200304. lajstromszámú szabadalom • Eljárás reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből
1 HU 200304 A 2-A találmány tárgya javított eljárás reverzibilis vízfclvcvő és vízlcadó képességű, stabil szerkezetű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből. A 186 325 és 189 280 sz. magyar szabadalmi leírásoktól ismert, hogy ha tixotróp tulajdosnágú, háromrcteges szerkezetű duzzadóképes szmektiteket és/vagy duzzadókéjíés láncszil jkátokat aktivált állapotban vagy aktiválás közegben reagáltatnak az adott agyagásvánnyal reagálni képes, vízoldható polimerekkel, az agyagásvány és a polimer között stabil kémiai kötések alakulnak ki. Az aktiválással nagyrészt elemi lemezeire, illetve láncaira bontott agyagásvány rcakcióképes helyein kémiai kötéseket képez a polimerrel, mintegy „felfűződik" a polimer láncra, és stabil szerkezetű gélt képez. Ez a gél a kiindulási anyagásványra jellemző tixotróp jellegét elveszíti, vízben nem peptizál. ugyanakkor azonban vízben jól duzzad, és reverzibilisen képes felvenni és leadni vizet. Az ilyen típusú gélek igen jó eredménnyel használhatók fel vízzáró rétegekként, továbbá a talaj vízháztartásának javítására. Miként az idézett szabadalmi leírások közük, a reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélképzésre alkalmas, stabil, irreverzibilisen rögzült szerkezet kialakításának alapfeltétele, hogy az agyagásványt aktivált állapotban vagy aktiválás közben reagáltassák a polimerrel. Ellenkező esetben ugyanis, ha „rögszerű", azaz elemi lemezeire vagy láncaira szét nem bontott agyagásványokból indulnak ki, az agyagásvány-“rögök” csupán felületükön reagálnak a polimerrel, azzal laza szorpciós kölcsönhatásba lépnek, kémiai kötéseket azonban nem vagy csak kis számban képeznek. Az aktiválatlan agyagásványok és vízoldható polimerek kölcsönhatásából kialakuló, szervetlen és szerves makromolekulákból összeépült termék szerkezetét és gélesedési jellemzőit alapvetően a szervetlen komponens (tehát az agyagásvány) adott jellemzői határozzák meg, és ezeket a tulajdonságokat kisebb-nagyobb mértékben módosítják a szerves komponens gélesedési jellemzői. így például, ha tixotróp tulajdonságú, háromréteges szerkezetű, duzzadóképes agyagásványokat aktiválatlan állapotban reagáltatnak polimerekkel, a kialakult végtermék a kiindulási agyagásványra jellemzően szintén tixotróp marad, és a jelenlévő polimer csupán a gél egyéb tulajdonságait (például rugalmasságát, keménységét, duzzadóképességét) módosítja kisebb vagy nagyobb mértékben. A legjobb minőségű géleket akkor kapják, ha az aktivált agyagásványokat viszonylag híg szuszpenzióban reagáltatják a vízoldható polimerekkel, ellenkező esetben ugyanis a polimer kellő szétoszlatása és a reakcióképes helyek lehető legteljesebb mértékű elreagáltatása a gyors reakció miatt nem biztosított. Ekkor tehát a stabü szerkezetű, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélek első lépésben híg szuszpenzió formájában képződnek, amelyek szállítása költséges, és amelyekből csak hosszadalmas, energiaigényes szárítási műveletekkel lehet a vizel vagy annak egy részét eltávolítani. Sűrű aktivált agyagásvány-masszától is képezhető gél, de az így képezett gél rendszerint gyengébb gyengébb minőségű a híg szuszpenzióban kialakítottnál, és az agyagásvány és a polimer reagál tatásához speciális, igen nagy teljesítményű keverőberendezésekre van szükség. Ez a módszer tehát eszközigényes, és nagy az eljárás energiaigénye, ami jelentősen rontja annak gazdaságosságát. Olyan eljárásra van szükség, amellyel az említett hátrányok kiküszöbölhetők, és kifogástalan minőségű gélek állíthatók ilő az. eddigieknél gazdaságosabb módon. Kísérleteink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy ha az agyagásványt aktiválatlan vagy csak részlegesen aktivált állapotban reagáltatjuk a gélképzéshez szükséges mennyiségű vízoldható polimerrel, majd az így képződött agyagásvány/polimer komplexumot utólag — célszerűen közvetlenül a felhasználás előtt — aktiváljuk, az utólagos aktiválás során is végbemegy az agyagásványok elemi lemezekre, illetve láncokra bomlása, és az agyagásvány az így szabaddá váló reakcióképes helyein közvetlenül reakcióba lép a polimer■ el, amelynek eredményeként kialakul a reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes, irreverzibilis kémiai kötésekkel rögzített, stabü gélszerkezet. Ez a felismerésünk rendkívül meglepő, ugyanis arra számíthattunk, hogy az aktiválatlan agyagásvány/polimer komplexumban jelenlévő, az agyagásvány-"rögök” felületén szorpcióval, illetve laza kémiai kötésekkel rögzített polimer a további aktiválási folyamatot teljes mértékben meg fogja akadályozni. A találmány tárgya tehát eljárás stabüizált szerkezetű, reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből. A találmány értelmében úgy járunk el. hogy aktiválatlan vagy adott esetben az agyagásvány tömegére vonatkoztatott legföljebb 1,0 törne^ aktiválószerrel előkezelt (előaktivált) agyagásványt legalább 8 tömeg%, célszerűen 10—70 tömeg% szárazanyag-tartalmú állapotban a szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,6 tömegek, célszerűen 1,5—15 tömeg% vízoldható, az agyagásvánnyal reagálni képes polimerrel kezelünk, majd (i) az így kapott agyagásvány/poümer komplexum szuszpenziójához — célszerűen a felhasználás előtt — az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószert keverünk; vagy (ii) szükség esetén a keverék víztartalmát legalább 40 tömeg%-ra csökkentjük, kívánt esetben az így kapott masszából granulátumot képezünk, és az így kapott agyagásvány/poümer komplexumot — célszerűen közvetlenül a felhasználás előtt — az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószerrel keverjük össze; vagy (iii) a kapott agyagásvány/poümer komplexumot maximálisan 20 tömeg% nedvességtartalomig szárítjuk, ügyelve arra, hogy szárítás közben a szárazanyag felülete tartósan ne melegedjék 150 *C- nál magasabb hőmérsékletre, kívánt esetben a szárított anyagot porítjuk vagy granuláljuk, és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
