172617. lajstromszámú szabadalom • Eljárás részlegesen hidrolizált polivinilacetát előállítására gélfázisban
3 172617 4 A találmány szerinti hidrolizálás egy előnyös foganatosítási módja értelmében úgy járunk el, hogy polivinilacetátból akár a tiszta apoláros oldószerrel vagy két vagy több ilyen oldószer elegyével az előző bekezdésben megadott határok közötti koncentrációjú polimeroldatot készítünk, majd a kapott oldathoz hozzáadjuk a másik típusú oldószert olyan arányban, hogy az elegyben a poláros és az apoláros oldószer aránya az ugyancsak az előző bekezdésben megadott határok közötti legyen. (Természetesen eljárhatunk úgy is, hogy a kétféle típusú oldószer(ek) elegyében oldjuk fel a polimert, e sorrendiség nem lényeges paraméter.) Ezután a polimeroldathoz hozzáadjuk a számított mennyiségű lúg katalizátort vagy szilárd formában vagy pedig a poláros oldószerrel (vagy oldószerekkel) alkotott oldata formájában. Ezt követően rövid homogenizálás után a rendszert magára hagyjuk. A hőmérséklettől, a katalizátorként alkalmazott lúg koncentrációjától, kétféle típusú oldószer arányától és a polimer koncentrációjától függően a rendszer rövid idő alatt, így legtöbbször 5 perc és 20 perc közötti időn belül géllé alakul és a hidrolízis az így kialakult gélfázisban megy végbe. A találmány szerinti eljárásban kiindulási anyagként tetszőleges minőségű (például tetszőleges molekulasúlyú) polivinilacetátot használhatunk. Apoláros szerves oldószerként célszerűen használhatók a szokásosan alkalmazott aromás szerves oldószerek, szénhidrogének, halogénezett szénhidrogének vagy halogénezett aromás szerves oldószerek, illetve ezek elegyei. Apoláros szerves oldószerként így előnyösen használhatjuk a benzolt, továbbá a benzol és a xilol, toluol és xilol, toluol és benzin, benzol és kloroform, valamint a benzol és a klórbenzol keverékét. Poláris szerves oldószerként előnyösen 1—4 szénatomos alkanolokat, például metanolt, etanolt vagy propanolt vagy ezek elegyeit használjuk. A katalizátorként alkalmazott alkálifém-hidroxidok közül előnyösen a nátrium-hidroxidot használjuk, de használhatunk más, könnyen hozzáférhető alkálifém-hidroxidot, például kálium-hidroxidot is. A hidrolizálást célszerűen 10 C° és 80 C° közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. A találmány szerinti eljárással előállított részlegesen hidrolizált polivinilacetátok közül a vízoldhatók esetében a mérhető kicsapási pont mellett egy eddig nem ismert új tulajdonság jelenik meg, mely tulajdonságra tekintettel ezek a részlegesen hidrolizált polivinilacetátok más hasonló termékektől egyértelműen megkülönböztethetők. Ezért ezeket a részlegesen hidrolizált polivinilacetátokat új vegyületeknek kell tekintenünk. Ez az új tulajdonság, az úgynevezett felhősödési hiszterézis, amelyet a csatolt 1/1 rajzlapon látható 2. ábrán ábrázolunk a későbbiekben ismertetett 1. példában előállított termékre. A kicsapási pontot, illetve felhősödési hiszterézist az alábbi módon vizsgáljuk. A kicsapási pont közelítő meghatározását az alábbi egyszerű módszerrel végezzük el: Kémcsőbe töltünk 10 ml olyan vizes oldatot, amely a vizsgálandó részlegesen hidrolizált polivinilacetátból 1,0%-ot tartalmaz, majd az oldatba hőmérőt helyezünk és a kémcsövet egy 200 ml-es magas főzőpohárban vízbe merítjük. A főzőpoharat lassan melegítve leolvassuk a kémcsőben levő oldat megzavarosodásának hőmérsékletét 1 C° pontossággal. A felhősödési hiszterézis vizsgálatát ugyancsak az említett 1,0%-os vizes oldatból végezzük. A vizsgálat nem más, mint egy zavarosság-mérés. E méréshez olyan fotométert használunk, amelynek küvettatere termosztálható. Egy centiméteres üvegküvettában hajtjuk végre a mérést 430 nanométer hullámhosszon. A küvettatér hőmérsékletét fokozatosan növelve fölvesszük a hőmérséklet és a zavarosság (turbiditás) közötti összefüggést (lásd a 2. ábrát). Az emelkedő ág lineáris szakaszát meghosszabbítva az abszcisszáig a metszéspontnál levő hőmérséklet értéke adja meg pontosan az előbb említett kicsapási pontot. A hiszterézis jelensége — miként a 2. ábrából kitűnik - abban áll, hogy a küvettában levő oldatot visszahűtve a závarosság nem csökken, csak huzamosabb idő után. Ezen új tulajdonság gyakorlati jelentőségét a későbbiekben még ismertetjük. Nem jelenik meg a felhősödési hiszterézis értelemszerűen akkor, ha a termék vízben nem oldódik. A találmány szerinti eljárás főbb előnyeit az alábbi pontokban foglaljuk össze. a) Miután a gélképződés megtörtént, rövidesen a makroszinerézis jelensége játszódik le. Ennek eredményeképpen az alkalmazott oldószerelegy túlnyomó része önként elkülönül a gépfázistól, ami lényegesen egyszerűsíti a termék elkülönítését és az oldószerelegy újrafelhasználását a hidrolizálásban. b) A gélfázisban végbemenő hidrolízis lefutását a csatolt 1/1 rajzlapon látható l.ábra jellemzi. < Ezen ábra alapján szakember számára kézenfekvő, hogy megfelelő lúgkoncentráció választásával (a görbék melletti százalékos értékek a lúgkoncentrációt jelzik) és/vagy a lúg hatástalanításával (például sósav vagy ecetsav adagolása útján) tetszés szerinti hidrolízisfokú termék állítható elő. c) A találmány szerinti eljárással előállított részlegesen hidrolizált polivinilacetátok stabilizáló-emulgáló képessége lényegesen jobb, mint a jelenleg kereskedelmi forgalomban kapható legjobb termékeké (lásd. az alábbi I. táblázatot). A találmány szerinti eljárással előállított termékek nagy stabilizáló hatása csak speciális molekulaszerkezet feltételezésével magyarázható. E speciális, feltételezhetően a gélfázisban kialakuló molekulaszerkezetre bizonyíték az előzőekben már említett felhősödési hiszterézis. Az I. táblázatból látható, hogy a találmány szerinti eljárással előállított részlegesen hidrolizált polivinilacetátok mint nagyhatású emulgátorok azzal az előnyös tulajdonsággal rendelkeznek, hogy relatíve egységes cseppméreteloszlású emulziót gyakorlatilag végtelen cseppállandóságig stabilizálnak, függetlenül a vízzel nem elegyedő folyadék, illetve a vízben nem oldódó szerves anyagok kémiai minőségétől. A találmány szeimti eljárással előállított részlegesen hidrolizált polivinilacetátok stabilizáló-emulgáló hatásuknál fogva felhasználhatók többek kö5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
