聚合物水凝胶及其制备方法

聚合物水凝胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种制备聚合物水凝胶的方法，所述方法包括使用多元羧酸作为交联剂来交联前体，该前体包含一种亲水性聚合物并任选地连同第二种亲水性聚合物。本发明还涉及通过本发明方法可获得的聚合物水凝胶及其在多种不同应用中的用途。
【专利说明】聚合物水凝胶及其制备方法
[0001] 本申请是申请日为2008年08月08日，申请号为200880104399. 0,发明名称为"聚 合物水凝胶及其制备方法"的申请的分案申请。
[0002] 发明背景
[0003] 本发明涉及聚合物水凝胶及其制备方法。
[0004] 聚合物水凝胶是能吸收大量水的交联的亲水性聚合物。更具体地，能吸收的水量 超过其干重10倍的交联的聚合物水凝胶定义为"超吸收性"。某些这种材料甚至能吸收超 过1升水/克干聚合物。
[0005] 交联或交联结（即形成聚合物水凝胶网络的大分子链之间的物理或化学键合）保 证了聚合物-液体体系的结构完整性，一方面防止聚合物完全增溶，另一方面使得水相保 持在分子网络内。
[0006] 市场上目前可得的超吸收性聚合物水凝胶的特征不仅在于其显著的吸收性能，还 在于其生物相容性，这可能是由于含水量高引起的，最重要的特征在于可根据外部刺激调 整其吸收能力。因此，这种聚合物水凝胶可用作智能材料，例如用于制造用于多种工业应用 的传感器或致动器。除了在个人卫生吸收性产品中用作吸收芯的常见应用以外，还有在以 下领域中的更近和更具革新性的应用，例如在生物医学领域中用于开发控释药物制剂、人 造肌、传感器等，以及在农业和园艺领域中例如用于在干旱的土壤中控制释放水和营养物 的装置。
[0007] 但是，目前可得的超吸收性聚合物水凝胶几乎均为基于丙烯酸类的产品，因此不 可生物降解。
[0008] 由于日益关注环境保护问题，近年来人们越来越关注于开发性能类似于传统的超 吸收性聚丙烯酸类的基于可生物降解的聚合物的超吸收性材料。
[0009] 用于获得超吸收性聚合物水凝胶的可生物降解的聚合物的实例是淀粉和纤维素 衍生物。
[0010] Anbergen和Oppermann[l]于1990年提出一种完全由纤维素衍生物制得的超吸收 性材料的合成方法。更具体地说，使用羟乙基纤维素（HEC)和羧甲基纤维素钠盐（CMCNa)， 在碱性溶液中用二乙烯基砜化学交联。但是，这种材料的吸收性能与基于丙烯酸类的超吸 收性材料相比不高。
[0011] Esposito及合作者[2]于1996年研究Anbergen和Opperman所提出的合成方法， 开发了一种提高凝胶吸收能力的方法，主要作用于材料的物理性能。基本想法为在聚合物 结构中诱发微孔率，以便通过毛细现象促进吸收和保持水分。在干燥步骤期间诱发了所述 微孔率，这是通过在聚合物的非溶剂中相转化来进行的，并且这样获得的材料的吸收性能 显著优于那些空气干燥的凝胶。
[0012] CMCNa可用关于纤维素为双官能的任何试剂化学交联。除了在根据Anbergen和 Opperman的合成法中使用的二乙烯基砜以外，还已使用表氯醇、甲醒和各种双环氧化物作 为交联剂。然而，这些化合物在其未反应状态下为高毒性的[3]。已知某些碳二亚胺为非传 统的交联剂。更具体地，使用碳二亚胺以交联成盐或未成盐的羧甲基纤维素（CMC)，描述于
[4]。碳二亚胺诱发纤维素大分子之间形成酯键，而本身不参与键合，但将自身转化为非常 低毒性的脲衍生物[5]。以碳二亚胺作为交联剂交联羧甲基纤维素钠盐和羟乙基纤维素所 获得的超吸收性聚合物水凝胶公开在国际专利申请W02006/070337 [6]。
[0013] 然而，在W02006/070337用作交联剂的碳二亚胺具有极其昂贵的缺点。而且，在与 CMCNa交联反应期间，该物质转变为略微毒性的脲衍生物，此脲衍生物必须在洗涤步骤中除 去，这样进一步增加了生产工艺的成本和复杂性。这些缺陷是极其不利的，尤其是联系到需 要大规模生产聚合物水凝胶以及因而涉及关于起始材料的购买和关于合成期间所产生的 毒性物质的处置两方面的高成本的那些应用。
[0014] 此外，形成具有某种程度毒性(尽管非常低）的物质是在生物医学和药物应用中排 除使用这种聚合物的可能性的关键因素。
[0015] 发明概沭
[0016] 本发明的目的是提供克服与使用碳二亚胺作为交联剂有关的上述缺陷的聚合物 水凝胶。
[0017] 这些目的和其它目的通过本文界定的本发明聚合物水凝胶和其制备方法而实现。 本发明的聚合物水凝胶是基于使用多元羧酸诸如柠檬酸作为交联剂，且在优选的实施方案 中还包括使用分子间隔物。
[0018] 本发明部分地涉及发现用柠檬酸（3-羧基-3-羟基-1，5-戊二酸；此后称为"CA"） 交联可溶性纤维素衍生物导致形成聚合物水凝胶和超吸收性聚合物水凝胶。CA是天然产生 的、非毒性的和在市场以低成本可获得的。尽管已经报道CA在纺织品和食品应用中作为交 联剂用于诸如纤维素、羟丙基甲基纤维素和淀粉的聚合物[7-11]，这些应用中CA用于交联 和进一步稳定不溶性纤维，以提供具有增强的回弹力和机械性能的织物。然而，此前未公开 使用CA来交联羧甲基纤维素或其它可溶性亲水性聚合物以制备聚合物水凝胶和超吸收性 聚合物水凝胶。
[0019] 依照本发明的聚合物水凝胶的制备方法包括用多元羧酸交联包含亲水性聚合物 的水溶液的步骤，任选地在作为分子间隔物起作用的化合物存在下。
[0020] 在一个实施方案，水溶液包含两种或多种亲水性聚合物，诸如例如羟基化聚合物。 例如，水溶液可包含第一亲水性聚合物和第二亲水性聚合物，它们可以基于重量基础的相 同或不同的量存在。在一个实施方案，第一亲水性聚合物是离子型聚合物且第二聚合物是 非离子型聚合物。
[0021] 在一个优选实施方案，本发明提供了制备聚合物水凝胶的方法，该方法包括以下 步骤：(a)提供羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、柠檬酸和分子间隔物的水溶液；(b)加热该水 溶液，从而蒸发水并交联羧甲基纤维素和羟乙基纤维素以形成聚合物水凝胶材料；（C)用 水或极性有机溶剂洗涤该聚合物水凝胶材料以形成洗涤的聚合物水凝胶；（d)将洗涤的聚 合物水凝胶浸入纤维素非溶剂，从而产生干燥的聚合物水凝胶。
