181490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás flokkulálószerek előállítására
5 181490 6 merek vizes oldatának pH-ját általában 4 és 13 között állítjuk be. A pH pontosabb értéke több tényező függvénye. Függ például az alkalmazott monomerektől, az elérni kívánt molekulasúlytól és a monomerekben jelenlevő szennyezésektől. Általában, ha emeljük a pH értékét, elkerülhetjük az igen nagy molekulasúlyú térháló kialakulását (a térhálósodás oldhatatlan frakciók képződéséhez vezet). A találmány szerint alkalmazott egyes adjuvánsok alacsonyabb pH érték alkalmazását is lehetővé teszik, mint a szokásos eljárásoknál. (Bizonyos fajtájú és koncentrációjú monomerek esetén, és akkor, ha olyan polimereket akarunk előállítani, amelyek a lehető legnagyobb molekulasúlyúak; ez a helyzet főként az úgynevezett anionos monomerek esetében, azaz olyan monomereknél, amelyek kation-cserélő csoporttal rendelkeznek, a tényleges pH tartományt 12—13-ról 9—11,5-re csökkentjük). A fentiekkel összhangban, a találmány szerinti eljárás lényege az, hogy olefinszerű telítetlen monomerek vizes oldatát a fentiekben definiált körülmények között fotopolimerizáljuk. Világosan kell látnunk azonban, hogy a fenti összetételű és töménységű fotopolimerizálandó közeg csak kezdetben vizes oldat, ámde ahogy a fotopolimerizáció előrehalad, a fotopolimerizációs közeg egyre viszkózusabbá válik és végül megszilárdul. Magát a fotopolimerizációt egy vagy több lépésben végezhetjük; a polimerizálandó közeget körülvevő (azaz a felette levő) atmoszféra kezdetben oxigénmentes. Ezt legkönnyebben úgy érjük el, ha iners gázöblítést alkalmazunk. De oxigénjelenlétében is dolgozhatunk, különösen akkor, ha alkalmas adjuvánsokat elegyítünk a fotopolimerizálandó oldathoz, vagy ha a monomer arány már lecsökkent a fotopolimerizálandó közegben például 10% alá, de célszerűen 5% alá (a fotopolimerizációnak kitett összanyag súlyára vonatkoztatva). Lehetséges tehát, hogy az UV megvilágítást csak addig folytatjuk, míg a fotopolimerizáció már elfogyasztotta a monomerek nagy részét. Egy előnyös változat szerint a megvilágítás több lépésben is elvégezhető. így az első lépésben 1—20 percig, de célszerűen 3—7 percig 300—400 nm közötti hullámhosszúságú UV fényt használhatunk, amelynek átlagos teljesítménye 20— 300 WATT/m2, és a polimerizálandó közeget körülvevő atmoszférában az oxigén aránya kevesebb mint 5 térfogat%, de célszerűen kevesebb mint 0,5%. Ezután a második lépésben, melynek időtartama 1—20 perc, de célszerűen 3—10 perc, a megvilágítást 300 és 450 nm közötti hullámhosszúságú fénnyel folytatjuk. Az aktív sugárzás átlagos teljesítménye ekkor 300 és 2000 Watt/m2, és az oxigén aránya most is kevesebb mint 5%, de célszerűen kevesebb műit 0,5%. Adott esetben ez a két fázis kiegészíthető egy harmadikkal is, (rendszerint 20 perc és 3 óra közötti ideig tart, de célszerűen 20 és 90 perc között) és amelynek során a már nem folyékony (többnyire gumiszerü) réteg megvilágítása már levegőben történik anélkül, hogy a hordozót hütenénk (az első két lépésben hűtjük a hordozót). Ebben a harmadik lépésben az aktív sugárzás átlagos energiája 20—500 Watt/m2. Az ilyen három lépcsős találmány szerinti eljárás során az atmoszférát mindhárom lépésben nedvesen tartjuk, függetlenül attól, hogy oxigénmentes vagy oxigén tartalmú atmoszférát használunk. A következő példák a találmány szerinti eljárás használatát illusztrálják, anélkül, hogy annak oltalmi körét korlátoznák. 