200304. lajstromszámú szabadalom • Eljárás reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből
3 HU í’00301. A az így kapott agxagásvány/poliinci komplexumot - célszerűen a fcllias, nalás előtt — ví, jelenlétében az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömcg%, célszerűen 1,0—5,0 tömcg% aktiválószerrel keverjük össze. A leírásban és az igénypontokban az „agyagásvány” megjelölésen kizárólag a háromréteges szerkezetű, duzzadóképes szmektiteket és/vagy duzzadóképes láncszüikátokat, továbbá az ilyen agyagásványokat legalább 10 tömeg% mennyiségben tartalmazó kőzeteket, bányatermékeket és mesterséges keverékeket értjük. A felhasználható agyagásványok közül példaként a montmorillonitot, beidellitet, hektoritot, nontronitot, illitet, allerveditot és paligorszkitot, míg az agyagásvány-tartalmú kőzetek közül példaként a bentonitot említjük meg. Aktiválószerként az alkáliföldfém-ionokkal vizoldhatatlan csapadékot képező anionokat tartalmazó alkálifém- és ammóniumsókat, így például nátrium-karbonátot, mono-, di- és trinátrium-foszfátot, tripolifoszfátot, nátrium-szulfátot, lítiumkarbonátot, lítium-foszfátot, ammónium-karbonátot, ammónium-foszfátokat vagy ezek keverékeit használhatjuk. Egy különösen előnyös megoldás szerint aktiválószerként túlaktivált, azaz fölös mennyiségű aktiválószerrel előkezelt szmektiteket, illetve szmektittartalmú kőzeteket (például túlaktivált bentonitot) alkalmazunk. A kiindulási szmektiteket csekély mennyiségű aktiválószerrel előkezelt (azaz előaktivált) formában is felhasználhatjuk, amennyiben ilyen anyag áll rendelkezésünkre. A végső, stabil szerkezetű, reverzibilis víz felvételre és vízleadásra képes gél kialakításához azonban nincs feltétlenül szükség előaktivált szmektitek használatára, mert a re-akció teljes mértékben aktiválatlan szmektitekekel is végbemegy az utólagos aktiválás hatására. Az agyagásvánnyal reakcióba lépő vízoldható polimerek önmagukban ismertek; ezek közül példaként a reakcióképes csoportként -COOH, 3300" M+(M+ egyvegyértékű kationt jelent), -CONH2, OH és/vagy -C-O-C- csoportokat tartalmazó, vízben oldódó polimereket, továbbá a módosított (kvatemer ammóniumcso porttá alakított) savamid-csoportokat tartalmazó polimereket említjük meg. Ezek a polimerek például a következők lehetnek: poliakrilamid, poli-metakrilamid, poliakrilsav, polim-metakrüsav, hidrolizált poliakrilamid, akrilamid-akrilsav kopolimerek, hidrolizált akrilamid-akrüészter kopolimerek, vinilalkoholakrilsav kopolimerek, polivinüalkoholok, hidrolizált polivinilészterek, poli-etilén-oxidok, vízoldható poliszacharidok stb., ületve a felsorolt homo- és kopolimerek elegyei. A polimerek ojtásos kopolimerek is lehetnek, ilyen például a poliszacharid alapláncra ojtással felvitt akrilsav-, metakrilsav-, akrilamid- és/vagy metakrilamid-oldalláncokat tartalmazó kopolimerek. A felhasználható polimerek móltömege általában 50.000 és 20.000.000 közötti, célszerűen 300.000 és 10.000.000 közötti érték lehet. Tapasztalataink szerint minél nagyobb a felhasznált polimer móltömege, annál kisebb mennyiségű polimer elegendő a reakcióhoz. A találmány szerinti eljárás lényeges ismérve, hogy az agyagásvány/polimer komplexumot utólag aktiváljuk, azaz az agyagásvány/polimer komplexumot aktiválószerrel keverjük össze. Ezt a műveletet víz jelenlétében végezzük. Amennyiben az agyagásvány/polimer komplexum nem tartalmaz elég vizet (például ha az agyagásvány/polimer komplexum víztartalmát előzetesen csökkentettük vagy agyagásvány/polimer komplexumot előzetesen megszárítottuk), az agyagásvány/polimer komplexumból vízzel célszerűen legalább 6 tömeg% szárazanyag-tartalmú szuszpenziókat képezünk. Eljárhatunk úgy, hogy az agyagásvány/polimer komplexumot vízben szuszpendáljuk, és ehhez adagoljuk a szilárd vagy vízben oldott vagy szuszpendált aktiválószert; más módszer szerint az agyagásvány/polimer komplexumot az aktiválószer vizes oldatával vagy szuszpenziójával keverjük össze. Ha az agyagásvány/polimer komplexum elegendő vizet tartalmaz (például ha a komplexum vizes szuszpenzió), az aktiválószer mennyisége a kiindulási anyagásvány típusától függően változik, azonban a kiindulási agyagásvány tömegére vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg% aktiválószerre feltétlenül szükség van. Az aktiválószer mennyisége rendszerint a kiindulási agyagásvány tömegére vonatkoztatva 1—5 tömeg% lehet. Az aktiválószer bekeverésének hatására a polimerrel bevont szmektit-'rögök” nem várt módon megduzzadnak, részben elemi lemezeikre, illetve lemezkötegeikre esnek szét, amelynek során a polimerrel reagálni képes újabb agyagásvány-felületek (kötőhelyek) válnak szabaddá nagy mennyiségben. Az így szabaddá váló kötőhelyek azonnal reagálnak a jelenlévő polimerrel, amelynek hatására kialakul a stabilizált, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélszerkezet. A találmány szerinti eljárás jelentős előnye, hogy nem igényli híg szuszpenziók alkalmazását, mert az aktiválatlan agyagásvány és a vízoldható polimer reakcióját nagy szárazanyag-tartalmú masszában vagy szuszpenzióban is elvégezhetjük. Ezt a masszát vagy szuszpenziót lényegesen kisebb energiaigénnyel keverhetjük össze, mint az aktivált agyagásvány-masszákat az adott polimerekkel. A kapott agyagásvány/polimer komplexumok stabilok, hosszú időn át változás nélkül tárolhatók, és szállításuk az ismert módon előállított híg szuszpenziókénál lényegesen olcsóbb. Az agyagásvány/polimer komplexumok közvetlenül a felhasználás helyén egyszerűen aktiválhatók (az aktiválószer bekeveréséhez elegendő például egy ismert betonkeverőt üzemeltetni). Az aktiválószer mennyiségének és minőségének változtatásával változtahatók a kialakult, stabilizált szerkezetű gélek tulajdonságai (például a gélesedési idő); így egyetlen közbenső termékből a mindenkori helyi igényeknek megfelelően többféle tulajdonságú végső gélt képezhetünk. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