[0022] 在又一实施方案，本发明提供了聚合物水凝胶诸如超吸收性聚合物水凝胶，它们 可使用本发明方法来制备。这种聚合物水凝胶包含用多元羧酸交联的至少一种亲水性聚合 物。本发明还包括了包含这种聚合物水凝胶的制品。
[0023] 本发明还提供了一种制备聚合物水凝胶的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提 供包含亲水性聚合物和多元羧酸或其酸酐的水溶液，其中所述多元羧酸是C4-C12-二羧酸、 三羧酸或四羧酸；和（b)将步骤（a)的溶液保持在适于由所述多元羧酸交联所述亲水性聚 合物的条件下；从而形成聚合物水凝胶。
[0024] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述聚合物水凝胶可具有至少约10的 溶胀比，优选至少约50的溶胀比，更优选至少约100的溶胀比。
[0025] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述亲水性聚合物可选自聚烯丙醇、聚 乙烯醇和多糖组成的组。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述亲水性聚合物可选 自取代的纤维素、取代的葡聚糖、取代的淀粉、糖胺聚糖和多糖醛酸组成的组。在本发明的 制备聚合物水凝胶的方法中，所述亲水性聚合物可选自C1-C6-烃基纤维素、羟基-C1-C6-烃 基纤维素和羟基-C1-C6-烃基-C1-C6-烃基纤维素组成的组。在本发明的制备聚合物水凝胶 的方法中，所述亲水性聚合物可选自甲基纤维素、乙基纤维素、正丙基纤维素、羟乙基纤维 素、羟基-正丙基纤维素、羟基-正丁基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧 甲基纤维素、羧甲基淀粉、硫酸葡聚糖、磷酸葡聚糖、二乙氨基葡聚糖、肝素、透明质烷、软骨 素、硫酸软骨素、硫酸类肝素、聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸、聚半乳糖醛酸和聚阿糖酸组成的 组。
[0026] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述水溶液可包含至少两种亲水性聚合 物。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述水溶液可包含离子型聚合物和非离子型 聚合物。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述离子型聚合物可选自藻酸盐、硫酸葡 聚糖、羧甲基纤维素、透明质酸、聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸、聚半乳糖醛酸、聚阿糖酸；硫酸 软骨素、磷酸葡聚糖、壳聚糖和二甲氨基葡聚糖组成的组。在本发明的制备聚合物水凝胶的 方法中，所述非离子型聚合物可选自聚烯丙醇、聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、正丙基 纤维素、羟乙基纤维素、羟基-正丙基纤维素、羟基-正丁基纤维素、羟丙基甲基纤维素和乙 基羟乙基纤维素组成的组。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述离子型聚合物可 以是羧甲基纤维素且所述非离子型聚合物是羟乙基纤维素。
[0027] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述多元羧酸可选自丙二酸、苹果酸、马 来酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸、邻苯二甲酸、间 苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸、丙烷-1，2, 3-三羧酸、均苯 四甲酸、2, 3, 3'，4' -联苯四羧酸、3, 3'，4, 4' -四羧基二苯醚、2, 3'，3, 4' -四羧基二苯醚、 3, 3'，4, 4'-二苯甲酮四羧酸、2, 3, 6, 7-四羧基萘、1，4, 5, 7-四羧基萘、1，4, 5, 6-四羧基萘、 3, 3'，4, 4' -四羧基二苯甲烷、2, 2-双（3, 4-二羧基苯基）丙烷、丁烷四羧酸和环戊烷四羧 酸组成的组。优选地，所述多元羧酸可以是柠檬酸。
[0028] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述水溶液还可包含分子间隔物。在本 发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述分子间隔物可选自单糖、二糖和糖醇类组成的组。 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述分子间隔物可选自蔗糖、山梨醇、植物甘油、 甘露醇、海藻糖、乳糖、麦芽糖、赤藓醇、木糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、阿拉伯糖醇、甘油、异麦 芽酮糖醇和纤维二糖组成的组。
[0029] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，步骤（b)中的溶液可保持在高温。在本 发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述溶液可保持在约60°C至约120°C的温度。在本发 明的制备聚合物水凝胶的方法中，步骤（b)中的水可被部分地或完全地蒸发。
[0030] 本发明的制备聚合物水凝胶的方法还可包括以下步骤：(c)用水、极性有机溶剂 或其组合洗涤所述聚合物水凝胶，从而产生洗涤的聚合物水凝胶。
[0031] 本发明的制备聚合物水凝胶的方法还可包括以下步骤：（d)干燥所述洗涤的聚合 物水凝胶。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，步骤（d)可包括将所述洗涤的聚合物 水凝胶浸入纤维素非溶剂。在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，步骤（d)还可包括在 烘箱中干燥所述洗涤的聚合物水凝胶。
