183410. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizek szénhidrogén szennyezéseinek eltázolítására alkalmas szilárd hidrofób anyagok előállítására
1 183 410 2 litok esetében), a szemcsés szilárd anyag aktív helyei maguk is részt vehetnek a polimerizációs folyamatban: például a szemcsés szilárd anyag katalizátoraként, iniciátoraként vagy a katalizátor adszorbenseként hathat. Ez esetben nem kell kívülről bejuttatott katalizátort vagy iniciátort használni, s ezáltal az eljárás lényegesen egyszerűbbé válik. A kiindulási szemcsés szilárd anyagok szemcsemérete nem döntő jelentőségű tényező. A szemcseméret előnyösen 10 pm és 1—2 10~2 m közötti érték lehet. Megfelelő eredmények elérése céljából a szemcsék felületén legalább elvben egyetlen (célszerűen több) molekularéteg vastagságú polimer bevonatot kell kialakítanunk. A polimer bevonat vastagságának felső határa nem döntő jelentőségű tényező, és ezt lényegében gazdaságossági szempontok szabják meg. A polimer bevonat vastagsága esetenként a néhány száz /am-t is elérheti; ilyen vastag bevonatok kialakítása azonban az adott célra rendszerint szükségtelen. Az eljárás az adott monomer(ek) polimerizációjának önmagukban ismert körülményei között végezzük. Szükség esetén a polimerizációt iniciátor (például 7-sugárzás, UV-fény, azo-bisz-izobutironitril, lauril-peroxid, benzoilperoxid stb.), illetve katalizátorok (például Ziegler-Natta típusú katalizátorok /így titán-tetraklorid és trialkil-alumínium, illetve cirkónium-tetraklorid és trialkil-alumínium elegye stb./, Lewis-sav vagy Brönsted-sav katalizátorok /például H+, A10+, Co3+ ionok stb./) jelenlétében hajtjuk végre. Miként már említettük, egyes esetekben maga a szilárd szemcsés anyag is katalizálhatja a polimerizációt. Az adott polimer, illetve kopolimer kialakításának reakciókörülményei és a felhasználható katalizátorok vagy iniciátorok jellege szakember számára általánosan ismert, ezért ezeket a leírásban nem részletezzük. Csupán példaként említjük, hogy ha polialkilén (pl. polietilén, polipropilén stb.) bevonatot alakítunk ki, az alkilén-monomerek polimerizációját Ziegler-Natta típusú katalizátorok jelenlétében végezzük. Ebben az esetben célszerűen olyan szemcsés szilárd anyagokból indulunk ki, amelyek a katalizátor-rendszert, illetve a katalizátor-rendszer legalább egyik komponensét felületükön kémiailag vagy fizikailag meg képesek kötni. Ilyen anyagok a természetes alumíniumszilikátok (például kaolin vagy zeolit), a mesterséges szilikátok (így Aerosil, alkoxilezett szilikaszól) stb. A bevonást az alábbi esetben előnyösen úgy végezzük, hogy először a szilárd anyagon adszorbeáltatjuk a katalizátor-rendszert vagy legalább a katalizátor-rendszer egyik komponensét, majd bevezetjük a polimerizálandó monomert (adott esetben a katalizátor-rendszer másik komponensével elegyítve), és ismert körülmények között végrehajtjuk a polimerizációt. A bevonás zeolitok esetén úgy is elvégezhető, hogy a zeolit ioncserélő tulajdonságát kihasználva, a zeolit szerkezetébe megfelelően kiválasztott átmenetifém-ionokat viszünk be ioncsere révén, majd vákuumban vagy oxidativ körülmények közötti hőkezelés után a kívánt monomerrel reagáltatjuk. A bevonat vastagságát a bevezetett monomer mennyiségének változtatásával szabályozhatjuk. A késztermékből szükség esetén vizes mosással távolítjuk el a katalizátort. A találmányunk szerinti eljárással előállított termékek olajmegkötő képességét a következőképpen vizsgáltuk: A vizsgálatokhoz az 1. példa szerint előállított polietilénnel