组成限制的情况下选择和使用所述干燥方法。具体地说，干燥步骤可以通过诸如热空气供应、红外照射、微波照射或紫外线照射的方法进行。在进行上述干燥步骤之后，聚合物的含水量可以是0.05重量％至10重量％。

接下来，进行(精确地)粉碎通过这个干燥步骤获得的干燥聚合物的步骤。

在粉碎步骤之后获得的聚合物粉末可以具有150μm至850μm的粒度。可用于研磨成上述粒度的粉碎装置的具体实例可包含球磨机、销磨机、锤磨机、螺钉磨机、辊磨机、盘式磨机、点动磨机等，但本发明不限于上述实例。

然后，为了控制在粉碎步骤之后最终商业化的超吸收聚合物粉末的物理特性，可以进行根据粒度对在粉碎之后获得的聚合物粉末进行分类的单独步骤。

这个分类步骤可以例如通过分离粒度为150μm至850μμm的正常颗粒和超出这类粒度范围的细颗粒或大颗粒的方法来进行。

这个分类步骤可以根据对超吸收聚合物进行分类的一般方法使用标准筛来进行。

具有这类粒度(即150μm至850μm的粒度)的基础聚合物粉末可通过下文所述的表面交联反应步骤进行商业化。

另一方面，在进展到上述分类之后，可以通过进行交联基础聚合物粉末的表面的步骤，即在含有表面交联剂的表面交联溶液存在下，通过热处理和表面交联基础聚合物粉末来产生超吸收聚合物。

此处，表面交联溶液中所含的表面交联剂的类型并不特别受限。作为非限制性实例，表面交联剂可以是选自乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、碳酸亚乙酯、乙二醇、二乙二醇、丙二醇(propylene glycol)、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇(propanediol)、二丙二醇、聚丙二醇、甘油、聚甘油、丁二醇、庚二醇、己二醇三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、氯化钙、氯化镁、氯化铝和氯化铁中的一种或多种化合物。

在这种情况下，表面交联剂的含量可以根据其类型、反应条件等适当地控制。优选地，其可按基础聚合物粉末的100重量份计控制在0.001重量份至5重量份。当表面交联剂的含量太低时，未适当地引入表面交联，并且最终超吸收聚合物的物理特性可能恶化。相反，当以过量的量使用表面交联剂时，超吸收聚合物的吸收能力可能由于过度的表面交联反应而明显降低，这并非优选的。

此外，表面交联溶液可以进一步包括选自水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，4-丁二醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、环己酮、环戊酮、二乙二醇单甲醚、二乙二醇乙醚、甲苯、二甲苯、丁内酯、卡必醇、醋酸甲基溶纤剂和N，N-二甲基乙酰胺的一种或多种溶剂。可按基础聚合物的100重量份计以0.5重量份至10重量份的量含有溶剂。

此外，表面交联溶液还可以包括增稠剂。当基础聚合物粉末的表面以这种方式在增稠剂的存在下进一步交联时，即使在粉碎之后，也可以最小化物理特性的恶化。具体地讲，选自多糖和含有羟基的聚合物的一种或多种用作增稠剂。可以使用基于胶的增稠剂和基于纤维素的增稠剂作为多糖。基于胶的增稠剂的具体实例可包括黄原胶、阿拉伯胶、刺梧桐胶、黄蓍胶、印度树胶、瓜尔豆胶、槐树豆胶、车前子胶等，并且纤维素类增稠剂的具体实例可包括羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟甲基丙基纤维素、羟乙基羟丙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素等。同时，含有羟基的聚合物的具体实例可包括聚乙二醇、聚乙烯醇等。

另一方面，为了进行表面交联，可以使用在反应槽中添加并混合表面交联溶液和基础聚合物的方法、将表面交联溶液喷涂到基础聚合物上的方法、连续地提供并混合基础聚合物和表面交联溶液以连续地操作混合器的方法等。

表面交联可以在100℃至250℃的温度下进行，并且可以在相对高温下进行干燥和粉碎步骤之后连续地进行。此时，表面交联反应可以进行1分钟至120分钟、或1分钟至100分钟、或10分钟至60分钟。换句话说，为了防止聚合物颗粒在过度反应期间损坏，并且因此防止物理特性的恶化，同时至少诱导表面交联反应，其可以在上述的表面交联反应的条件下进行。

由于如上所述制备的超吸收聚合物组合物具有高度发达的多孔结构，因此其可以展现出改善的吸收速率和提供有利特性的其他各种物理特性。

通过工艺A或工艺B形成的形成本发明的颗粒超吸收聚合物组合物的超吸收聚合物可以展现出大大改善的吸收速率，其定义为35秒或更短、或30秒或更短、或26秒或更短、或22秒或更短、或20秒或更短，以及5秒或更长、或8秒或更长、或10秒或更长的涡流吸收速率。此外，当通过减少发泡剂和/或表面活性剂的使用量来产生超吸收聚合物时，可维持优异的表面张力和溶剂密度。