[0032] 本发明还提供了一种制备聚合物水凝胶的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提 供前体聚合物的水溶液，其中所述前体聚合物由羧甲基纤维素和羟乙基纤维素、柠檬酸和 分子间隔物组成；和（b)加热所述水溶液，从而蒸发水并用柠檬酸交联羧甲基纤维素和羟 乙基纤维素，从而形成聚合物水凝胶材料。
[0033] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述分子间隔物可以是山梨醇。
[0034] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的重量比 可以是约3 ;羧甲基纤维素和羟乙基纤维素与步骤（a)溶液中水的组合重量比可以是至少 约2%，山梨醇与步骤（a)溶液中水的重量比可以是约4%，柠檬酸与前体聚合物的重量比可 以是从约1%至约5%。
[0035] 本发明还提供了一种制备聚合物水凝胶的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提 供羧甲基纤维素、柠檬酸和分子间隔物的水溶液；和（b)加热所述水溶液，从而蒸发水并交 联羧甲基纤维素以形成聚合物水凝胶材料。
[0036] 在本发明的制备聚合物水凝胶的方法中，所述分子间隔物可以是山梨醇。在本发 明的制备聚合物水凝胶的方法中，山梨醇与步骤（a)溶液中水的重量比可以是约4%，柠檬 酸与羧甲基纤维素的重量比可以是从约1%至约5%。
[0037] 本发明还提供了一种聚合物水凝胶，其是由包括以下步骤的制备聚合物水凝胶的 方法产生的：(a)提供包含亲水性聚合物和多元羧酸或其酸酐的水溶液，其中所述多元羧 酸是C4-C12-二羧酸、三羧酸或四羧酸；和（b)将步骤（a)的溶液保持在适于由所述多元羧 酸交联所述亲水性聚合物的条件下；从而形成聚合物水凝胶。本发明还提供了一种制品，其 包含如上所述方法制备的聚合物水凝胶。在本发明的制品中，所述制品可选自用于从身体 除去水或水溶液的装置和药物、用于农业中控制释放水、营养物或植物药物的装置、用于个 人和家庭卫生的吸收性产品、适于当与水或水溶液接触时改变其大小的玩具和装置、生物 医学装置、和能够在眼科学中缓慢释放液体的聚合物膜组成的组。在一些实施方式中，所述 聚合物水凝胶可具有至少约10的溶胀比。
[0038] 本发明还提供了一种聚合物水凝胶，其是由包括以下步骤的制备聚合物水凝胶的 方法产生的：(a)提供前体聚合物的水溶液，其中所述前体聚合物由羧甲基纤维素和羟乙 基纤维素、柠檬酸和分子间隔物组成；和（b)加热所述水溶液，从而蒸发水并用柠檬酸交联 羧甲基纤维素和羟乙基纤维素，从而形成聚合物水凝胶材料。在一些实施方式中，所述聚合 物水凝胶可具有至少约10的溶胀比。
[0039] 本发明还提供了一种聚合物水凝胶，其包含离子型聚合物和选自C4-C12-二羧酸、 三羧酸和四羧酸的多元羧酸，其中所述多元羧酸交联所述离子型聚合物。本发明还提供了 一种制品，其包含如上所述的聚合物水凝胶。在本发明的制品中，所述制品可选自用于从身 体除去水或水溶液的装置和药物、用于农业中控制释放水、营养物或植物药物的装置、用于 个人和家庭卫生的吸收性产品、适于当与水或水溶液接触时改变其大小的玩具和装置、生 物医学装置、和能够在眼科学中缓慢释放液体的聚合物膜组成的组。
[0040] 在本发明的聚合物水凝胶中，所述离子型聚合物可以是羧甲基纤维素且所述多元 羧酸是柠檬酸。在本发明的聚合物水凝胶中，柠檬酸与羧甲基纤维素的重量比可以是约1% 至约5%。
[0041] 本发明的聚合物水凝胶可具有至少10的溶胀比，优选至少50的溶胀比，更优选至 少100的溶胀比。
[0042] 本发明还提供了一种聚合物水凝胶，其包含：(a)离子型聚合物；(b)非离子型聚 合物；和（c)选自C4-C12-二羧酸、三羧酸和四羧酸的多元羧酸，其中所述多元羧酸交联所述 离子型聚合物与所述非离子型聚合物。
[0043] 在本发明的聚合物水凝胶中，所述离子型聚合物可以是羧甲基纤维素，所述非离 子型聚合物可以是羟乙基纤维素且所述多元羧酸是柠檬酸。在本发明的聚合物水凝胶中， 羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的重量比可以是从约1:5至5:1，并且柠檬酸可以以相对于 羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的组合重量按重量计从1%至5%的量存在。在本发明的聚合 物水凝胶中，羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的重量比可以是从约2至约5。在本发明的聚合 物水凝胶中，羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的重量比可以是约3。
[0044] 本发明的聚合物水凝胶可具有至少约10的溶胀比，优选至少约50的溶胀比，更优 选至少约100的溶胀比。
[0045] 本发明还提供了一种制品，其包含具有如下物质的聚合物水凝胶：(a)离子型聚 合物；(b)非离子型聚合物；和（c)选自C4-C12-二羧酸、三羧酸和四羧酸的多元羧酸，其中 所述多元羧酸交联所述离子型聚合物与所述非离子型聚合物。在本发明的制品中，所述制 品可选自用于从身体除去水或水溶液的装置和药物、用于农业中控制释放水、营养物或植 物药物的装置、用于个人和家庭卫生的吸收性产品、适于当与水或水溶液接触时改变其大 小的玩具和装置、生物医学装置、和能够在眼科学中缓慢释放液体的聚合物膜组成的组。
[0046] 附图简沭
[0047] 图1表示了所提出的通过柠檬酸的聚合物交联机理。
[0048] 图2是口服施用本发明聚合物水凝胶的大鼠和仅施用载体的大鼠中累计食物摄 取与时间的函数的图。
[0049] 发明详沭
[0050] 本发明提供了聚合物水凝胶、制备该聚合物水凝胶的方法、使用该聚合物水凝胶 的方法和包含该聚合物水凝胶的制品。
