162871. lajstromszámú szabadalom • Eljárás rostos anyagok előállítására polietilénből

162871 8 párologtatása során nem távozik el elég hőmennyiség ahhoz, hogy a polimer megszilárduljon, és rostos anyag helyett polimerolvadékot kapunk. A felmelegítés végén a polimert és hígítószert tartalmazó elegy nem lehet a rendszer önnyomásánál kisebb nyomás alatt. Ha a rendszert elég nagy nyomás alatt tartjuk, homogén oldat képződik, kisebb nyomásokon két folyadékfázisból álló elegyet kapunk, ahol az egyiíc fázis nagymennyiségű polimert tartalmaz, míg a másik fázis polimertartalma csekély. E két nyomásérték közötti átmeneti tartamány a polimer és a hígítószer minőségétől, továbbá az elegy hőmérsékletétől és polimer-koncentrációjától függően változik. A rostos anyagok előállításának utolsó lépésében általában előnyösen olyan, polimert és hígítószert tartalmazó elegyeket expandáltatunk, amelyek nem tartalmaznak szilárd szennyezéseket. A szilárd szennyezéseket a felmelegített elegy szűrésével távolítjuk el. A szűrést előnyösen az átmeneti nyomásértéknél nagyobb nyomáson hajtjuk végre, azaz olyan nyomáson, amikor a rendszer egyetlen folyadékfázisból áll. Ennek megfelelően a melegítést előnyösen olyan körülmények között végezzük, hogy egyetlen folyadékfázisból álló szűrletet kapjunk. A polimert és hígítószert tartalmazó elegy hőmérsékletét és nyomását bármilyen módon beállíthatjuk a kívánt értékre. Így pl. a gázelválasztó készüléket elhagyó, polimerből és hígítószerből álló szuszpenziót a szűrés végén megkövetelt nyomás és a melegítő berendezésben, valamint a szűrőkön fellépő nyomásveszteségek összegének megfelelő nyomás alá helyezzük, majd a polimert pl. kettősfalú fűtőkádakban, vagy csöves hőcserélőkben megolvasztjuk és feloldjuk. Az elegy nyomását és hőmérsékletét több fokozatban is növelhetjük. Egy előnyös eljárásváltozat szerint a szuszpenziót szivattyúval, pl. centrifugálszivattyúval egy fűtőkádba juttatjuk. A kádban uralkodó nyomást a gázelválasztó készülék nyomása és a melegítő rendszer nyomása közötti értéken, a hőmérsékletet pedig a polimer feldolgozásához szükséges értéken tartjuk. A nyomást úgy választjuk meg, hogy a hígítószer folyékony maradjon. A kádat a hőcsere meggyorsítása érdekében hatékony keverőberendezéssel látjuk el. Ezután a polimert tartalmazó oldatot szivattyúval, pl. fogaskerékszivattyúval eltávolítjuk, és a rendszer hőmérsékletét és nyomását olyan értékre állítjuk be, hogy egyetlen folyadékfázist kapjunk. Az utóbbi műveletet csöves hőcserélővel végezhetjük. A hőcserélő kimeneténél egyetlen folyékony fázisból álló, könnyen szűrhető, olvadt polimert és hígítószert tartalmazó elegyet kapunk. A szűréshez az olvadékból fonásnál általánosan alkalmazott szűrőket, pl. fémszitákat használhatjuk fel. A szűrőt elhagyó elegyet egy kisnyomású berendezésbe vezetjük, ahol a hígítószer pillanatszerűen elpárolog. Az elegy elvezetésére olyan vezetéket alkklmazunk, amely egynyílású sajtolófejen keresztül nyílik az elpárologtató berendezésbe. 5 Adott polimer és hígítószer esetén a hígítószer pillanatszerű elpárqlogtatásakor kapott rostos anyag szerkezete elsősorban az expandáltatott elegy hőmérsékletétől, nyomásától és polimerkoncentrációjától, valamint a sajtolófej mé-10 rététől és elhelyezkedésétől függ. Ha az elegy polimerkoncentrációja nagy, hengeres szerkezetű, lényegében poliéderes részecskékből álló rostokat kapunk. Ha az elegy polimerkoncentrációja kicsi, egységes szerkezetű 15 anyag helyett igen rövid, többé-kevésbé rostos szálakat kapunk. Az átmeneti koncentrációtartományban a hígítószer pillanatszerű elpárologtatása során egységes szerkezetű rostok képződnek, amelyek a rostvégződéseknél összeolvadva 20 háromdimenziós hálót alkotnak. A fentiek figyelembevételével nyilvánvaló, hogy adott szerkezetű polimer előállítása esetén szigorúan állandó összetételű polimér-ihígitószer 25 elegyet kell expandáltatnunk. Tekintettel arra, hogy ezeknek az elegyeknek az összetétele azonos a monomerek elválasztására használt gázelválasztó készüléket elhagyó polimer-szuszpenzió összetételével, olyan polimerizációs és 30 szabályozó készülékeket alkalmazunk, amelyek a polimerizációs közeg polimer-tartalmát állandó értéken tartják. Eljárhatunk úgy is, hogy a kívánt polimerkoncentrációt adalékanyagokkal állítjuk be, pl. az olvadókádba polimert vagy 35 oldószert vezetünk; az adalékanyagok alkalmazását azonban löhetőleg kerülnünk kell. A legmegfelelőbb tulajdonságokkal rendelkező anyagokat az átmeneti koncentrációtartomány-40 ba eső polimertartalmú elegyekből • állíthatjuk elő. Az így kapott anyagok fajlagos felülete igen nagy, így ázók adszorbensként vagy szűrőként alkalmazhatók. A kapott anyagok térfogata — háromdimenziós szerkezetük következ-45 tében — súlyukhoz viszonyítva nagy, ezért előnyösen használhatók fel hőszigetelőként. Az anyagot felépítő rostok igen vékonyak, a rostok vastagsága pl. az 1 mikronos nagyságrendbe esik, így igen előnyösen állíthatunk elő belőlük 50 nem-szövött anyagokat. A fenti rostos anyagok mechanikai tulajdonságai igen jók. A hígítószer hirtelen eltávozó gőzei a megszilárduló polimert nyújtják, így a polimer makromolekulák, irányítottan rendeződ-55 nek el. A kapott anyag tulajdonságai lényegében megegyeznek az olvadékból fonással előállított, és melegítés közben nyújtott, több elemi szálból álló rostos anyagok sajátosságaival. Rendkívül meglepő, hogy a rostos anyagok spe-60 ciális kezelése nélkül is biztosíthatjuk ezeket a tulajdonságokat. Attól függően, hogy az átmeneti koncentrációtartományban a polimer koncentrációja nagy vagy kicsi, rövid szálakból álló rostos anyagot, 65 vagy egybefüggő előfonatot kapunk. Általában 4