在超吸收聚合物中，当将超吸收树脂添加到生理盐水溶液中并搅拌时，可以通过测量液体涡流由于快速吸收而消失所需的时间(单位：秒)的方法来确认吸收率。可以根据下文提供的实施例中描述的方法来测量容积密度和表面张力。

颗粒超吸收聚合物组合物具有150μm至850μm的粒度范围。可以12wt％或更小、或10wt％或更小的颗粒超吸收组合物的量含有粒度为600μm或更大的颗粒。此外，可以20wt％或更小、或15wt％或更小的量含有粒度为300μm或更小的颗粒。

由于颗粒超吸收聚合物组合物具有相对均匀的粒度分布，因此所述组合物可展现出优异且均匀的吸收特征。

此外，如根据EDANA推荐的检测方法WSP 241.3所测量，颗粒超吸收聚合物组合物可具有25g/g至35g/g、或28g/g至34g/g、或29g/g至33g/g的离心保留容量(CRC)。这类离心保留容量可以反映组合物的出色吸收容量。

此外，如根据EDANA推荐的检测方法WSP 242.3所测量，颗粒超吸收聚合物组合物可具有14g/g至23g/g或18g/g至21g/g的0.9psi下的负荷下吸收性(AUL)。通过满足这些范围，颗粒超吸收聚合物组合物甚至在负荷下也可展现出优异的吸收容量和水分保留特性。

此外，颗粒超吸收聚合物组合物可以展现凝胶床渗透率(GBP)为25达西至50达西、或30达西至48达西、或35达西至45达西的特征，并且由此可展现出优异的液体渗透率。

在下文中，呈现了优选实施例和检测方法，以帮助理解本发明。然而，实施例仅用于说明性目的，并且本发明的范围不旨在由此受到限制。

实施例1：制备颗粒超吸收聚合物组合物

混合8.6g(80ppmw，按单体计)的用丙烯酸稀释的0.5wt％IRGACURE 819引发剂和用丙烯酸稀释的12.3g的20wt％聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝400)，以制备溶液(溶液A)。

将540g丙烯酸和溶液A注射到由夹套包围的2L体积的玻璃反应器中，在25℃预冷却的加热介质通过所述夹套循环。

然后，向玻璃反应器中缓慢地逐滴添加832g的25wt％苛性钠溶液(溶液C)并混合。在通过中和热确认混合溶液的温度增加到约72℃或更高之后，保留混合溶液直至其冷却。因此获得的混合溶液中丙烯酸的中和度为约70mol％。

另一方面，作为表面活性剂，使用以500kg/h的流速循环的微气泡机(OB-750S，由O2气泡制造)，将含有用水稀释的十二烷基硫酸钠(HLB：约40)和SPAN-80(HLB：4.6)的溶液转化为含有气泡的溶液D。另外，制备用水稀释的30g的4wt％过硫酸钠溶液(溶液E)。然后，当将混合溶液的温度冷却到约45℃时，将先前制备的溶液D和E添加到混合溶液中并混合。此时，将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至110ppmw，并且将SPAN-80调节至50ppmw，使得表面活性剂的总量为160ppmw。

然后，将上述制备的混合溶液倒入安装在正方形聚合器中的大缸型托盘中(宽度15cm×长度15cm)，所述正方形聚合器顶部安装有光照射装置并且预加热至80℃。然后使混合溶液经受光照射。确认在光照射后约20秒，从表面形成凝胶，并且在光照射后约30秒，聚合与形成同时发生。然后，使聚合反应进行另外2分钟，并且获取聚合片材并将其切割成3cmx 3cm的尺寸。

然后，使用碎肉机使其经受切碎过程，以制备切割片作为碎屑。所制备的碎屑的平均粒度为1.5mm。

然后，在能够上下移位气流的烘箱中干燥碎屑。通过将热空气在180℃下从底部流动至顶部持续15分钟并从顶部流动至底部持续15分钟来均匀地干燥碎屑，使得干燥的碎屑具有约2wt％或更小的含水量。使用粉碎机将干燥的碎屑粉碎并分类，并且获得尺寸为150μm至850μm的基础聚合物。

随后，将100g的上述基础聚合物与交联剂溶液混合，所述交联剂溶液通过将4.5g的水、1g的碳酸亚乙酯、0.05g的Aerosil 200(EVONIK)和0.25g的20wt％水分散二氧化硅(Snowtex，ST-O)溶液混合，然后在190℃下进行30分钟的表面交联反应来获得。将所得产物粉碎，然后穿过筛网，以获得粒度为150μm至850μm的表面交联的超吸收聚合物。将0.1g的Aerosil 200通过干燥方法与所获得的超吸收剂进一步混合，以制备超吸收聚合物。

实施例2：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例1中相同的方式制备组合物，不同之处在于仅使用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠而不使用非离子表面活性剂SPAN-80，并且相对于丙烯酸将其含量调节至80ppmw。

实施例3：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例1中相同的方式制备组合物，不同之处在于仅使用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠而不使用非离子表面活性剂SPAN-80，相对于丙烯酸将其含量调节至160ppmw，并且使最终获得的组合物经受水处理，以便将产物中的含水量调节至约2重量％。

