Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
1. szám - Kovács L.–Geleji F.: Poliamid szitaszövet felvitele szűrőcsőre
54 Hidrológiai Közlöny 1960. 1. sz. Poliamid szitaszövet felvitele szürőcsőre KOVÁCS LÁSZIÓ—G ELEJI FRIGYES Porózus talajból (homok, kavics) történő víznyerés esetén a fúrólyuk falát a vízadó réteg szabad szelvényének esetleges beomlása elleni védekezés céljából szűrővel borítjuk be. A kútszűrő lehet : a) egyszerű lyukasztott vagy hasított cső, b) a lyukasztott csőre, mint vázra szerelt kerek- vagy trapézszelvényű sodronnyal borított szűrő, c) szitaszövetes szűrő, d) egyszerű kavicsszórású szűrő, e) előre elkészített kavicskosaras és különleges szűrő. Valamennyi szűrő szűrőcsőből (vázból), borításból, toldócsőből és homokfogóból áll. A mélyfúrási iparág fúrásfejlesztési (volt kísérleti) osztályának iszaptechnikai laboratóriuma vizsgálatokat végzett annak megállapítására, hogy szűrőcsövekre sárgaréz és bronz szitaszövet borítás helyett poliamid szitaszövet borítás felvihető-e. A poliamidok vagy szuper-poliamidok lineáris szerkezetű termékek. Mivel bennük — CO — NH — (peptid) kötések vannak, kémiailag a fehérjékkel (proteinek) állnak rokonságban, ezért szintetikus poli-peptid elnevezésük is szokásos. Poliamidot először — mesterséges szálasanyag előállítására irányuló kísérletei során — Carothers, W. H. állított elő az USA-ban [1, 2, 3]. A termék a Nylon nevet kapta. Ez az anyag a hozzáfűzött reményeket nagymértékben túlszárnyalta, amenynyiben fizikai jellemzőiben (pl. szakítószilárdság, kopási szilárdság) a gyapjút messzemenően felülmúlta. Hasonló irányú — de az amerikaitól független — kutatómunka folyt Németországban is, amelynek eredményeként a poliaminokapronsavat sikerült előállítani [4]. Ez a poliamid a Perion nevet kapta. A Nylon és a Perion kémiai szerkezet tekintetében kissé eltér egymástól, amint azt a következő képletek bizonyítják : A Nylon polimer szerkezeti egysége : [— OC — (CH 2) 4 — CO — HN — (CH 2) 6 — NH — ]„ A Perion polimer szerkezeti egysége : [— HN — (CH 2) S — CO —]„ A Nylon és a Perion fizikai jellemzői [5] nagymértékben hasonlatosak (1. táblázat). Az európai országokban általában a kaprolaktám alapú poliamid (Perion) típus terjedt el, készítési módjának egyszerűbb volta miatt. A kaprolaktám (az e-amino-kapronsav laktámgyűrűs származéka, az ún. e-kaprolaktám) többlépcsős kémiai szintézis útján fenolból készül. A vákuumban desztillált kaprolaktám 69,5 C°-on olvadó, hófehér kristályos termék, amely a Perion nevű poliamid-típus nyersanyagát képezi. A kaprolaktámot 24 óráig tartó 250 C°-on történő melegítéssel megfelelő katalizátorok 1. táblázat A Nylon és a perion fizikai jellemzői Taöji. 1. 0u3uneCKue xapaKmepucmuKU HeÜAOHa u nepnoHa Table 1. Physical properties of Nylon and Perion Fizikai jellemzők Nylon Perion Olvadáspont [C°] 250 215 Hőkíterjedési együttható [1/C°] 12-10 s 12-10" 5 Hőállóság Martens szerint [C°] 60 50— 55 Hőállóság Vicát szerint [C°] 220—230 160—180 Szakítószilárdság [kg]cm 2] 700 600 Kakadási nyúlás [%] 120 300 Vízfelvétel telítéskor, térfogat [%] 5 5 Vízfelvétel telítéskor, súly [ %] 8 0 és molekulasúly stabilizátorok jelenlétében hosszú, láncmolekulájú műanyaggá, kémiai néven poliamiddá alakítják, amelybe az adalék vegyszerek kémiailag beépülnek. Ez a poliamid 250 C°-on sűrű folyadék, amely a kívánt formadarabokká alakítható. A poliamid szálak folyamatos eljárással készülnek. A megolvasztott kaprolaktámot a hozzákevert vizes ecetsav katalizátorral folyamatosan vezetik a 8—10 m magas, 30 cm átmérőjű, 250 C°-ra hevített csőbe. A reaktorcsőben az anyag áthaladási sebességét úgy szabályozzák, hogy a belépő anyag kb. 24 óra eltelte után hagyja el a reaktoreső alsó végét. Ezen idő alatt a kaprolaktám teljesen átalakul műanyaggá. A cső aljából kilépő 250 C°-os ömledéket fonófejen vezetik át, majd hirtelen hűtéssel megdermesztik. Ily módon körszelvényű nyíláson szál készíthető. A fonófejből kilépő ömledék azonnal szobahőfokú vízbe kerül, ahol megdermed, s megtartja a fonófej által adott keresztmetszetű szál-alakot. Mivel az eljárás folyamatos, a fonófejről végtelen szál elhúzás történik, s a kapott szálat motringban gyűjtik. A szállá alakított poliamidot a felhasználás előtt -— eredeti hosszára vonatkoztatott — kb. 400%-os nyújtásnak vetik alá, melynek célja az, hogy a poliamid láncmolekulák a szál hossztengelyének irányában rendeződjenek s a szomszédos láncok CO és NH csoportjai között liidrogén-hídkötések jöjjenek létre. Ezen hidrogén-hídkötések aránylag nagy erejével magyarázható a szálak nagy szilárdsága, keménysége és oldószerállósága. A poliamid-szál az alábbi vegyszereknek, ill. oldószereknek áll ellen [5] : aceton, ásványolaj, benzaldehid, benzin, benzol, ciklohexanon, dekahidronaftalin (clekalin), etanol (etilalkohol), etilacetát, etilénklorid, észterek, éterek, glikol, izopropilalkohol, kenőolajok, ketonok, klórbenzol, metanol (metilalkohol), metilacetát, petróleum, piridin, széndiszulfid (szénkéneg), széntetraklorid ,tetrahidrofurán, tetrahidronaftalin (tetralin), toluol, triklóretilén, víz, xilol. Mint ahogy azt az 1. táblázat is mutatja, a Perion kb. 5% vizet képes felvenni ; a víz belőle csak kevés nem-reagált monomer kaprolaktámot képes kioldani. Az alábbi anyagok 10%-os oldata már károsítja a poliamid-szálat: bcnzilalkohol, foszforsav, hangyasav, hidrogénperoxid (0,5%-osnál töményebb), higany-II-klorid (szublimát, 5%-os),