[0051] 制备本发明聚合物水凝胶的方法包括用多元羧酸交联包含亲水性聚合物的水溶 液的步骤，从而产生聚合物水凝胶。在一些实施方案，该水溶液包含两种或多种亲水性聚合 物。例如，该水溶液可包含第一亲水性聚合物和第二亲水性聚合物，它们可以基于重量基础 的相同或不同的量存在。在优选的实施方案，第一亲水性聚合物是离子型聚合物且第二聚 合物是非离子型聚合物。
[0052] 交联反应优选地在高温进行，例如在高于室温（25°C)的温度。例如，反应可在从 约30°C至约150°C、优选地从约50°C至约120°C的温度进行。在一个实施方案，交联反应在 高温进行时，反应溶液通过除去水而浓缩。除去水可例如通过蒸发来实现。在一个实施方 案，除去一部分水。在另一实施方案，除去大体上所有的水，从而产生干的残余物。任选地， 在除去水至干燥后，反应混合物保持在高温一段时间。
[0053] 本文所用的术语"亲水性聚合物"是指大体上是水溶性的并优选地包括羟基化的 单体单元的聚合物。亲水性聚合物可以是仅包括一种重复单体单元的均聚物，或包含两种 或多种不同重复单体单元的共聚物。在优选的实施方案，该亲水性聚合物是羟基化的，诸如 聚烯丙醇、聚乙烯醇或多糖。合适的多糖的实例包括取代的纤维素、取代的葡聚糖、淀粉和 取代的淀粉、糖胺聚糖、壳聚糖和藻酸盐。
[0054] 可使用的多糖包括烃基纤维素，诸如C1-C6-烃基纤维素，包括甲基纤维素、乙基纤 维素和正丙基纤维素；取代的烃基纤维素，包括羟基-C1-C6-烃基纤维素和羟基-C1-C6-烃 基-C1-C6-烃基纤维素，诸如羟乙基纤维素、羟基-正丙基纤维素、羟基-正丁基纤维素、羟 丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素和羧甲基纤维素；淀粉，诸如玉米淀粉、羟丙基淀粉和 羧甲基淀粉；取代的葡聚糖，诸如硫酸葡聚糖、磷酸葡聚糖和二乙氨基葡聚糖；糖胺聚糖， 包括肝素、透明质烷、软骨素、硫酸软骨素和硫酸类肝素；以及多糖醛酸，诸如聚葡糖醛酸、 聚甘露糖醒酸（polymanuronicacid)、聚半乳糖醒酸和聚阿糖酸。
[0055] 本文所用的术语"离子型聚合物"是指包含具有酸性官能团或碱性官能团的单体 单元的聚合物，该酸性官能团诸如羧基、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐或膦酸盐基团，该碱性官能 团诸如氨基、取代的氨基或胍基基团。当在合适的PH范围的水溶液中时，包含酸性官能团 的离子型聚合物将是聚阴离子，且这种聚合物在本文称为"阴离子型聚合物"。同样地，当 在合适的pH范围的水溶液中时，包含碱性官能团的离子型聚合物将是聚阳离子。这种聚合 物在本文称为"阳离子型聚合物"。本文所用的术语离子型聚合物、阴离子型聚合物和阳离 子型聚合物是指其中酸性或碱性官能团未带电荷的亲水性聚合物、以及其中一些或所有酸 性或碱性官能团带电荷并与合适的抗衡离子组合的聚合物。合适的阴离子型聚合物包括 藻酸盐、硫酸葡聚糖、羧甲基纤维素、透明质酸、聚葡糖醛酸、聚甘露糖醛酸（polymanuronic acid)、聚半乳糖醛酸、聚阿糖酸；硫酸软骨素和磷酸葡聚糖。合适的阳离子型聚合物包括壳 聚糖和二甲氨基葡聚糖。优选的离子型聚合物是羧甲基纤维素，其可以酸的形式来使用或 作为与合适的阳离子诸如钠或钾的盐来使用。
[0056] 本文所用的术语"非离子型聚合物"是指不包含具有可离子化的官能团诸如酸性 或碱性基团的单体单元的亲水性聚合物。这种聚合物将在水溶液中不带电荷。用于本发明 方法的合适的非离子型聚合物的实例是聚烯丙醇、聚乙烯醇、淀粉诸如玉米淀粉和羟丙基 淀粉、烃基纤维素诸如C1-C6-烃基纤维素(包括甲基纤维素、乙基纤维素和正丙基纤维素）； 取代的煙基纤维素，包括轻基-C1-C6-煙基纤维素和轻基-C1-C6-煙基-C1-C6-煙基纤维素， 诸如羟乙基纤维素、羟基-正丙基纤维素、羟基-正丁基纤维素、羟丙基甲基纤维素和乙基 羟乙基纤维素。
[0057] 本文所用的术语"多元羧酸"是指具有两种或多种羧酸官能团的有机酸，诸如二 羧酸、三羧酸和四羧酸，还包括这种有机酸的酸酐形式。二羧酸包括草酸、丙二酸、马来 酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、苯二甲酸、邻苯二甲 酸、间苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。优选的二羧酸包括C4-C12-二羧酸。合适的三 羧酸包括柠檬酸、异柠檬酸、乌头酸和丙烷-1，2, 3-三羧酸。合适的四羧酸包括均苯四甲 酸、2, 3, 3'，4' -联苯基四羧酸、3, 3'，4, 4' -四羧基二苯醚、2, 3'，3, 4' -四羧基二苯醚、 3, 3'，4, 4'-二苯甲酮四羧酸、2, 3, 6, 7-四羧基萘、1，4, 5, 7-四羧基萘、1，4, 5, 6-四羧基萘、 3, 3'，4, 4' -四羧基二苯甲烷、2, 2-双（3, 4-二羧基苯基）丙烷、丁烷四羧酸和环戊烷四羧 酸。特别优选的多元羧酸是柠檬酸。
[0058] 该方法还可包括纯化聚合物水凝胶的步骤，例如通过在极性溶剂诸如水、极性有 机溶剂(例如醇类诸如甲醇或乙醇)或其组合中洗涤聚合物水凝胶。浸入极性溶剂的聚合物 水凝胶溶胀并释放未并入聚合物网络中的任何成分，诸如副产物或未反应的多元羧酸。水 是优选的极性溶剂，蒸馏水还是更优选的。为了使凝胶的溶胀程度达到最大，在该步骤中需 要的水的体积为凝胶本身初始体积的约10-20倍。考虑到工业规模的该步骤中将需要大量 的水，以及洗液的处理和/或循环，在合成工艺中避免存在任何毒性副产物的重要性变得 明显。该聚合物水凝胶洗涤步骤可以重复多于一次，任选地改变所用的极性溶剂。例如，聚 合物水凝胶可用甲醇或乙醇洗涤然后是蒸馏水洗涤，这两个步骤任选地重复一次或多次。