实施例4：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例1中相同的方式制备组合物，不同之处在于将十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至50ppmw，并且将SPAN-80的含量相对于丙烯酸调节至250ppmw。

实施例5：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例1中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于将十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至150ppmw，并且将TWEEN 80(HLB：15)的含量相对于丙烯酸调节至30ppmw。

实施例6：制备颗粒超吸收聚合物组合物

混合8.6g(80ppmw，按单体计)的用丙烯酸稀释的0.5wt％IRGACURE 819引发剂和用丙烯酸稀释的12.3g的20wt％聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝400)，以制备溶液(溶液A)。

将540g丙烯酸和溶液A注射到由夹套包围的2L体积的玻璃反应器中，在25℃预冷却的加热介质通过所述夹套循环。

然后，向玻璃反应器中缓慢地逐滴添加832g的25wt％苛性钠溶液(溶液C)并混合。在通过中和热确认混合溶液的温度增加至约72℃或更高之后，保留混合溶液直至其冷却。因此获得的混合溶液中丙烯酸的中和度为约70mol％。

然后，将水添加到以500kg/h的流速循环的微气泡机(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备在其中产生气泡的溶液D。将二氧化硅添加到其上，并且将溶液放入超声波装置(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备溶液F。当中和的混合溶液的温度冷却至约45℃时，将先前制备的溶液F添加到混合溶液中并混合。此时，按混合溶液的100重量份计，以0.05重量份的量添加二氧化硅。

然后，将上述制备的混合溶液倒入安装在正方形聚合器中的大缸型托盘中(宽度15cm×长度15cm)，所述正方形聚合器顶部安装有光照射装置并且预加热至80℃。然后使混合溶液经受光照射。确认在光照射后约20秒，从表面形成凝胶，并且在光照射后约30秒，聚合与形成同时发生。然后，使聚合反应进行另外2分钟，并且获取聚合片材并将其切割成3cmx 3cm的尺寸。

然后，使用碎肉机使其经受切碎过程，以制备切割片作为碎屑。所制备的碎屑的平均粒度为1.5mm。

然后，在能够上下移位气流的烘箱中干燥碎屑。通过将热空气在180℃下从底部流动至顶部持续15分钟并从顶部流动至底部持续15分钟来均匀地干燥碎屑，使得干燥的碎屑具有约2wt％或更小的含水量。使用粉碎机将干燥的屑粉碎并分类，并且获得尺寸为150μm至850μm的基础聚合物。

随后，将100g的上述基础聚合物与交联剂溶液混合，所述交联剂溶液通过混合4.5g的水、1g的碳酸亚乙酯、0.05g的Aerosil 200(EVONIK)和0.25g的20wt％水分散二氧化硅(Snowtex，ST-O)溶液混合，然后在190℃下进行30分钟的表面交联反应来获得。将所得产物粉碎，然后穿过筛网，以获得粒度为150μm至850μm的表面交联的超吸收聚合物。将0.1g的Aerosil 200通过干燥方法与所获得的超吸收剂进一步混合，以制备超吸收聚合物。

实施例7：制备颗粒超吸收聚合物组合物

重复与实施例1中相同的程序，直至在实施例6中产生中和溶液。

另外，将含有用水稀释的十二烷基硫酸钠的水溶液添加到以500kg/h的流速循环的微气泡机(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备在其中产生气泡的溶液D。此时，按丙烯酸的总重量计，将溶液D中的十二烷基硫酸钠的含量调节至10ppmw。将二氧化硅添加到其上，并且将溶液放入超声波装置(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备溶液F。当中和的混合溶液的温度冷却至约45℃时，将先前制备的溶液F添加到混合溶液中并混合。此时，按丙烯酸的100重量份计，以0.05重量份的量添加二氧化硅。

以与实施例1中相同的方式进行后续程序，以制备超吸收聚合物。

实施例8：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例7中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于按丙烯酸的总重量计将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量调节至50ppmw。

实施例9：制备颗粒超吸收聚合物组合物

以与实施例7中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于按丙烯酸的总重量计将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量调节至100ppmw。

比较实施例1：制备超吸收聚合物

混合8.6g(80ppmw，按单体计)的用丙烯酸稀释的0.5wt％IRGACURE819引发剂和用丙烯酸稀释的12.3g的20wt％聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝400)，以制备溶液(溶液A)。

将540g的丙烯酸和溶液A注射到由夹套包围的2L体积的玻璃反应器中，在25℃下预冷却的加热介质通过所述夹套循环。

然后，向玻璃反应器中缓慢地逐滴添加832g的25wt％苛性钠溶液(溶液C)并混合。在通过中和热确认混合溶液的温度增加到约72℃或更高之后，保留混合溶液直至其冷却。因此获得的混合溶液中丙烯酸的中和度为约70mol％。

另一方面，作为表面活性剂，制备了含有用水稀释的十二烷基硫酸钠(HLB：约40)和SPAN-80(HLB：4.6)的溶液D。另外，制备用水稀释的30g的4wt％过硫酸钠溶液(溶液E)。然后，当将混合溶液的温度冷却到约45℃时，将先前制备的溶液D和E添加到混合溶液中并混合。此时，将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至110ppmw，并且将SPAN-80调节至50ppmw，使得表面活性剂的总量为160ppmw。