65,25 kg ioncserélt vízben egymás után feloldunk keverés közben 47,5 kg akrilamidot, amelynek savszáma 0,6 (és melyet akrilnitrilből állítottunk elő kénsavas hidrolízissel), 19,5 kg 50 súly%-os vizes nátrium-hidroxid oldatot és 0,45 kg nátrium-glukonátot, az elegyet oldószerfürdőn melegítve. Az oldatot egy töltött oszlop tetején betápláljuk. Ugyanezen oszlop tetején 30%-os nátrium-hidroxidot is betöltünk, és ezzel a pH-t 10,5 értékre szabályozzuk be. Akrilsavban oldott benzoil-izopropil-étert vezetünk be az oszlop közepén 137 cm3/óra mennyiségben, az oszlop alján pedig annyi nitrogént áramoltatunk be, amennyi elegendő ahhoz, hogy az oszlop alján kifolyó oldatban az oxigén aránya legfeljebb 15 mg legyen literenként. A monomer légtelenített vizes oldatát 31 liter/óra mennyiségben ráfolyatjuk egy 48 cm széles rozsdamentes acélszalagra, amelynek két oldalán perem van kiképezve az oldalirányú folyás megakadályozására. Továbbá, a szalagot enyhén megdüntjük a mozgás irányában, megakadályozva ezzel az oldat visszafelé folyását. A szalag feletti gázatmoszférát üveglemezzel határoljuk, és nedves nitrogént áramoltatva az oxigént távoltartjuk. A fémszalag körülbelül 24 cm/perc sebességgel mozog. Ilyen sebesség mellett a monomer oldat vastagsága körülbelül 4,5 mm. A szalagot, amelynek alját 10 C°-os vízzel hűtjük, 3,6 m hosszúságban megvilágítjuk a következőképpen: az első fokozatban, 165 cm hosszon, 23 darab alacsony nyomású higanygőzlámpát helyezünk el a szalag mozgására merőlegesen, és attól 10 cm-re. A lámpák teljesítménye egyenként 40 Watt/Philips, TLAK 40w(05). Ez megfelel 80 Watt/m2 átlagos UV teljesítménynek, figyelembe véve a különböző veszteségeket. Ezután, az első fokozatot követő második fázisban, a szalag hátralevő 195 cm-es szakaszán, 4 darab nagynyomású higanygőzlámpát helyezünk el, melyek teljesítménye 2KW(Philips HTQ 7). Ez a 4 lámpa a szalag mozgási irányában helyezkedik el, és UV teljesítménye körülbelül 400 Watt/m2. A b. és c. fázisban a megvilágítás ideje körülbelül 15 perc. 1. példa Az alábbi eredményeket kapjuk: Megvilágított szakasz Felületi hőmérséklet A termék jellege 30 cm 28 °C nyúlós termék 60 cm 42 °C viszkózus termék 90 cm 47 °C plasztikus termék 120 cm 45 °C plasztikus termék 150 cm • 32 "C plasztikus termék A „nyúlós” kifejezés azt jelenti, hogy az oldat már elég viszkózus ahhoz, hogy csak lassan folyjon mint az olaj, anélkül, hogy cseppekre szakadna. A viszkózus termék kifejezés olyan folyadékot jelent, amely képes folyni, de amelyben nem képződnek buborékok, ha erősen megrázzuk. A plasztikus termék kifejezés olyan gélt jelent, amelynek gumiszerű konzisztenciája van. 15 perces megvilágítás után olyan plasztikus filmet kapunk, mely lehúzva elválik a szalagtól. A harmadik megvilágítási fázist levegőn végezzük I óráig úgy, hogy a kapott filmet ugyanolyan megvilágításnak tesszük ki, és ugyanannyi ideig, mint a rozsdamentes szalag alsó 165 centiméteres szakaszán tettük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