[0059] 该方法还可包括干燥聚合物水凝胶。干燥步骤通过将完全溶胀的聚合物水凝胶浸 入纤维素非溶剂来进行，该步骤称为相转化。合适的纤维素非溶剂包括，例如丙酮和乙醇。 通过相转化来干燥聚合物水凝胶形成了最终的微孔结构，其通过毛细现象改进了聚合物水 凝胶的吸收性能。而且，如果多孔互连或开放，即如果微孔互相连通，则还改进了凝胶的吸 收/解吸动力学。当将完全或部分溶胀的凝胶浸入非溶剂时，凝胶经历相转化，排水，直至 凝胶作为白色颗粒以玻璃状固体形式沉淀。为了在短时间内获得干凝胶，可能需要在非溶 剂中进行多次漂洗。例如，当将溶胀的聚合物水凝胶浸入作为非溶剂的丙酮时，形成了水/ 丙酮混合物，其水含量随着聚合物水凝胶干燥而增加；在某一丙酮/水浓度，例如丙酮中约 55%，水不再能够从聚合物水凝胶离开，从而必须向聚合物水凝胶加入新鲜丙酮以继续干燥 过程。干燥期间丙酮/水的比例越高，则干燥过程就越快。孔尺寸受干燥过程的速率和聚 合物水凝胶颗粒的初始尺寸的影响：较大颗粒和较快的过程趋向于增加孔尺寸；微量级范 围的孔尺寸是优选的，由于该尺寸范围的孔表现出强的毛细效应，导致较高的吸着和水保 持能力。
[0060] 本发明的聚合物水凝胶还可通过另一种工艺来干燥，诸如空气干燥、冷冻干燥或 烘箱干燥。这些干燥方法可单独使用、组合使用、或与上述非溶剂干燥步骤组合使用。例如， 聚合物水凝胶可在非溶剂中干燥，随后空气干燥、冷冻干燥、烘箱干燥或其组合以消除任何 残留的痕量非溶剂。烘箱干燥可在例如约30-45°C的温度进行，直到完全除去残留的非溶 齐U。洗涤且干燥的聚合物水凝胶随后可用作期望大小的聚合物水凝胶颗粒，或可被研磨以 产生期望大小的聚合物水凝胶颗粒。
[0061] 交联溶液可任选地包含作为分子间隔物的化合物。本文所用的术语"分子间隔物" 是一种多羟基化的化合物，其尽管未在显著程度上参与导致形成交联的聚合物水凝胶网 络的反应，但形成了具有增加的吸收能力的聚合物水凝胶。尽管在某些情形中分子间隔物 可能在小程度上参与交联反应，但是认为分子间隔物通过空间阻隔性进入聚合物链而起作 用，从而增加聚合物链之间的平均距离。因此，交联可在不靠在一起的部位发生，从而增强 聚合物网络扩张的能力，以便大大增加聚合物水凝胶的吸收性能。在本发明方法中用作分 子间隔物的合适的化合物包括单糖、二糖和糖醇类，包括蔗糖、山梨醇、植物甘油、甘露醇、 海藻糖、乳糖、麦芽糖、赤藓醇、木糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、阿拉伯糖醇、甘油、异麦芽酮糖醇 和纤维二糖。分子间隔物优选地以相对于溶剂按重量计约0. 5%至约10%的量包含在交联 溶液中，更优选地约2%至约8%，更优选地约4%。
[0062] 依照本发明优选的实施方案，用于合成聚合物水凝胶的分子间隔物选自山梨醇、 蔗糖和植物甘油组成的组。
[0063] 依照本发明方法的特别优选的实施方案，山梨醇用作分子间隔物，以相对水的重 量按重量计0. 5?10%的范围内的浓度,优选地以相对水的重量按重量计2?8%的范围内 的浓度，更优选地以相对水的重量按重量计4%的浓度。
[0064] 在一个实施方案，该水溶液包含离子型聚合物，优选地阴离子型聚合物，且最优选 地羧甲基纤维素。在特别优选的实施方案，阴离子型聚合物是羧甲基纤维素且多元羧酸是 朽1檬酸。
[0065] 在另一实施方案，该水溶液包含离子型聚合物和非离子型聚合物。离子型聚合物 优选地是阴离子型聚合物，且最优选地是羧甲基纤维素。非离子型聚合物优选地是取代 的纤维素，更优选地是羟基烃基纤维素或羟烃基烃基纤维素，且最优选地是羟乙基纤维素 ("HEC"）。优选的多元羧酸是柠檬酸。
[0066] 离子型聚合物与非离子型聚合物的重量比（离子型：非-离子型）可从约1 :10变 化到约10 :1，优选地从约1 :5到约5 :1。在优选的实施方案，该重量比大于1 :1，例如从约 2到约5。在特别优选的实施方案，离子型聚合物是羧甲基纤维素，非离子型聚合物是羟乙 基纤维素，且重量比（离子型：非离子型）是约3:1。
[0067] 在本发明方法的导致形成具有特别高的溶胀比（SR)的超吸收性聚合物水凝胶的 优选实施方案中，水溶液中总前体浓度是相对起始水溶液的水的重量按重量计的至少2%， 且交联剂的量是相对前体重量按重量计的约1%与约5%之间。在本说明书中，术语"前体" 表示用作形成聚合物水凝胶聚合物网络的前体的亲水性聚合物，例如在某些实施方案"前 体重量"是所用CMCNa的重量或所用CMCNa和HEC的组合重量。水溶液优选地包含以相对 水的重量按重量计约4%的量的山梨醇。
[0068] 溶胀比（SR)是聚合物水凝胶吸收水的能力的量度。SR通过平衡时的溶胀测量（例 如使用灵敏度为1〇_5的Sartorius微量天平）而获得并用下式计算：
[0069] SR= (Ws-Wd) /Wd
[0070] 其中Ws是聚合物水凝胶浸入蒸馏水24小时后的重量，而Wd是浸入前聚合物水凝 胶的重量，该聚合物水凝胶此前已被干燥以便除去任何残留水。
[0071] 依照本发明的制备方法，在实施方案中，交联反应优选地在约60°C至120°C的温 度进行。在该工艺的这一阶段期间改变温度将能够增加或减少聚合物网络的交联度。约 80°C的交联温度是优选的。
[0072] 本发明方法的一个特别优选的实施方案包括以下步骤：步骤1，将亲水性聚合物、 羧酸和任选地分子间隔物在室温溶解在水中；步骤2,在40°C经过两天的时间段从溶液除 去水；步骤3,将步骤2的产物加热到80°C持续10小时以诱发交联反应并形成聚合物水凝 胶；步骤4,用水经过24小时洗涤聚合物水凝胶三次；步骤5,将洗涤的聚合物水凝胶浸入 丙酮持续24小时以除去水；步骤6,在45°C的烘箱中进一步干燥聚合物水凝胶5小时；和步 骤7,将干燥的聚合物水凝胶研磨以提供聚合物水凝胶颗粒。
[0073] 本发明还提供了可使用本发明方法制备的聚合物水凝胶。这种聚合物水凝胶包括 用多元羧酸交联的亲水性聚合物。在其它实施方案，本发明的聚合物水凝胶包括由多元羧 酸交联的至少两种亲水性聚合物。在一个优选实施方案，该聚合物水凝胶包括离子型聚合 物和非离子型聚合物以及多元羧酸，优选地C4至C12-二羧酸、三羧酸或四羧酸，其中多元羧 酸交联离子型聚合物和非离子型聚合物。离子型聚合物与非离子型聚合物的重量比优选地 从约1 :5至约5 :1，更优选地从约2 :1至约5 :1，最优选地是约3 :1。在一个特别优选的实 施方案，该离子型聚合物是羧甲基纤维素，非离子型聚合物是羟乙基纤维素且多元羧酸是 柠檬酸。在另一优选的实施方案，该聚合物水凝胶包含离子型聚合物，例如阴离子型聚合物 或阳离子型聚合物。更优选地，该离子型聚合物是羧甲基纤维素或其盐，诸如羧甲基纤维素 钠。在另一特别优选的实施方案，该聚合物水凝胶包含用柠檬酸交联的羧甲基纤维素。