然后，将上述制备的混合溶液倒入安装在正方形聚合器中的大缸型托盘中(宽度15cm×长度15cm)，所述正方形聚合器顶部安装有光照射装置并且预加热至80℃。然后使混合溶液经受光照射。确认在光照射后约20秒，从表面形成凝胶，并且在光照射后约30秒，聚合与形成同时发生。然后，使聚合反应进行另外2分钟，并且获取聚合片材并将其切割成3cmx 3cm的尺寸。

然后，使用碎肉机使其经受切碎过程，以制备切割片作为碎屑。所制备的碎屑的平均粒度为1.5mm。

然后，在能够上下移位气流的烘箱中干燥碎屑。通过将热空气在180℃下从底部流动至顶部持续15分钟并从顶部流动至底部持续15分钟来均匀地干燥碎屑，使得干燥的碎屑具有约2wt％或更小的含水量。使用粉碎机将干燥的碎屑粉碎并按大小进行分类，并且获得尺寸为150μm至850μm的基础聚合物。

随后，将100g的上述基础聚合物与交联剂溶液混合，所述交联剂溶液通过将4.5g的水、1g的碳酸亚乙酯、0.05g的Aerosil 200(EVONIK)和0.25g的20wt％水分散二氧化硅(Snowtex，ST-O)溶液混合，然后在190℃下进行30分钟的表面交联反应来获得。将所得产物粉碎，然后穿过筛网，以获得粒度为150μm至850μm的表面交联的超吸收聚合物。将0.1g的Aerosil 200通过干燥方法与所获得的超吸收剂进一步混合。

比较实施例2：制备超吸收聚合物

以与比较实施例1中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至350ppmw，并且将SPAN-80调节至50ppmw，使得表面活性剂的总量为400ppmw。

比较实施例3：制备超吸收聚合物

以与实施例1中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于仅使用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠而不使用非离子表面活性剂SPAN-80仅，且将其含量相对于丙烯酸调节至400ppmw。

比较实施例4：制备超吸收聚合物

混合8.6g(80ppmw，按单体计)的用丙烯酸稀释的0.5wt％IRGACUR E819引发剂和用丙烯酸稀释的12.3g的20wt％聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA，Mw＝400)，以制备溶液(溶液A)。

将540g的丙烯酸和溶液A注射到由夹套包围的2L体积的玻璃反应器中，在25℃下预冷却的加热介质通过所述夹套循环。

然后，向玻璃反应器中缓慢地逐滴添加832g的25wt％苛性钠溶液(溶液C)并混合。在通过中和热确认混合溶液的温度增加到约72℃或更高之后，保留混合溶液直至其冷却。因此获得的混合溶液中丙烯酸的中和度为约70mol％。

另一方面，作为表面活性剂，分别制备含有用水稀释的十二烷基硫酸钠的溶液D-1和含有4wt％的二碳酸钠的溶液D-2。另外，制备用水稀释的30g的4wt％过硫酸钠溶液(溶液E)。然后，当混合溶液的温度冷却至约45℃时，将先前制备的溶液D-1、D-2和E添加到混合溶液中并混合。此时，将溶液D-1中十二烷基硫酸钠的含量相对于丙烯酸调节至200ppmw。

然后，将上述制备的混合溶液倒入安装在正方形聚合器中的大缸型托盘中(宽度15em×长度15em)，所述正方形聚合器顶部安装有光照射装置并且预加热至80℃。然后使混合溶液经受光照射。确认在光照射后约20秒，从表面形成凝胶，并且在光照射后约30秒，聚合与形成同时发生。然后，使聚合反应进行另外2分钟，并且获取聚合片材并将其切割成3emx 3cm的尺寸。

然后，使用碎肉机使其经受切碎过程，以制备切割片作为碎屑。所制备的碎屑的平均粒度为1.5mm。

然后，在能够上下移位气流的烘箱中干燥碎屑。通过将热空气在180℃下从底部流动至顶部持续15分钟并从顶部流动至底部持续15分钟来均匀地干燥碎屑，使得干燥的碎屑具有约2wt％或更小的含水量。使用粉碎机将干燥的碎屑粉碎并按大小进行分类，并且获得尺寸为150μm至850μm的基础聚合物。

随后，将100g的上述基础聚合物与交联剂溶液混合，所述交联剂溶液通过将4.5g的水、1g的碳酸亚乙酯、0.05g的Aerosil 200(EVONIK)和0.25g的20wt％水分散二氧化硅(Snowtex，ST-O)溶液混合，然后在190℃进行30分钟的表面交联反应来获得。将所得产物粉碎，然后穿过筛网，以获得粒度为150μm至850μm的表面交联的超吸收聚合物。将0.1g的Aerosil 200通过干燥方法与所获得的超吸收剂进一步混合。

比较实施例5：制备超吸收聚合物

以与比较实施例1中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于仅在溶液D中使用十二烷基硫酸钠且相对于丙烯酸调节至200ppmw。另外，制备30g的用水稀释的4wt％碳酸氢钠(溶液E)。

