176000. lajstromszámú szabadalom • Nincs magyar címe!
3 176000 4 fúvókákon keresztül préselik vagy csepegtetik a viszkózgyártásból ismert összetételű, kénsavat, nátriumszulfátot, illetve cinkszulfátot tartalmazó kicsapó fürdőbe. Hasonló eljárást ismertet a 2 543 928 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás is, ebben az esetben a viszkóz-cseppeket benzol és széntetraklorid elegyébe préselik, majd a koagulált cseppeket 90 °C-os vizes nátriumszulfát-oldattal utókezelik. A felsorolt eljárások közös hátránya, hogy meglehetősen deformált gömb alakú termékeket szolgáltatnak. Ennek oka az, hogy a felhasznált kicsapószer — rendszerint sav. — hatására a cellulóz kicsapódása pillanatszerűen megy végbe, ezért a szuszpenzióban levő cseppek kezdetben szabályos gömb alakja jelentősen torzul. A kapott termékek a többé-kevésbé déformât gömb alakú szemcsék mellett még tetemes mennyiségben (esetenként 40%-ban) tartalmaznak szabálytalan alakú, súlyosan deformált vagy szálas képződményeket. Minthogy az ioncserélők oszlop tulajdonságait a regenerált cellulóz mátrix alakja döntően befolyásolja, könnyen belátható, hogy a deformált t szemcséket és szabalytalan képződményeket tartalmazó alapanyagból nem készíthetők kifogástalan minőségű ioncserélők. Hátrányt jelent az is, hogy az ismert eljárások — elsősorban a fúvókákat alkalmazó módszerek meglehetősen bonyolultak és eszközigényesek. Valamennyi ismert eljárásnál hátrányként jelentkezik, hogy a cellulóz-cseppeket külön reakcióedényben, külön közegben, jelentős mennyiségű vegyszer felhasználásával kell kicsapni. A találmány értelmében az ismert módszerek felsorolt hátrányait kívánjuk kiküszöbölni. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a cellulóz-xantogenát nátronlúgot is tartalmazó vizes oldatának a vizes oldattal nem elegyedő, 5-12% oldott polimert tartalmazó szerves folyadékkal készített emulzióját szabályozott körülmények között keverjük és hőkezeljük, egyazon reakcióközegben, bármiféle kicsapószer vagy egyéb adalékanyag használata nélkül is olyan termékhez jutunk, amely szűk szemeseméret-eloszlású, szabályos, deformálatlan gömbökből áll. Az így kapott termékből — azaz regenerált cellulóz-mátrixból - önmagukban ismert módszerekkel kiváló minőségű, kifogástalan oszloptulajdonságokkal rendelkező ioncserélőket állíthatunk elő. A találmány tárgya tehát eljárás szabályos gömb alakú, regenerált cellulóz-alapú ioncserélők előállítására, amelynek során cellulóz-xantogenát nátronlúgot is tartalmazó vizes oldatát ezzel az oldattal nem elegyedő, 5-12% oldott polimert tartalmazó szerves folyadékban emulgeáljuk, az emulzióban kialakult cellulóz-xantogenát-cseppecskéket hőkezeléssel koaguláltatjuk, majd a kapott gömb alakú cellulóz-mátrixot elkülönítjük, mossuk, önmagában ismert műveletekkel ioncserélőkké alakítjuk, és kívánt esetben a kész ioncserélőt ismert módon térhálósítjuk. A találmány értelmében úgy alakítjuk Id a gömb alakú cellulóz-mátrixot, hogy a vizes cellulóz-xantogenát oldatot 40-80 fordulat/perc keverési sebesség mellett emulgeáljuk az 5-12% oldott polimert tartalmazó szerves folyadékban, miközben az elegy a kezdeti 50—70 °C-ról körülbelül 30—40 °C-ra hűl, ezután a keverés sebességét 100—150 fordulat/perere növeljük és ezzel kialakítjuk a kívánt szemcserméretet, majd amikor a diszpergált cseppecskék mérete legalább 70%-ban elérte a kívánt mérettartományt, a diszperziót a berendezéstípustól függő lehető leggyorsabb ütemben 80—110 °C-ra melegítjük fel és a keverő fordulatszámát ugyanakkor és/vagy azt követően 15—40 fordulat/perccel csökkentjük, és a diszperz rendszert ugyanilyen körülmények között 5-15 órán át keverjük. A találmány szerinti eljárásban kiindulási anyagként vizes cellulóz-xantogenát oldatot (viszkóz-oldatot) használunk fel. A cellulóz, amelyből a viszkóz-oldat készül, rendszerint kb. 93—94% a-cellulózt, 3-5% hemicellulózt és 2% pentozánt tartalmaz, polimerizációs foka 600-700. A cellulóz lúgos degradációjával és széndiszulfidos kezelésével kapott anyagot nátronlúgban oldják, és így kapják a viszkóz-oldatot. A 18-24 órán át érlelt ún. friss viszkóz-oldat 8-9%-os, összes kéntartalma 2—2,5% (ennek 50%-a kötött, 50%-a szabad kén), szabad lúgtartalma 6-6,5%, viszkozitása 20—31 perc/10cm, érettségi foka: 8—10 ml 10%-os ammóniumklorid-oldat/1 g viszkóz, átlagos polimerizációfoka 180-220 (határviszkozitással mérve). A további érlelés során a xantogenát-oldat viszkozitása nő, a szabad lúgtartalom csökken, ezzel együtt a sótartalom növekszik. 72 órai múltán a viszkozitás 30-35 perc/10 cm-re nő, míg az összes kéntartalom 1-1,5%-ra, a szabad lúgtartalom pedig 2,5—4%-ra csökken. A 72 órán át érlelt viszkóz-oldat érettségi foka: 2—3 ml 10%-os ammóniumldorid-ddat/1 g viszkóz-oldat. Ha az ioncserélőt alkoholnedves állapotban kívánjuk forgalomba hozni, kiindulási anyagként a 18—24 órán át érlelt friss viszkóz-oldatot használjuk fel, míg ha az ioncserélőt száraz állapotban kívánjuk kiszerelni, a 60—70 órán át érlelt viszkóz-oldatból is kiindulhatunk. A viszkóz-oldat emulgeálásához az erre a célra szokásosan felhasznált szerves folyadékok bármelyikét alkalmazhatjuk. Különösen előnyösen használhatunk fel benzol-homológokat, például toluolt vagy xildt. A szerves folyadék bármilyen oldott, nagy molekulasúlyú polimert tartalmazhat, amely sem a viszkóz-oldattal, sem a regenerált cellulóz mátrix-szal nem reagál. Ez a polimer a cellulóz-cseppek kialakításakor védőkolloidként szolgál. A felhasználható védőkolloidokat a korábban idézett szabadalmi leírások részletesen ismertetik. Erre a célra különösen előnyösen alkalmazhatunk polivinil-acetátot, például a Movilith 70 kereskedelmi néven forgalomba hozott anyagot. A szabályos gömb alakú regenerált cellulóz-mátrix kialakításának első lépésében az 5—12% oldott polimert tartalmazó szerves folyadékban 40—80 fordulat/perc sebességű keverés közben diszpergáljuk a viszkóz-oldatot. A viszkóz-oldat hőmérsékletét olyan értékre (előnyösen 5—10 °C-ra) állítjuk be, hogy a viszkóz-oldat teljes mennyiségének beadagolása után kapott elegy hőmérséklete körülbelül 30 °C és 40 °C közötti érték legyen. Ezután a keverés sebességét 100—150 fordulat/percre növeljük. Az intenzív keverés hatására a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
