162871. lajstromszámú szabadalom • Eljárás rostos anyagok előállítására polietilénből
5 162871 6 néziurnvegyületek különösein előnyösek. Második katalizátorkomponensként két vagy több kétértékű fémet tartalmazó vegyületeket is felhasználhatunk. Szilárd hordozóanyagként pl. a következő vegyületeket alkalmazhatjuk: hS&rOxihalogenidek, egyszerű vagy komplex oxidok és hidroxidok, továbbá szervetlen oxisavak sói, így szulfátok, nitrátok, foszfátok vagy szilikátok. Felhasználhatjuk továbbá a szerves mono- vagy polikarbonsavak sóit is; e vegyületek közül különösen előnyöseik a karboxil-csaportokat tartalmazó makromolekulák származékai. A fenti típusú katalizátorok maradékainak jelenléte : a polimerben egyáltalán nem zavarja a gyantást. E katalizátorok aktivitása rendkívül nagy, általában meghaladja az 500 g polimer/g katalizátor értéket. Tekintettel arra, hogy á katalizátorok csak csekély mennyiségű átmeneti fém-származékot tartalmaznak, így az átmeneti fém-származék okra vonatkoztatott aktivitás mindig nagyobb az 5000 g/g fém értékénél. Ha a fenti típusú katalizátorokat alkalmazzuk, a kész polimer átmeneti fém-tartalma 1000 milliomodrésznél kisebb, rendszerint az 50 milliomodrészt sem éri el. A fenti katalizátorokat tehát igen előnyösen alkalmazhatjuk a találmány szerint, tisztítási lépést nem tartalmazó eljárásban. Nyilvánvaló, hogy egyéb olyan katalizátorokat vagy katalizátor-rendszereket is felihasználhatunk, amelyek megfelelő aktivitással rendelkeznek, és maradékaik nem gyakorolnak hatást a kész polimerre. A polimerizációs elegy a monomer(ek)en, hígítószeren és katalizátoron kívül egyéb komponenseket is tartalmazhat. Ezek az anyagok rendszerint a polimer tulajdonságainak módosítására szolgálnak. Ilyen anyagok pl. a láncátadószerek, így a halogének, amelyek a polimer molekulasúlyát csökkentik, vagy a polimer molekulasúlyeloszlását szélesítik. A polimerizációt folyamatos úton hajtjuk végre egy keverőberendezéssel ellátott reaktorban, és a gyártás folyamán a polimerizációs elegyet turbulens áramlásban tartjuk. A monomereket, hígítószert és a katalizátort előnyösen folyamatosan tápláljuk be. Tetszőleges alakú reaktorokat használhatunk, csak arra kell tekintettel lennünk, hogy megfelelő keverést biztosítsunk, és a reaktor felülete a polimerizáció során fejlődő hő átadásálhoz elég nagy legyen. A polimert előnyösen folyamatosan távolítjuk el, a polimerizációs közeggel képezett szuszpenzió formájában. Annak érdekében, hogy a polimer oldódását elkerüljük, etilén homopölinlerizációja esetén a reakciót kb. 110 Gp -ori végezzük. Ha etilénkopolimereket állítunk elő, a polimerizációs reakció felső hőmérséklethatára ennél alacsonyabb érték, rendszerint 80—110 C°. A reak-, ciót általában 60 C°-nál magasabb hőmérsékleten végezzük, ellenkező esetben ugyanis a hozam csökken. A polimerizációs reaktorban uralkodó nyomás általában atmoszférikus nyomás és 50 kg/cm2 közötti érték. A polimerizációs elegy polimerkoncentrációja 5 elsősorban attól függően változik, hogy milyen típusú rostos anyagot kívánunk előállítani. A fenti koncentráció bizonyos mértékben meghatározza az eljárás utolsó lépésében hirtelen exparidáltatott hígítószer-polímérolvadék elegy 10 összetételét is. A reaktort elihagyó szuszpenzió — amint azt a későbbiekben részletesen ismertetjük --• á hígítószérre számítva általában 5~ 35 súlyO/o, előnyösen 15—25 súly% szilárd anyagot tartalmaz. 15 A szuszpenziót a reaktorból egy csatlakozó készülékbe vezetjük. A készülékben atmoszférikus, vagy annál kissé nagyobb nyomás uralkodik. Az elegy hőmérsékletét szabályozó rend-20 szer segítségével a hígítószernek az adott, nyomáshoz tartozó forráspontjánál kissé alacsonyabb értéken tártjuk. Ebben a készülékben távozik el az etilén, a könnyű komonomerek, és a gázalakú láhcátádó szerek. 25 A polimer-szuszpenziót bármilyen laminációs készülékben, pl. a reaktort elhagyó folyadék áramlását szabályozó szelepben expandáltathatjuk a reaktorban uralkodó nyomásról a gázel-30 választó készülékben uralkodó nyomásértékre. A gázelválásztó készülékben két elegyfázis van jelen. Az elpárologtatott etilént tartalmazó gázfázist visszavezetjük a polimerizációs reaktorba; a polimert és hígítószert tartalmazó 35 szuszpenziót mechanikus keveréssel homogén állapotban tartjuk, és egy szivattyú segítségével folyamatosan a melegítő berendezésbe juttatjuk. Szivattyúként előnyösen centrifugáiszivattyút alkalmazunk. 40 A melegítő berendezésben az elegyet olyan hőmérsékletre melegítjük, amelyen a polimer teljesen elfolyósodik, és az elegy a hígítószer teljes elpárologtatásához szükséges hőmennyiséget vesz fel. Az ehhez szükséges minimális hő-45 mérséklet főként a hígítószer termodinamikai sajátosságaitól, és az elegy polimer-koncentrációjától függ. A hőmennyiséget a hígítószer és az olvadt polimer veszi fel, és a polimer megszilárdulásakor felszabaduló hőt használjuk fel 50 a hígítószer elpárologtatására a gyártás utolsó lépésében; így minél kisebb az elegy polimerkoncentrációja, annál magasabb hőmérsékletre kell az elegyet melegítenünk. Nyilvánvaló az is, hogy minél kisebb a hígítószer fajhője, annál 55 magasabb hőmérsékletre kell melegítenünk az elegyet. A minimális hőmérsékletet, amelyre az elegyet fel kell melegítenünk, entalpia-diagramok segítségével is kiszámíthatjuk, sokkal egyszerűbb azonban, ha kísérleti úton határozzuk 60 . meg. Az elegy hőmérsékletét nem emelhetjük egy előre meghatározott érték fölé, amely ugyancsak az elegy polimer-koncentrációjától, és a hígítószer minőségétől függ. Ha a polimer és a 65 hígítószer túl sok hőt vesz fel, a hígítószer el-3