比较实施例6：制备超吸收聚合物

重复与比较实施例5中相同的程序，直至在比较实施例5中产生中和溶液。

另外，将含有用水稀释的十二烷基硫酸钠的水溶液添加到以500kg/h的流速循环的微气泡机(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备在其中产生气泡的溶液D。此时，按丙烯酸的总重量计，将溶液D中十二烷基硫酸钠的含量调节至10ppmw。当中和混合溶液的温度冷却到约45℃时，将先前制备的溶液D添加到混合溶液中并混合。

以与比较实施例1中相同的方式进行后续程序，以制备超吸收聚合物。

比较实施例7：制备超吸收聚合物

以与比较实施例6中相同的方式制备超吸收聚合物，不同之处在于在比较实施例6中按丙烯酸的100重量份计将二氧化硅以0.05重量份的量添加到溶液D中。

比较实施例8：制备超吸收聚合物

重复与比较实施例5中相同的程序，直至在比较实施例5中产生中和溶液。

另外，将含有用水稀释的十二烷基硫酸钠的水溶液添加到以500kg/h的流速循环的微气泡机(OB-750S，由O2气泡制造)中，以制备在其中产生气泡的溶液D。此时，按丙烯酸的总重量计，将溶液D中的十二烷基硫酸钠的含量调节至200ppmw。将溶液D放入超声波装置(OB-750S，由O2气泡制造)中以制备溶液F。当混合溶液的温度冷却至约45℃时，将先前制备的溶液F添加到混合溶液中并混合。

以与比较实施例1中相同的方式进行后续程序，以制备超吸收聚合物。

用于评估颗粒超吸收聚合物组合物的特性的测试方法

通过以下方法评估在实施例和比较实施例中制备的超吸收聚合物的物理特性，结果示于下表1中。

容积密度

将约100g的超吸收聚合物放置在漏斗形容积密度测试仪中并向下流入100ml容器中。然后，测量容器中所含有的超吸收聚合物的重量。容积密度计算为(超吸收聚合物重量)/(容器体积，100ml)。(单位：g/ml)。

涡旋时间

涡旋时间是预定质量的超吸收颗粒使通过在磁力搅拌板上以600转/分钟搅拌50毫升0.9重量％氯化钠溶液所形成的涡旋闭合所需要的时间量(以秒为单位)。使涡旋闭合所花费的时间是所述颗粒的自由溶胀吸收速率的指示。所述涡旋时间测试可以在23℃的温度和50％的相对湿度下根据以下程序进行：

(1)将50毫升(±0.01毫升)0.9重量％氯化钠溶液量取到100毫升烧杯中。

(2)将没有环的7.9毫米x 32毫米覆盖的磁力搅拌棒(诸如可以商品名品牌商购获得的具有可移除的枢轴环的单包圆形搅拌棒)放置到烧杯中。

(3)将磁力搅拌板(诸如以商品名型号721商购获得的那种)编程为600转/分钟。

(4)将烧杯放置于磁力搅拌板的中心，使得磁力搅拌棒被激活。涡旋的底部应当靠近搅拌棒的顶部。超吸收颗粒通过美国标准#30目筛(0.595毫米开口)预筛，并保留在美国标准#50目筛(0.297毫米开口)上。

(5)在称量纸上称出待测试的超吸收颗粒的所需质量。

(6)在搅拌氯化钠溶液的同时，将待测试的吸收聚合物快速倒入盐水溶液中并启动秒表。将待测试的超吸收颗粒添加到涡旋中心与烧杯侧面之间的盐水溶液中。

(7)当盐水溶液的表面变得平坦时停止秒表，并记录时间。时间(以秒记录)被报告为涡旋时间。

离心保留容量(CRC)

离心保留容量(CRC)测试测量了超吸收颗粒在被饱和并在受控条件下经受离心之后保留液体的能力。所得的保留容量被表示为每克重量样品保留的液体克数(g/g)，并且根据EDANA推荐的测试方法WSP 241.3进行测量。待测试样品由通过美国标准30目筛预筛并保留在美国标准50目筛上的颗粒制备。所述颗粒可以用手或自动地预筛，并储存在密封的气密容器中直到测试。测量保留容量，方式为：将0.2±0.005克预筛样品放置到将容纳所述样品的水可渗透的袋中，同时允许测试溶液(0.9重量％氯化钠蒸馏水溶液)被样品自由吸收。可热封的茶袋材料(诸如型号名称为1234T的可热封滤纸)可能是合适的。通过将5英寸×3英寸的袋材料样品对折并热封开放边缘中的两个以形成2.5英寸×3英寸的矩形小袋，来形成袋。热封可以在材料边缘内约0.25英寸。在将样品放置于小袋中之后，也可以将小袋的剩余开放边缘热封。空袋可以充当对照物。准备三个样品(例如，填充的袋和密封的袋)用于测试。在制备后的三分钟内测试填充的袋，除非立即放置在密封容器中，在后一种情况下，填充的袋必须在制备后的三十分钟内测试。