[0074] 本发明的聚合物水凝胶具有至少约5的溶胀比。优选地，本发明的聚合物水凝胶 是超吸收性聚合物水凝胶，例如具有至少10的SR的聚合物水凝胶。在优选的实施方案，本 发明的聚合物水凝胶具有至少约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90或约100 的SR。例如，在某些实施方案，本发明的聚合物水凝胶具有从约10至约100、从约20至约 100、从约30至约100、从约40至约100、从约50至约100、从约60至约100、从约70至约 100、从约80至约100、或从约90至约100的SR。在某些实施方案，本发明包括具有高达 150、200、250、300、330或350的SR的聚合物水凝胶。
[0075] 在某些实施方案，本发明的聚合物水凝胶可吸收一些量的一种或多种体液(诸如 血、血浆、尿、肠液或胃液)，该量是至少10、20、30、40、50、60、70、80、90或100倍于其干重。 聚合物水凝胶吸收体液的能力可使用常规方式测试，包括用从一个或多个受试者获得的体 液样品或用模拟体液诸如模拟尿或胃液来测试。在某些优选的实施方案，聚合物水凝胶可 吸收显著量的通过组合一体积的模拟胃液（SGF)与八体积的水而制备的流体。SGF可使用 本领域已知的USP测试溶液方案来制备。在一些实施方案，本发明的聚合物水凝胶可吸收 至少约10、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更多倍于其干重的这种SGF/水混合物。
[0076] 本发明的聚合物水凝胶包括具有不同水合程度的交联的聚合物。例如，可提供聚 合物水凝胶，其水合状态从大体上干的或无水的状态(诸如其中按重量计从约〇%至约5%的 聚合物水凝胶是水或水性流体的状态）到包含显著量的水或水性流体的状态变化，包括高 达其中聚合物水凝胶已经吸收最大量的水或水性流体的状态。
[0077] 本发明的聚合物水凝胶可用于治疗肥胖、减少食物或卡路里摄取或实现或保持饱 腹感的方法。该方法包括将有效量的本发明聚合物水凝胶施用到受试者的胃的步骤，优选 地通过使得受试者诸如包括人类的哺乳动物摄取聚合物水凝胶。这种聚合物水凝胶可用于 占据胃的容积，例如，通过增加食物团的体积而不增加食物的卡路里含量。聚合物水凝胶 可由受试者在吃饭之前或联同食物一起摄取，例如作为聚合物水凝胶与食物的混合物来摄 取。一旦摄取并接触胃液或胃液与水的组合，聚合物水凝胶就会溶胀。聚合物水凝胶可以 干的、部分地溶胀的或完全地溶胀的状态而单独地摄取或以与液态或干性食物的混合物摄 取，但优选地以显著低于其流动能力的水合状态摄取，更优选地聚合物水凝胶以无水状态 摄取。因此，胃被聚合物水凝胶占据的体积可显著地大于受试者摄取的聚合物水凝胶的体 积。本发明的聚合物水凝胶还可通过从胃移动到小肠并溶胀来占据小肠体积和/或对小肠 壁施加压力。优选地，在足够地缩小以从身体排泄之前，聚合物水凝胶将在小肠中保持溶胀 一段足以抑制受试者摄取食物的时间。足以抑制受试者摄取食物的时间通常将是受试者进 食和所摄取的食物经过小肠所需的时间。这种缩小可例如通过失去交联而降解、释放流体 并减少体积到足以从身体排泄而发生。用于此方法的优选聚合物表现PH-依赖性溶胀，在 较高pH时比较低pH时观察到更大的溶胀。因此，除非存在食物和/或水以升高胃内容物 的PH，否则这种聚合物在胃中将不会显著地溶胀，并将移动到小肠。当与食物一起摄取时， 聚合物水凝胶将最初在胃中溶胀，随后当胃排空食物且PH下降时缩小，然后从胃移动到小 肠。在小肠的较高PH环境，聚合物水凝胶将溶胀，占据小肠体积和/或对小肠壁施加压力。
[0078] 聚合物水凝胶可任选地与pH调节剂组合施用，pH调节剂是改变聚合物水凝胶微 环境的PH从而改变聚合物水凝胶吸收流体能力的试剂。例如，对于包含阴离子型聚合物 的聚合物水凝胶，增加微环境pH的试剂可增加聚合物水凝胶的溶胀性。与本发明聚合物 水凝胶一起使用的合适的PH调节剂包括缓冲剂、H2阻滞剂、质子泵抑制剂、抗酸剂、蛋白、 营养奶昔和其组合。合适的缓冲剂和抗酸剂包括碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化钙、 氢氧化铝、碳酸铝、碳酸镁、氢氧化镁、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钠和其 组合。合适的H2阻滞剂包括西咪替丁、雷尼替丁、法莫替丁、尼扎替丁和其组合。合适的 质子泵抑制剂包括奥美拉唑、兰索拉唑、艾美拉唑（esorneprazole)、泮托拉唑、雷贝拉唑 (abeprazole)、和其组合。
[0079] 本发明的聚合物水凝胶还可用于从胃肠道除去水，例如作为对患有肾病包括慢性 和急性肾病的受试者的治疗，特别是经受肾透析的受试者。聚合物水凝胶可进一步用于改 变需要其的受试者的胃肠道中的流体含量，例如用于治疗便秘。
[0080] 本发明还包括包含本发明聚合物水凝胶的制品。这种制品包括其中常规使用聚丙 烯酸类聚合物水凝胶的物品，在消费者产品诸如例如用于个人卫生的吸收性产品（即婴儿 尿布、卫生巾等）中以及在用于农业的产品（例如用于控制释放水和营养物的装置）中。本 发明聚合物水凝胶的吸收性能与聚丙烯酸类凝胶相当，在一些实施方案中该吸收性能取决 于采用的羧甲基纤维素的量，且可通过在凝胶结构中诱发微孔率而改进。因此，由本发明方 法可获得的聚合物水凝胶具备使其适于用在所有上述领域的机械性能。然而，本发明的聚 合物水凝胶具有优于丙烯酸类聚合物水凝胶的优点，诸如生物可降解性、生产过程中不存 在任何毒性副产物、以及使用较少且容易获得的试剂。这些特征使得本发明聚合物水凝胶 还能够真正用于生物医学和药物领域。
[0081] 因此，本发明的范围还包括由本发明方法可获得的聚合物水凝胶作为当与水和/ 或水溶液接触时能够吸收水或水溶液和/或能够溶胀的产品中的吸收性材料的用途。
[0082] 本发明的聚合物水凝胶和超吸收性聚合物水凝胶还可在以非限制性实例的方式 提供的以下领域中用作吸收性材料：
[0083] -饮食补充物（例如作为低热量饮食的饮食补充物中的填充剂，能够赋予在一定 时间内在胃里保持持续饱腹的感觉，或者作为水和低分子量化合物补充物例如无机盐或维 生素以干的或溶胀的形式包含在饮料中）；
