144503. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kapcsolt kopolimérek előállítására
9 144.503 kevésbé kemény is lehet, tetszés szerint befolyásolhatjuk a kopolimérizáció mélységét vagy pedig a kopolimerizációt a kezelt daraboknak felületi övére korlátozhatjuk. A rákapcsolási hőmérséklet is befolyásolja bizonyos mértékben azt a mélységet, ameddig a rákapcsolandó polimer a polietilén belsejébe hatol. A találmány továbbá bizonyos alkalmazási módokra, valamint az említett intézkedéseknek bizonyos kiviteli módjaira is kiterjed. A találmány azonkívül, új ipari termékekként, az etiléntartalmú monomerek rákapcsolásával kopolimerizált és a találmány szerinti eljárás útján kapott polietilénanyagokra (porokra, szemcsékre, filmekre, lapokra, félkész vagy kész darabokra) is vonatkozik, melyek p. találmány szerinti eljárással készültek, szintúgy az eljárás foganatosítására szolgáló készülékekre is. A találmány részletei az alábbi leírásból tűnnek ki: Ha polietilént monomer rákapcsolásával óhajtunk polimerizálni, akkor a következőképpen járunk el: Kiindulunk por, szemcse, félkész- vagy kész darabok alakjában levő polietilénből, melyet levegő vagy oxigén jelenlétében, ionizáló keménysugarak, pl. röntgensugarak, -/-sugarak gyorsított elektronok, /'-sugarak stb., vagy kisebb áthatoló képességű sugarak (gyorsított részecskék, lágy ^-sugarak vagy lágy röntgen-sugarak) hatásának teszünk ki. A polietilénre adott sugárzás dózisa az elérni kívánt eredményhez igazodik. Minél nagyobb a dózis, annál közelebb hozzuk egymáshoz a polietilénben a kopolimérizáció kezdeményező központjait és annál nagyobb lesz a polimerizált etilén-monomérláncok száma, amelyek azután minden polietilén-láncra kapcsolódnak. Ha a sugárzást kemény sugarakkal végezzük, akkor a polietilén egész tömegében lesz besugározva, míg ha kevésbé kemény ionizáló sugarakat használunk (gyorsított részecskéket, lágy ^-sugarakat vagy lágy röntgen-sugarakat), akkor a rákapcsolást önkényesen a kezelt anyagok felületi övére korlátozhatjuk. Egyébként, ha a rákapcsolás csekély vastagságú polietiléndarabokra, pl. filmekre, vagy oly tárgyakra történik, melyeknek vastagsága 1 vagy 2 mm-nél kisebb, akkor pl. lágy sugarakat használhatunk (feszültség 50 KV-nál kisebb), ami lehetővé teszi ilyen magas besugárzási intenzitásoknak kevésbé költséges berendezésekkel való elérését. Feltehető, hogy levegő jelenlétében foganatosított besugárzás folyamán a polietilén-masszában per oxid jellegű csoportok keletkeznek, melyek magasabb hőmérsékleten nem stabilak, hanem elbomlanak, miközben gyökök vagy kötések szabadulnak fel, melyek a polimeren rögzítve maradnak. Ezek a gyökök kezdeményezik azután az etilén-monomer polimerizációját, melyet a polietilénre óhajtunk rákapcsolni. Megjegyzendő, hogy a besugárzott polietilén egy hónapnál hosszabb ideig is eltartható anélkül, hogy elvesztené a polimerizációt megindító hatékonyságát. Amikor a polietilén a kívánt mennyiségű besugárzást megkapta, akkor azzal a monomerrel hozzuk össze, melyet a polietilénre rá akarunk kapcsolni. Ekkor a monomer polimerizálódik, miközben oldalláncokat alkot, melyek a polietilénen rögzítődnek. Monomerként figyelembe jön minden monoetilén-, polietilén-, vinil-, diénvegyület stb., mely a szokásos kezdeményezők hatására polimerizálódik. A monomer vagy úgy használható, ahogy van, vagy pedig közömbös oldószerben feloldott állapotban. A polimerizáció célszerűen levegő kizárásával történik, mivel a levegő tudvalevőleg a polimerizációt gátolja. A polimerizáció célszerűen oly hőmérsékletre való hevítés közben megy végbe, mely esetenként változhat és mely gyakorlatilag 40° és 180° között van. Megjegyzendő, hogy a reakció hőmérséklete az elágazások hosszát befolyásolja. A hőmérséklet emelése növelheti vagy csökkentheti ezt a hosszúságot aszerint, hogy az átvitelt serkentő reakció válik túlnyomóvá, amint ez a nagyfokú polimerek kémiájából ismeretes. A rákapcsolási hőmérséklet az ily módon kapott vegyes kopolimér más tulajdonságát is befolyásolhatja. Ha a rákapcsolási hőmérséklet kb. 80° alatt van, akkor a polietilén kristályos marad és a monomer csak gyengén hatolhat be a polietilénbe. Ennek következtében az elágazások főleg a polietilén külső felületére kapcsolódnak. Viszont, ha a polietilén-kristályok részben megolvadtak (a 80° fölötti hőmérsékletnél) a monomer a polietilénbe hatolhat és a rákapcsolás ez utóbbinak egész tömegére terjed ki. A polimérezett etilén-monomer rákapcsolt elágazásainak hossza kétféleképpen szabályozható: a) A rákapcsolási reakcióhoz használt etilénmonomer közömbös oldószeres oldata töménységének változtatásával. Minél hígabb a monomer, annál rövidebbek a rákapcsolt elágazások. b) Az etilén-monomerhez, vagy ennek közömbös oldószerben való oldatához átvivő szert adunk, pl. merkaptant vagy klórtartalmú származékot, ami lehetővé teszi a rákapcsolt elágazásoknak igen szűk határok közötti szabályozását. Alább a találmány megvalósítási és alkalmazási módjának néhány példáját ismertetjük. A találmányt azonban természetesen egyáltalában nem kívánjuk a példákra korlátozni. Valamennyi példában a besugárzás mennyisége megfelel 20,8 molekula FeS04 -nak Fe 2 (S0 4 / 3 -má való oxidációjának, minden abszorbeált J00 eV-ra (elektronvoltra). 1. Példa. 1,014 g („7-es minőségű") szemcsés polietilénre, levegő jelenlétében, 3,1 . 106 röntgen-egységnyi ysugarat engedünk hatni, még pedig óránként 2.400 röntgen-egységet. Azután a besugárzott szemcséket 8 cm3 dekahidronaftalinban feloldott 2 cm 3 akrilnitrillel üvegampullába helyezzük, melyet előzőleg gáztalanítottunk. Az ampullát vákuumban lezárjuk. Az ampullába zárt anyagot azután kemencében két óráig 150°—170°-ra hevítjük. Az ampullákból annak kinyitása után kivett kopolimért megszárítjuk. A megszárított termék súlya 2,12 g. A kopolimér-szemcsék a hevítés ellenére sem sültek össze, de térfogatuk lényegesen megnövekedett. A szemcsék dimetilformamidban megduzzadnak, anélkül azonban, hogy feloldódnának.