将这些袋放置于两个具有3英寸开口的带涂层的玻璃纤维筛(Taconic Plastics，Inc.，Petersburg，N.Y.)之间，并在23℃下浸入测试溶液的盘中，确保将筛压住，直到这些袋被完全润湿。润湿之后，样品在溶液中保持约30±1分钟，此时将其从溶液中移出并暂时铺放在非吸收性平坦表面上。对于多次测试，在24个袋已经在盘中饱和之后，应当将盘清空并用新鲜的测试溶液再填充。

然后将润湿的袋放置到能够使样品经受约350g-力的合适离心机的篮中。一种合适的离心机是Heraeus LaboFuge 400，其具有集水篮、数字转速计，以及适于容纳袋样品并对其进行排水的机加工排水篮。在离心多个样品的情况下，这些样品可以被放置于离心机内的相对位置，以便在旋转时平衡篮。将袋(包括润湿的空袋)以约1,600rpm离心(例如，以实现约350的目标g-力)3分钟。移出袋并称重，首先称量空袋(对照)的重量，然后称量容纳样品的袋的重量。考虑到袋本身保留的溶液，样品保留的溶液的量是样品的离心保留容量(CRC)，表示为每克样品的流体克数。更具体地，离心保留容量被确定为：

离心后的样品袋重量-离心后的空袋重量-干燥样品重量

干燥样品重量

测试三个样品，并且将结果平均以确定超吸收材料的保留容量(CRC)。在23℃和50％相对湿度下测试样品。

吸收容量

超吸收颗粒的吸收容量可以使用负荷下吸收性(“AUL”)测试来测量，所述测试是用于测量超吸收颗粒在材料处于负荷下的同时吸收0.9wt.％氯化钠蒸馏水溶液(测试溶液)的能力的熟知测试。例如，可以将0.16克超吸收颗粒局限在0.01psi、0.3psi或0.9psi标称压力下的5.07em²面积的负荷下吸收性(“AUL”)圆筒内。使样品从容纳过量流体的皿中吸收测试溶液。在预定的时间间隔处，在真空设备已经移除圆筒内任何过量的间隙流体之后，对样品称重。然后，使用所述重量对时间的数据在各个时间间隔处确定吸收速率。

AUL测试仪器根据EDANA推荐的测试方法WSP 242.3进行测量，所述方法类似于可从M/K Systems获得的GATS(重量吸收测试系统)，以及Lichstein在1974年3月在INDA技术研讨会论文集(INDA Technological Symposium Proceedings)的第129-142页中描述的系统。还使用开孔盘，其开孔限制在2.5厘米直径的区域内。将所得AUL表示为每克重量样品保留的液体克数(g/g)。

为了进行所述测试，可以执行以下步骤：

(1)用防静电布擦拭AUL圆筒的内部，并且称量圆筒、配重和活塞的重量；

(2)将重量记录为容器重量(以克为单位)，精确到最接近的毫克；

(3)将0.16±0.005克超吸收颗粒的样品缓慢地倒入圆筒中，使得这些颗粒不与圆筒的侧面接触或者可以附着到AUL圆筒的壁上；

(4)称量圆筒、配重、活塞和超吸收颗粒的重量，记录天平上的值，作为干重(以克为单位)，精确到最接近的毫克；

(5)轻轻地叩击AUL圆筒，直至超吸收颗粒均匀地分布在圆筒的底部上；

(6)将活塞和配重轻轻地放置到圆筒中；

(7)将测试流体(0.9wt.％水性氯化钠溶液)放置在底部具有大网筛的流体浴中；

(8)启动计时器，同时将超吸收颗粒和圆筒组件放置到流体浴中的筛上。浴中的液位高度应当在圆筒的基座上方提供至少1cm的正压头；

(9)轻轻地漩涡样品以释放任何截留的空气并确保超吸收颗粒与流体接触。

(10)在指定的时间间隔下从流体浴中移出圆筒并立即将所述圆筒放置在真空设备(在AUL室的顶部上的开孔盘)上并移除过量的间隙流体持续10秒；

(11)用纸巾或薄纸擦拭圆筒的外部；

(12)立即称量具有超吸收颗粒和任何所吸收的测试流体的AUL组件(即，圆筒、活塞和配重)的重量，并且记录重量和时间间隔，其中所述重量为湿重(以克为单位)，精确到最接近的毫克；和

超吸收颗粒在指定的时间间隔处的“吸收容量”通过下式，以液体克数/超吸收材料克数计算：

(湿重-干重)/(干重-容器重量)

表面张力(S/T)

使用Fisher表面张力计测量液体的表面张力。测量方法如下。将约150g的0.9wt％的盐水溶液放置在250mL烧瓶中，并且在用磁力搅拌器搅拌时产生2英寸的深涡流。

然后称取1.0±0.01g的样品并将其放置于搅拌溶液中。当搅拌时间超过3分钟时，停止搅拌，并且用清洁的镊子去除搅拌棒，然后使样品保留至少15分钟，以便允许样品的凝胶沉降到底部。在保留15分钟后，将移液管的顶端直接插入测试液体的表面下方，以抽取足够的溶液。