[0084] -在农业产品（例如用于控制释放水和/或营养物和/或植物化学品的装置中，特 别是用于在干旱的沙漠地区以及不可能进行频繁灌溉的所有的情况下的培养；这些产品以 干的形式混合在植物根周围的土壤里，在灌溉过程中吸收水，且能保持水分，在某些情况下 缓慢释放水分以及用于培养的营养物和植物化学品）；
[0085] -在个人卫生和家庭吸收性产品（诸如例如用作婴儿尿布、卫生巾等的吸收芯）； [0086]-在玩具和小配件领域（诸如例如在一旦与水或水溶液接触即能够显著改变其大 小的产品中）；
[0087] -在生物医学领域（例如在生物医学和/或医学装置诸如用于处理高度渗出的伤 口如溃疡和/或烧伤的吸收性敷料中，或在适于缓慢释放适合用于眼科学的液体的缓释聚 合物膜中）；
[0088] -在身体流体控制领域(S卩，用于控制进入生物体的液态的量)中，例如在能够促进 从身体消除流体的产品中，诸如例如在水肿、CHF(慢性心力衰竭）、透析的情况。
[0089] 包含本发明聚合物水凝胶作为吸收性材料的上述产品也落入本发明范围。
[0090] 本发明还包括本发明的任何聚合物水凝胶在药物中的用途。这种用途包括聚合物 水凝胶在制备用于治疗肥胖或其中限制卡路里具有治疗、缓和或预防益处的任何医学紊乱 或疾病的药物中的用途。
[0091] 提供以下实施例以进一步阐释本发明，而不解释为限制本发明范围。 实施例
[0092] 结合以下实施例，本发明的材料和方法将被更好地理解，实施例仅意欲作为说明 而不限制本发明的范围。对所公开的实施方案的各种改变和修改对于本领域技术人员将是 明显的，并且可进行这种改变和修改包括但不限于有关本发明的化学结构、衍生物、制剂和 /或方法的那些改变和修改，而不偏离本发明的主旨和所附权利要求书的范围。
[0093] 实施例1
[0094] 柠檬酸夺联羧甲某纤维素/羟乙某纤维素混合物
[0095] 材料
[0096] CMCNa(MW7OOkDa,DS0. 9,食品级）、HEC(MW25OkDa,食品级）购自Eigenmanne VeronelliS.p.A.Milano,朽1 樣酸由DalCinS.p.A.SestoSanGiovanniMilano供应，并 按来样使用。
[0097] 聚合物水凝胶合成
[0098] 聚合物水凝胶样品通过在水中将CMCNa和HEC与作为交联剂的柠檬酸根据以下实 验方案反应而获得。首先，使用重量比等于3/1的CMCNa和HEC的混合物，按水的重量计 2%的总聚合物浓度溶解在蒸馏水中，在室温轻柔地搅拌直到获得澄清溶液。已经报道如果 仅使用CMCNa交联效率差，由于聚电解质链之间的静电排斥和在最具反应性位置C6处羟 基基团的高度取代两者[13]。在采用的浓度，CMCNa溶解慢；因此，首先向水加入HEC，直到 5min后获得澄清溶液，伴随粘度的略微增加；随后加入CMCNa，保持搅拌直到获得澄清溶液 (2处），伴随粘度的显著增加。最终加入不同浓度（1.75%、2.75%、3.75%、10%和20%?/?聚合 物）的CA以获得具有不同交联度的样品。这种终溶液用于模制IOmm的厚样品。所有样品 首先在30°C预干燥24h以除去吸收的水，随后为了交联反应而保持在80°C(对于中间体对 照是24h)。
[0099] 而且，按照对HEC/CMCNa混合物使用的完全相同实验条件，还制备含有与CA交联 的纯HEC或纯CMCNa样品的样品。
[0100] 由FTIR测量分析所有样品。酸酐形成通过监控其在1738CHT1羰基区域的特征伸 缩带来检测[14]。
[0101] 溶胀比
[0102] 对所有样品的平衡溶胀测量在蒸馏水中使用Sartorius微量天平（KT5灵敏度） 进行。溶胀比通过在将样品浸入蒸馏水约24h之前和之后称重样品来测量。溶胀比（SR) 定义如下：
[0103]SR=(Ws-Wd) /Wd
[0104] 其中Ws是溶胀的聚合物水凝胶的重量，而Wd是干燥样品的重量[15]。
[0105] 差示扫描量热计
[0106] 差示扫描量热计（Mettler-Toledo822eMettlerDSC)用于热分析。扫描温度范 围和加热速率分别是10_200°C和5°C/min。
[0107] 采用的热循环是：（1)加热IO-KKTC; (2)在100°C等温3分钟；（3)从100°C冷却 到KTC; (4)从KTC加热到200°C; (5)在200°C等温；（6)冷却到室温。空盘用作对照。
[0108] 傅里叶变换的红外线光谱
[0109] 所有FTIR光谱记录在装有衰减全反射（ATR)晶体采样器的JASCOFTIR660plus 光谱仪。膜样品直接用在ATR晶体采样器上，分辨率为4CHT1，300次扫描，吸光度范围从 4000cm1 至 600cm、
[0110] 结果和讨论
[0111] 纯柠檬酸的DSC热分析图在约60°C显示峰，可归因于与脱水形成酸酐有关的失水 过程。在第二扫描中观察到在约160°C开始的完全降解。
[0112] 纯CMCNa和HEC粉末的DSC分析表示，一些水仍被吸收在聚合物中。高于100°C检 测到CMCNa可能的降解峰。CMCNa和HEC两者都显示低于100°C的热稳定性。
[0113] 在30°C干燥样品24h后用DSC分析使用3 :1比例的CMCNa/HEC和按聚合物重量 计3. 75%的柠檬酸所获得的聚合物水凝胶的膜，随后恢复成粉末。与由酸酐化过程产生的 水蒸发有关的大的吸热峰是明显的。归因于酯化的小的放热峰叠加在第一个峰上。在第二 加热循环中，观察到交联的纤维素混合物的玻璃转变（Tg=38°C)。
[0114] 在这一预备性DSC研究后，根据以下实验方案制备不同聚合物水凝胶样品。将试 剂在水中混合后，反应容器在干燥条件下在30°C保持24h以除去水。根据第一DSC分析的 结果，随后将温度升高到高于60°C以获得柠檬酸酸酐。在此限制温度之上，柠檬酸酸酐可 用于与纤维素OH基团的交联反应。尝试不同反应条件以优化合成实验方案诸如温度和CA 浓度，如表1中概述的。对交联过程尝试了两个不同反应温度80°C和120°C。然而，为了防 止降解风险或限制反应速率，选择80°C的温度。而且，最初使用非常高浓度（按重量计10% 和20%)的CA以放大与每个化学反应步骤有关的FTIR信号。首先将纯CMCNa和HEC与CA 交联以研究CA与每种聚合物的反应性。
