155356. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kationos csoportok képzésére műszálakon

3 azonban az így kialakított termékeink vizsgálatakor az a tény, ihogy pl. egy mindössze 40%ban ojtott szintetikus műszálra vitt, tehát korlátozott mennyiségű ioncserélő csoport lényegesen hatásosabb ioncserélő reakciót végzett, 5 mint egy nagyobb hatásfokkal átalakított konvercionális ioncserélő műgyanta. E tény okát keresve megállapítottuk, hogy a két reakció természetéből faikad az eredmény: Az ojtásos reakció a szálnak az amoirí zónájára terjed ki, 10 lényegében nem hat alapvetően a rendeziett, kristályos fázis szerkezetére, viszont az ioncserélő reakció, amelyet az amorf tartományban elhelyezett aktív csoportok végeznek, a rövid diffúziós utak segítségével igen gyors és 15 így kitűnő hatásfokú. Ezt a tényt jellemezzük az ún. felezési idővel, vagyis azzal, hogy az anyag mennyi idő alatt végzi el a lehetséges kémiai reakció 50%^át. A szokásos ioncserélő anyagok 30—00 mp-es szokásos felezési idejével 20 szemben a találmány szerinti ioncserélő anyag 5 mp alatt a teljes kapacitást teljesítette. A találmány kivitelezéséhez etilén, propilén, vinilklotráid, viniliidénklorid, vinilidénfluorid, 2

5 tereftalát és alifás diének legalább egyikéből készült polimert vagy kopolitmert alkalmazunk. A termék előállításaihoz ojtásos reakcióval különböző reakcióképes monomereket addicionálunk a szálra vagy szövetre, nagyenergiájú su- 30 gárzással és/vagy kémiai úton, vagy szerves iniciátorok, ún. lámcátvívő ágensek segítségével. Monomerként célszerű aromás gyűrűt tartalmazó vegyületet választani; így jó eredményt adtak a sztirol, vinilnaftalin és acinaftilén, 35 de alkalmazható ezeknek keveréke is, sőt egyszerű származékok is előnyösen reagálnak. Az ojtás mérvét a szál felhasználhatósága, vagyis fizikai és mechanikai tulajdonságai, valamint a kémiai reakcióképesség együttesen szab- 4

Q ják meg. Kísérleteink szerint a szál eredeti súlyára számított 90%-nál nagyobb mennyiségű ojtott anyag tartalom a szálat rideg,, morzsolódó, vagy törékeny masszává alakítja. Ez alatt a határérték alatt van a találmány szerint 45 hasznosítható tartomány. A szál eredeti súlyára számított 40—Í8I0% ojtott monomer felvitele általában még jól feldolgozható anyagot szolgáltat, akár egyfajta monomerrel, akár többfélének a keverékével történt az ojtáís. A találmány JQ szerinti eljárás egyik sikeres változatát készítettük el olyan ojtott anyaggal, amelyben az ojtás után a bevitt monomer mennyisége az ojtott anyag össz^súlyára számítva 40% körül volt. Az ojtás alsó határát a kémiai reakció- 55 képességgel szemben támasztott igény szabja meg. Anionoserélő feladatokhoz a bázis csoportok bevitelét két lépésben oldjuk meg, első lépéshez az ojtott anyagot klóirnietiléterlben duzzaszt- ßo juk, majd a klórmetliléteíres közegben Lewis-sawal katalizálunk egy klónmetilezési folyamatot, amint ez más területről isimert. A reakcióképesség fokozása céljából bizonyos esetekben a klórmetilezés helyett hasonló reakcióban más 55 4 halogén atommal végezzük a folyamatot. Előnyös pl. a brómmetilezés. A halo-imetil helyettesítést tartalmazó anyagot arnimonolizáljulk, más szóval tercier amiinnal reagáltatjuk. Tercier aminnak lehetőleg egyszerű, nem nagy molekulasúlyú alkilaminokat, aralkilaminokat, sőt alkanolaminokat és alkanolalkilaminokat alkalmazunk, a kívánt hatásnak megfelelően önmagukban, hígítva, ill. többfajtából készült keverék formájában. Ugyancsak jól használható a találmány szerinti eljáráshoz a piridin és származékai, mint ammonolizáló (airiinező) reagens. Az eljárást tisztítási műveletek fejezik be, szerves oldószerekkel, elektrolit oldatokkal, pl. pH-változtatás közben, a reagensektől megszabadítjuk az anyagot és a folyamathoz megfelelő ionos állapotba hozzuk. Az alábbi példákkal a találmány szerinti eljárás egy-két jellegzetes változatát szemléltetjük. Példák: 1. 10 g polietilén műszálra sugárzásos aktiválással 8 g aoenaftilént ojtunk az együttes sugárzás módszerével (Chapiro, A. Radiation Chemistry of Polymeric Systems. Intersci. Publ. London, 1062. könyvében leírt módon). Az így ojtott szálat 20 ml monoklórmetiléterben duzzasztottuk, majd az elegyhez 20 ml katalizátor oldatot adagoltunk. (A katalizátor oldat: alumíniumklorid 50%ros klórmetíléteres oldata.) Az elegyet szobáhőfokon tartottuk 5 órán keresztül, majd a műszálat az anyagoktól elkülönítettük és metanollal, savmentesre mostuk. A termék klórtartalma 11,5% volt. Az ily módon klórmetilezett szálat benzolban duzzasztottuk, majd 50 ml dimetilaminoetanol 50%-os vizes oldatában 48 órán keresztül melegítettük 35 C°-on. Ezután a műszálat deszt. vízzel kimostuk. A termék sóbontó kapacitása: 1,8 mekv/g. 2. 2,9 g 33% ojtott viniltoluol-tartalmú polivinilklorid szövetet kezeltünk szobahőmérsékleten 24 órán keresztül 220 ml 30%-os klórmetiléteres ZnCl2

oldatban. Ezután a szövetet az anyalúgtól elkülönítettük és metanolban savmentesre mostuk. A mosott szövetet benzolban duzzasztottuk, majd 20 ml piridinben kezeltük szobahőfokon, majd 50°-on 2—2 órán keresztül. Ezután a szövetet vízzel semlegesre mostuk. A termék sóbontó kapacitása 1,7 mekv/g. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás kátionos csoportok képzésére műszálon vagy műszálból készült szöveten, azzal jellemezve, hogy etilén, vagy etilénszármazék, tereftalát és alifás dién, legalább egyikét tartalmazó polimer műszálon vágy szöveten sztirol, vagy sztirolszármazék, vinilnaftalin és acetilén legalább egyikével, mint ojtómonomerrel, 10%nál nagyobb részarányban kopolimert képzünk, 5