将测试液体转移到清洁样品杯中。将含有测试液体的样品杯放置在样品台上，然后将刻度盘调节至零。

通过校准将清洁的铂-吡啶环(P-I环)固定到张力计上。通过顺时针转动底部旋钮向上升起样品台，直至其浸没在P-I环的测试液体的表面下。

将P-I环浸入约35秒，然后松开旋转销以自由悬挂。转动底部旋钮，直至参考臂与镜子上方的线平行。以恒定速率缓慢地升起P-I环。

当离开P-I环的测试液体的表面时，记录前面刻度盘的刻度。这是由达因m²表示的表面张力。通过校正测量的表面张力值来计算实际的表面张力值。

实际表面张力＝P×F 20

P＝测量的表面张力(从刻度盘读取的刻度)

F＝调整后的公式如下

R＝环的半径

r＝环杆的半径

C＝环的周长

自由溶张凝胶床渗透率(GBP)测试

如本文所用，自由溶胀凝胶床渗透率(GBP)测试测定超吸收材料的溶胀床在通常称为“自由溶胀”条件的条件下的渗透率。术语“自由溶胀”意味着允许超吸收材料在吸收测试溶液时在没有溶胀约束负荷的情况下溶胀，如将描述的。所述测试描述于授予Qin的美国专利公开第2010/0261812号中，所述专利公开以引用方式并入本文。例如，可以采用包含样品容器和活塞的测试设备，其可以包括圆柱形的LEXAN轴，所述轴具有沿所述轴的纵向轴线向下钻出的同心圆柱形孔。所述轴的两个端部都可以被机加工，以提供上端和下端。砝码可以搁置在一个端部上，所述端部具有穿过其中心的至少一部分钻出的圆柱形孔。圆形活塞头可以定位在另一个端部上，并且具有由七个孔(每个孔具有约0.95cm的直径)构成的同心内环，以及由十四个孔(每个孔具有约0.95cm的直径)构成的同心外环。这些孔从活塞头的顶部钻到底部。活塞头的底部也可以用双轴向拉伸不锈钢筛网覆盖。样品容器可以包含圆筒和100目不锈钢布筛，所述布筛被双轴向拉伸至拉紧并且附接到圆筒的下端。在测试期间，超吸收颗粒可以被支撑在圆筒内的筛上。

所述圆筒可以由透明的LEXAN杆或等效材料钻出，或者可以由LEXAN管材或等效材料切割而成，并且具有约6cm的内径(例如，约28.27cm²的横截面积)、约0.5cm的壁厚和大约5cm的高度。排水孔可以形成于圆筒的侧壁中，在筛上方大约4.0cm的高度处，以允许液体从圆筒排出，从而将样品容器中的流体液位保持在筛上方大约4.0cm处。活塞头可以由LEXAN杆或等效材料机加工而成，并且具有大约16mm的高度和尺寸被确定成使得其以最小壁间隙配合在圆筒内但仍自由滑动的直径。轴可以由LEXAN杆或等效材料机加工而成，并且具有约2.22cm的外径和约0.64cm的内径。轴的上端大约2.54cm长，并且直径大约1.58cm，从而形成环形肩部以支撑环形配重。所述环形配重的内径继而为约1.59cm，使得其滑到轴的上端上并搁置在形成于其上的环形肩部上。所述环形配重可以由不锈钢或在测试溶液的存在下耐腐蚀的其他合适材料制成，所述测试溶液是0.9wt.％氯化钠蒸馏水溶液。活塞和环形配重的组合重量等于大约596克，这对应于在约28.27cm²的样品面积上施加于样品的约0.3磅每平方英寸或约20.7达因/cm²的压力。当测试溶液在如下所述的测试期间流过测试设备时，样品容器通常搁置在16目刚性不锈钢支撑筛上。另选地，样品容器可以搁置在支撑环上，所述支撑环沿直径的尺寸被确定成与圆筒基本上相同，使得支撑环不会限制来自容器底部的流动。

为了在“自由溶胀”条件下进行凝胶床渗透率测试，将其上坐置配重的活塞放置于空的样品容器中，并且使用精确到0.01mm的卡尺或合适的量规测量从配重底部到圆筒顶部的高度。每个样品容器的高度可以被测得为空，并且当使用多个测试设备时，可以跟踪使用的是哪个活塞和砝码。当样品在饱和之后随后溶胀时，可以使用相同的活塞和砝码来进行测量。待测试样品由通过美国标准30目筛预筛并保留在美国标准50目筛上的超吸收颗粒制备。所述颗粒可以用手或自动地预筛。将约0.9克样品放置于样品容器中，然后将其中没有活塞和配重的容器浸没在测试溶液中约60分钟的时间段，以使样品饱和并使样品能够在没有任何约束负荷的情况下溶胀。在所述阶段结束时，将活塞和配重组件放置于样品容器中的饱和样品上，然后从溶液中移出样品容器、活塞、配重和样品。饱和样品的厚度通过使用先前使用的相同卡尺或量规再次测量从配重底部到圆筒顶部的高度来确定，前提是零点相对于初始高度测量不变。从使样品饱和之后获得的高度测量值中减去测量空样品容器、活塞和配重获得的高度测量值。所得的值是溶胀样品的厚度，或高度“H”。