[0115] 表 1
[0116]
【权利要求】
1. 一种控制释放的农业产品，其包含聚合物水凝胶，所述聚合物水凝胶包含： (a) 离子型聚合物；和 (b) 选自c4-c12-二羧酸、三羧酸或四羧酸的多元羧酸，其中所述多元羧酸交联所述离 子型聚合物。
2. 根据权利要求1所述的控制释放的农业产品，其中所述离子型聚合物是羧甲基纤维 素，并且所述多元羧酸是柠檬酸。
3. 根据权利要求2所述的控制释放的农业产品，其中柠檬酸与羧甲基纤维素的重量比 是约1%至约5%。
4. 根据权利要求2所述的控制释放的农业产品，其中所述聚合物水凝胶具有至少10的 溶胀比。
5. 根据权利要求4所述的控制释放的农业产品，其中所述聚合物水凝胶具有至少50的 溶胀比。
6. 根据权利要求5所述的控制释放的农业产品，其中所述聚合物水凝胶具有至少100 的溶胀比。
7. 根据权利要求1所述的控制释放的农业产品，其中所述聚合物水凝胶还包含非离子 型聚合物；并且其中所述多元羧酸交联所述非离子型聚合物。
8. 根据权利要求7所述的控制释放的农业产品，其中所述离子型聚合物是羧甲基纤维 素，所述非离子型聚合物是羟乙基纤维素并且所述多元羧酸是柠檬酸。
9. 根据权利要求8所述的控制释放的农业产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基纤维素的 重量比是从约1:5至5:1，并且柠檬酸以相对于羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的组合重量 按重量计从1%至5%的量存在。
10. 根据权利要求9所述的控制释放的农业产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基纤维素 的重量比是从约2至约5。
11. 根据权利要求10所述的控制释放的农业产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基纤维素 的重量比是约3。
12. 根据权利要求7所述的控制释放的农业产品，其具有至少约10的溶胀比。
13. 根据权利要求12所述的控制释放的农业产品，其具有至少约50的溶胀比。
14. 根据权利要求13所述的控制释放的农业产品，其具有至少约100的溶胀比。
15. -种控制释放的农业产品，其包含聚合物水凝胶，所述聚合物水凝胶通过包括以下 步骤的方法可获得： (a) 提供包含亲水性聚合物和多元羧酸或其酸酐的水溶液，其中所述多元羧酸是 C4-C12-二羧酸、三羧酸或四羧酸；和 (b) 将步骤（a)的溶液保持在适于由所述多元羧酸交联所述亲水性聚合物的条件下； 从而形成聚合物水凝胶。
16. -种用于个人卫生的吸收性产品，其具有吸收芯，所述吸收芯包含聚合物水凝胶， 所述聚合物水凝胶包含： (a) 离子型聚合物；和 (b) 选自c4-c12-二羧酸、三羧酸或四羧酸的多元羧酸，其中所述多元羧酸交联所述离 子型聚合物。
17. 根据权利要求16所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中所述离子型聚合物是羧 甲基纤维素，并且所述多元羧酸是柠檬酸。
18. 根据权利要求17所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中柠檬酸与羧甲基纤维素 的重量比是约1%至约5%。
19. 根据权利要求17所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中所述聚合物水凝胶具有 至少10的溶胀比，优选至少50的溶胀比，更优选至少100的溶胀比。
20. 根据权利要求16所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中所述聚合物水凝胶还包 含非离子型聚合物；并且其中所述多元羧酸交联所述非离子型聚合物。
21. 根据权利要求20所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中所述离子型聚合物是羧 甲基纤维素，所述非离子型聚合物是羟乙基纤维素并且所述多元羧酸是柠檬酸。
22. 根据权利要求21所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基 纤维素的重量比是从约1:5至5:1，并且柠檬酸以相对于羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的 组合重量按重量计从1%至5%的量存在。
23. 根据权利要求22所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基 纤维素的重量比是从约2至约5。
24. 根据权利要求23所述的用于个人卫生的吸收性产品，其中羧甲基纤维素与羟乙基 纤维素的重量比是约3。
25. 根据权利要求20所述的用于个人卫生的吸收性产品，其具有至少约10的溶胀比。
26. 根据权利要求25所述的用于个人卫生的吸收性产品，其具有至少约50的溶胀比。
27. 根据权利要求26所述的用于个人卫生的吸收性产品，其具有至少约100的溶胀比。
28. -种用于个人卫生的吸收性产品，其具有吸收芯，所述吸收芯包含聚合物水凝胶， 所述聚合物水凝胶通过包括以下步骤的方法可获得： (a) 提供包含亲水性聚合物和多元羧酸或其酸酐的水溶液，其中所述多元羧酸是 C4-C12-二羧酸、三羧酸或四羧酸；和 (b) 将步骤（a)的溶液保持在适于由所述多元羧酸交联所述亲水性聚合物的条件下； 从而形成聚合物水凝胶。
29. 根据权利要求16-28中的一项或多项权利要求所述的用于个人卫生的吸收性产 品，其中所述用于个人卫生的吸收性产品是婴儿尿布。
【文档编号】C08J3/24GK104327191SQ201410126564
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2008年8月8日 优先权日:2007年8月10日
【发明者】亚历山德罗·圣尼诺, 路易吉·安布罗西奥, 路易吉·尼古拉斯, 克里斯蒂安·德米特里 申请人:万有限责任公司