bevont zeolitot és polietilénnel bevont perlitet használtunk fel. Összehasonlító anyagként bevonatlan perlitet alkalmaztuk. Vízre adott térfogatú olajat rétegeztünk, az olajos elegyhez adott térfogatú olajmegkötő anyagot adtunk, majd az idő függvényében vizsgáltuk, hogy az olajmegkötő anyag mennyi olajat vett fel. A maradék olajat extraháltuk a vizes rendszerből. A méréshez algyői eredetű nyersolajat használtunk fel, és a méréseket szobahőmérsékleten, nyitott térben végeztük. Az olajjal telített szilárd anyagot 25 mm átmérőjű szitával választottuk el a víztől. A mérési eredményeket az la), lb) és le) ábrán mutatjuk be, amelyeken a polietilénnel bevont zeolitra jellemző görbéket pontozott vonallal (...), a polietilénnel bevont perlitre jellemző görbéket eredményvonallal (—.—.—), a bevonatlan perlitre jellemző görbéket pedig szaggatott vonallal (--------) ábrázoltuk. Az la) ábrán bemutatott kísérletben 1 térfogatrész olajra vonatkoztatva 1,4 térfogatrész olajmegkötő anyagot használtunk fel. A polietilénnel bevont zeolit már a beadagolás befejezése előtt azonnal felszívta a nyersolaj teljes mennyiségét, és néhány perc múltán könnyen eltávolítható, kompakt anyaggá állt össze, amely erélyes összerázáskor sem töredezett szét 0,5-4 cm-nél kisebb darabokra. A polietilénnel bevont perlit a beadagolást követő néhány percen belül teljes egészében megkötötte a nyersolajat, és 15—20 perces állás után könnyen elkülöníthető, kompakt anyaggá állt össze. Ezzel szemben a perlit lényegesen lassabban kötötte meg a nyersolajat, és csak kb. 70 perces állás után vált a szitahálóval maradéktalanul elválasztható anyaggá. Az elkülönített, olajjal telített perlit kompaktsága azonban nem volt megfelelő (a perlit nem állt össze, szemcsékké könnyen szétrázható maradt). Az lb) ábrán bemutatott kísérletekben 1,5 térfogatrész olajra vonatkoztatva 1,4 térfogatrész olajmegkötő anyagot használtunk fel. A polietilénnel bevont zeolit kb. 10 perc alatt vette fel a teljes olajmennyiséget, és azonnal jó kompaktságú, könnyen elkülöníthető anyaggá állt össze. A polietilénnel bevont perlit a teljes olajmennyiséget kb. 40 perc alatt vette fel, és további kb. 30 perc elteltével vált kellően kompakt, könnyen elkülöníthető anyaggá. Bevonatlan perlit esetében a teljes olajmennyiség felvétele megközelítőleg 3^1 órát igényelt, és a perlit még hosszú állás után is nehezen elválasztható maradt. Az le) ábrán bemutatott kísérletekben 2 térfogatrész olajra vonatkoztatva 1,4 térfogatrész olajmegkötő anyagot használtunk fel. A nagy mennyiségű olajat ekkor már a polietilénnel bevont zeolit sem tudta rövid idő alatt felvenni, de a fölösleges olajat maga köré gyűjtötte, amelynek mennyisége csak lassan csökkent ( feltehetően a zeolit pórusaiból, felületről kinyúló polimerláncok köze is teljesen kitöltődött olajjal). Ebben az esetben már fél órai állás után is jó kompaktságú szilárd anyag alakult ki a víz felszínén, annak ellenére, hogy a szilárd anyag körül még meg nem kötött olaj maradt vissza. Polietilénnel bevont perlit esetében kb. 2 órai állás után kaptunk megfelelően kompakt rendszert. Bevonatlan perlit alkalmazásakor a kompaktság nem volt kielégítő, a szilárd anyag hoszszú (több órás) állás után is nehezen elválasztható maradt. A találmányunk tárgyát képező eljárás előnye, hogy rendkívül olcsón és könnyen beszerezhető illetve hozzáférhető kiindulási anyagok felhasználásával vizeken kialakult szerves szennyezések megbízható eltávolítását le5 1C 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