渗透率测量通过以下方式发起：将测试溶液的液流输送到内部具有饱和样品、活塞和配重的样品容器中。调节进入容器中的测试溶液的流量，以保持流体高度在样品容器底部上方约4.0cm。通过重量分析法测量相对于时间穿过样品的溶液的量。一旦流体液位已稳定并保持在约4.0cm高度处，则每秒收集一次数据点，持续收集至少二十秒。通过穿过样品的流体(以克为单位)对时间(以秒为单位)的线性最小二乘拟合，以克/秒(g/s)为单位确定穿过溶胀样品的流量Q。渗透率通过以下公式获得：

K＝(1.01325×10⁸)*[Q*H*Mu]/[A*Rho*P]

其中

K＝渗透率(达西)，

Q＝流量(g/s)，

H＝样品高度(cm)，

Mu＝液体粘度(泊)(所述测试所用的测试溶液为约1厘泊)，

A＝液流的横截面积(cm²)，

Rho＝液体密度(g/cm³)(所述测试所用的测试溶液为约1g/cm³)，并且

P＝流体静压力(达因/cm²)(通常为约3,923达因/cm²)，其可以由Rho*g*h计算，其中Rho＝液体密度(g/cm³)，g＝重力加速度，通常为981cm/s²，并且h＝流体高度，例如4.0cm。

测试最少三个样品，并且将结果平均以确定样品的自由溶胀凝胶床渗透率。在23℃和50％相对湿度下测试样品。

[表1.工艺A或B的实施例相比于比较实施例的物理特性]

参见表1，确认除了比较实施例2之外，实施例1至9展现出改善的负荷下吸收性，而诸如离心保留容量、液体渗透率、表面张力和容积密度等的其他物理特性等于或高于比较实施例1至8的那些。

在比较实施例2的情况下，由于过量使用表面活性剂，容积密度较低，并且诸如负荷下吸收性和液体渗透率的物理特性恶化。

另一方面，根据比较实施例5，其中在没有机械发泡工艺的情况下产生气泡显示，尽管使用大量的发泡剂和表面活性剂，但与实施例1至9中的工艺A和B相比，例如负荷下吸收性要慢得多。

在其中不进行通过超声波产生微气泡的步骤的比较实施例6至7中，涡旋时间低至40秒。然而，与实施例6至9中的工艺B相比，涡旋时间是35秒或更少，从而表明在工艺B实施例6至9中的涡旋时间优于比较实施例6至7的涡旋时间。

在不注射无机细颗粒的情况下进行两阶段气泡产生步骤的比较实施例8中，负荷下吸收性比比较实施例6或7的负荷下吸收性更快。然而，比较实施例6至8的负荷下吸收性未改善到工艺A实施例1至5和工艺B实施例7至9的水平。另外，在比较实施例5至8中，使用大量表面活性剂，并且因此将表面张力降低至或低于67mN/m。当与工艺A实施例1至5和工艺B实施例6至9相比时，在比较实施例5至8中使用大量表面活性剂解释了较低表面张力平均值。

实施方案：

1.一种吸收制品，其包括：顶片；底片；以及设置在所述顶片与所述底片之间的吸收芯，其中所述吸收芯包含：

纤维材料，和

颗粒超吸收聚合物组合物，其包含：

基础聚合物粉末，所述基础聚合物粉末包括超吸收聚合物组合物的具有酸性基团的水溶性烯属不饱和单体的第一交联聚合物，所述超吸收聚合物组合物的吸收速率(也称为“涡旋时间”)通过涡旋时间测试方法测量为5秒至35秒，表面张力为65mN/m至72mN/m，容积密度为0.50g/ml至0.65g/ml，离心保留容量(CRC)为23g/g或更大，0.9psi下的负荷下吸收性(AUL)为14g/g或更大，凝胶床渗透率(GBP)为10达西或更大，并且粒度为150μm至850μm，其中所述颗粒超吸收聚合物组合物包含粒度为600μm或更大的颗粒，占所述组合物的少于12wt％，和粒度为300μm或更小的颗粒，占所述组合物的少于20wt％。

2.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述纤维材料包括吸收纤维、合成聚合物纤维，或它们的组合。

3.根据权利要求1至2所述的吸收制品，其中所述颗粒超吸收聚合物组合物包含约20wt％至约90wt％的所述吸收芯。

4.根据权利要求1至3所述的吸收制品，其中所述颗粒超吸性聚合物组合物包含25g/g至35g/g的离心保留容量(CRC)。

5.根据权利要求1至4所述的超吸收制品，其中所述颗粒超吸收聚合物组合物包含16g/g至23g/g的0.9psi下的负荷下吸收性(AUL)。

6.根据权利要求1至5所述的超吸收制品，其中所述颗粒超吸收聚合物组合物包含25达西至50达西的凝胶床渗透率(GBP)。