106 S. GLADOS, M. MACIEJEWSKI
akrylowe. Bardzo często jest to N,N -metyleno-bis-akryloamid (NMBA) (CH2=CH—CONH)2CH2 [4], Są również w użyciu diwinylobenzenosulfo-nian sodu, diakrylan glikolu etylenowego, akrylan glikolu i inne [5], Warunkiem uzyskania dużej zdolności absorpcyjnej jest mała gęstość usieciowania Xc nazywana także stopniem usieciowania lub gęstością sieci. Definiuje się ją jako ułamek molowy merów będących węzłami sieci do wszystkich merów sieci [6]:
liczba merów sieciujących
y -------
c liczba wszystkich merów
Monomery akrylowe cechuje duża reaktywność. Homopolimeryzacja lub kopolimeryzacja zarówno AA, jak i AAm, dzięki ich hydrofilowości, stanowi nadal główne źródło substratów do otrzymywania superabsorbentów hydro-żelowych.
Pierwsza generacja hydrożeli o zdolności absorpcji 40-50% pojawiła się w drugiej połowie lat pięćdziesiątych. Ich dostępność już wtedy umożliwiła formowanie soczewek kontaktowych, co stanowiło pewnego rodzaju rewolucję w oftalmologii [7]. Dążenie do poprawy właściwości tych soczewek oraz wyłaniające się problemy natury medycznej [8, 9] doprowadziły do powstania drugiej generaqi hydrożeli o stopniach pęcznienia 70-80%. Takie żele nadawały się już do wielu innych zastosowań.
Trzy parametry decydują o właściwościach superabsorbentów hydrożelo-wych: powinowactwo do rozpuszczalnika, gęstość usieciowania i stopień dyso-cjacji grup funkcyjnych. Sterowanie tymi parametrami podczas syntezy doprowadziło na przełomie lat 70. i 80. do rozwoju trzeciej generacji żeli akrylowych, odznaczających się ultrawysoką zdolnością absorpcji. Są to również, przeważnie kopolimery AAm i AA usieciowane za pomocą NMBA. Systematyczne badania prowadził Dubrowskii ze wsp. [10]. Tab. 1 ilustruje wpływ składu hydrożeli na ich pęcznienie.
Układ inicjujący składał się z (NHJ2S2Os + (CH3)2NCH2CH2N(CH3)2 użytych w stosunku molowym 2: t. Polimeryzację prowadzono w roztworze wodnym o stężeniu AAm wynoszącym 10%, a temperatura wynosiła 45 "C. Wysoki stopień przereagowania osiąga się już po 10 minutach, ale reakcję, dla przerea-
gowania szczątkowych zawartoś-
Tabela 1. Wpływ usieciowania za pomocą N,N'-me- ci monomerów, prowadzono zna-tyleno-bis-akryloamidu (NMBA) na pęcznienie rów- rznie dłir/ei
nowagowc poli(AAm-co-AA) [2]
Stosunek molowy AAm: AA |
NMBA % wag |
Pęcznienie, cm3/g H.O 0,15 N NaCI | |
95:5 |
0,01 |
10000 |
230 |
95:5 |
0,02 |
6700 |
160 |
95:5 |
0,05 |
3300 |
57 |
Ze wzrostem udziału czynnika sieciującego, tj. NMBA, równowagowa chłonność zarówno wody, jak i solanki maleje. Wzrasta na pewno wytrzymałość mechaniczna żelu, która tutaj nie została określona. Cechą charakterysty-