155357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anionos csoportok képzésére műszálakon
3 azonban az így kialakított termékeink vizsgálatakor az a tény, hogy pl. egy mindössze 40%ban ojtott szintetikus műszálra vitt, tehát korlátozott mennyiségű ioncserélő csoport lényegesen hatásosabb ioncserélő reakciót végzett, mint egy nagyobb hatásfokkal átalakított konvencionális ioncserélő műgyanta. E ténynek okát keresve megállapítottuk, hogy a két reakció természetéből fakad az eredmény: Az ojtásos reakció a szálnak az amorf zónájára terjed ki, lényegében nem hat alapvetően a rendezett, kristályos fázis szerkezetére, viszont az ioncserélő reakció, amelyet az amorf tartományban elhelyezett aktív csoportok végeznek, a rövid diffúziós utak segítségével igen gyors és így- kitűnő hatásfokú. Eat a tényt jellemezzük az ún. felezési idővel, vagyis azzal, hogy az anyag mennyi idő alatt végzi el a lehetséges kémiai reakció 50%-át. A szokásos ioncserélő anyagok 30—90 mp-es szokásos felezési idejével szemben a találmány szerinti ioncserélő anyag 5 mp alatt a teljes kapacitást teljesítette. A találmány kivitelezéséhez etilén, propilén, vinilklorid, vinilidénklorid, vinilidénfluorid, tereftalát, és alifás diének legalább egyikéből készült polimert, vagy kopolimert alkalmazunk. A termék előállításához ojtásos reakcióval különböző reakcióiképes monomereket addicionálunk a szálra vagy szövetre, nagyenergiájú sugárzással és/vagy kémiai úton, vagy szerves inioiátorok, ún. láncátvivő ágensek segítségével. Monomerként célszerű aromás gyűrűt tartalmazó vegyületet választani, így jó eredményt adtak a sztirol, vinilnaftalin és acenaftilén, de alkalmazható ezeknek keveréke is, sőt egyszerű származókok is előnyösen reagálnak. Az ojtás mérvét a szál felhasználhatósága, vagyis fizikai és mechanikai tulajdonságai, valamint a kémiai reakcióképesség együttesen szabják meg. Kísérleteink szerint a szál eredeti súlyára számított 90%-nál nagyobb mennyiségű ojtott anyag tartalom a szálat rideg, morzsálódó, vagy törékeny masszává alakítja. Ez alatt a határérték alatt van a találmány szerint hasznosítható tartamány. A szál eredeti súlyára számított 40—80% ojtott monomer felvitele általában még jól feldolgozható anyagot szolgáltat, akár egyfajta monomerrel, akár többfélének a keverékével történt az ojtás. A találmány szerinti eljárás egyik sikeres változatát készítettük el olyan ojtott anyaggal, amelyben az ojtás után a bevitt monomer mennyisége az ojtott anyag össz-súlyára számítva 40% körül volt. Az ojtás alsó határát a kémiai reakcióképességgel szemben támasztott igény szabja meg. Kationcserélő savcsoportnaik szulfosav csoportot választottunk, mint legáltalánosabban használható reagenst, bár az irodalomból ismert többi kationcserélőnek alkalmas csoport hasonlóan bevihető a találmány szerint előállított anyagba. E óéiból az eljárás szerves, oldószeres duzzasztást alkalmaz a szulfonálásnál, ami megkönnyíti a reakciót. Szerves oldószerként többnyire halogénezett alifás és aromás vegyületek, 4 mint diklóretán, halo^metánok, klórbenzol és változatai váltak be. Az eljárást tisztítási műveletek fejezik be. Szerves oldószerekkel, elektrolit-'oldatokkal, pl. pH-változtatás közben a rea-5 gensektől megszabadítjuk az anyagot és a folyamathoz megfelelő ionos állapotba hozzuk. Az alábbi példákkal a találmány szerinti eljárás egy-két jellegzetes változatát szemléltetjük. 10 1. példa: Polipropilén szálat sztirollal ojtottunk a 151 335 lajstromszámú magyar szabadalomban leírt mó-15 don, olyan mértékben, hogy a termék 40% ojtott polisztirolt tartalmazzon. Ebből a szálból 3.7 g-ot 50 ml díklóretánban duzzasztottunk, majd oc. H2 S0 4 -Jben melegítettük 45°~on 8 órán keresztül. Ezután a szálat az anyalúgtól elkü-2o lönítettük, deszt. vízzel semlegesre mostuk és szobahőfokon kiszárítottuk. Sóbontó kapacitás: 2.8 mekv/g, súly: 4,5 g. 2. példa: 25 2,8 g 39% ojtott polisztirol tartalmú (151 335 lajstromszámú magyar szabadatom szerint ojtva) polipropilén szövetet 20 ml klórbenzolban duzzasztottunk 1 órán keresztül, majd hozzáj0 adtunk 20 ml kénsavat, és 80°-on 1 órán keresztül melegítettük a reakcióelegyet. Ezután a szövetet az anyalúgtői elkülönítettük és deszt. vízzel semlegesre mostuk. A termék sóbontó kapacitása 2,4 mekv/g. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás anionos csoportok képzésére mű-40 szálon vagy műszálból készült szöveten azzal jellemezve, hogy etilén, vagy etilénszármazék, tereftalát és alifás dién(ek), legalább egyikét tartalmazó polimer műszálon vagy szöveten ojtómonomerként sztirol, vagy sztirolszármazék, 45 vinilnaftalin és acetilén legalább egyikével 10%-nál nagyobb részarányban kopolimert képzünk, majd a kopolimert önmagában ismert módon szulfonáljük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganato-50 sítási módja, azzal jellemezve, hogy a műszál anyagául etilén, propilén, vinilklorid, vinilidénklorid, vinilidénfluorid, tereftalát és alifás diónak legalább egyikéből készült polimert alkalmazunk, az ojtó monomert legfeljebb 90%, cél-55 szerűen 40—80% mennyiségben reagáltatjuk az eredeti súlyra számítva, szabad gyökök előállítása útján, majd az így előállított félterméket szerves oldószerrel duzzasztjuk és szulfonáljük. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti eljárás 60 foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kiindulási monomerek legalább egyikéből készült polimer-műszálat, ill. szövetet nagyenergiájú sugárzással és/vagy szerves iniciátorok, ún. láncátvivő ágensek segítségével az ojtó mono-65 merek legalább egyikével 40% felvitt tartalomig 2
