176374. lajstromszámú szabadalom • Eljárás homodiszperz divinilbenzol-sztirol gyöngypolimer alapú ioncserélő gyanta előállítására
3 176374 4 mazó ioncserélő gyantákat alkalmaznak (Anal. Chem. 39, 1416 j1967/, Anal. Biochem., 20, 51 11967/). Találmányunk célkitűzése aminosav-analizátorok oszloptöltetéül alkalmazható finomszemcsés, homodiszperz, — 12-24 mikron szemcseátmérőjű - vinilbenzol-sztirol gyöngypolimer alapú ioncserélő gyanta az eddig ismert iüepítéses eljárásoknál gazdaságosabban direkt eljárással történő előállítása volt. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a szuszpenziós polimerizációt polivinilalkohol és poliakrilsavalkilészter keverékéből álló speciális védőkolloid-rendszer jelenlétében elvégezve, közvetlen eljárással homodiszperz, szűk szemcseméret eloszlást — 12—24 mikron — mutató terméket kapunk. Kísérleteink során azt a meglepő megfigyelést tettük, hogy a hidrofil védőkolloid mennyiségének az irodalomban talált adatokhoz képest való megemelése az általunk megcélzott szemcseméretű (20 mikronos nagyságrend) gyanta képződését eredményezi (1. példa). További célunk az volt, hogy a szemcseméret tartományt tovább szűkítsük a kívánt méret-tartományban, ezt meglepő módon egy hidrofób igen kis 0,01—1,0 mikron átmérőjű részecskéket tartalmazó makromolekula a polimetakrilsavalkilészter szuszpenziójának az alkalmazásával értük el, úgy, hogy a hidrofil stabilizálóként alkalmazott polivinilalkohol és hidrofób stabilizátorként alkalmazott meghatározott szemcseméretű polimetakrilsavalkilészter megfelelő arányú keverékét alkalmaztuk. Elért eredményeink alapján más hidrofil-hidrofób kombinációkkal is próbálkoztunk stabilizálószerként, ezek azonban a várt eredményt nem hozták meg, részben a szemcseméret nem volt elég szűk méret-tartományban, másrészt a szemcseméret sem felelt meg elvárásunknak (3. példa). Hasonlóan nem vezetett eredményre a 78 383 sz. NDK szabadalmi leírásban szereplő példa reprodukciója. A leírt eljárás alapján előállítható termék - amelyben makromolekuláris vízoldható diszpergátort és vízben nem oldható szervetlen sót alkalmaznak stabilizálószerként — nagyságrenddel nagyobb szemcseméretű szemcséket eredményezett. Találmányunk tárgya eljárás 12-24 mikron részecskenagyságú homodiszperz divinilbenzol-sztirol gyöngypolimer alapú ioncserélő gyanta előállítására sztirol és divinilbenzol valamely katalizátor - előnyösen egy peroxid - és védőkolloid jelenlétében történő szuszpenziós polimerizációja útján oly módon, hogy a polimerizációt polivinilalkohol és poliakrilsavalkilészter keverékéből álló védőkolloid rendszer jelenlétében végezzük el, majd a kapott homodiszperz gyöngypolimert elkülönítjük és ismert módon szulfonáljuk, vagy klórmetilezzük és amináljuk. Találmányunk tárgya közelebbről eljárás 12—24 mikron részecskenagyságú homodiszperz divinilbenzol-sztirol gyöngypolimer alapú ioncserélő gyanta előállítására sztirol és divinilbenzol valamely katalizátor - előnyösen egy peroxid - és védőkolloid jelenlétében történő szuszpenziós polimerizációja, majd a kapott homodiszperz gyöngypolimer elkülönítése és szulfonálása, vagy klórmetilezése és aminálása útján oly módon, hogy a polimerizációt a monomér elegyre vonatkoztatva 15-35% polivinilalkohol és 0,1—1,0% poliakrilsavalkilészter keverékéből álló védőkolloid rendszer jelenlétében végezzük el. A találmányunk szerinti eljárásban alkalmazott polivinilalkohol lehet pl. a kereskedelemben beszerezhető Mowiol 18-88 készítmény, amely közepes molekulasúlyú, 600—1200 polimerizációs fokú, 85—90% hidrolízis fokú, azaz 10-15% acetátcsoportot tartalmazó, 20°C-on 5—30 cP viszkozitású 4%-os oldat, vagy a Rhodoviol 14—135 p néven forgalomban levő készítmény, amely 20 °C-on 12—16cP viszkozitású, 88% hidrolízis fokú 4%-os oldat. A találmányunk szerinti eljárásban alkalmazott poliakrilsav metilészter lehet pl. az Acronal 16 D kereskedelmi elnevezésű készítmény, amely 50% szárazanyagtartalmú poliakrilsavészter diszperzió, átlagos részecskeátmérő 0,2 mikron, fajsúly 1,03 pond/cm3. A találmányunk szerinti eljárásnál monomer elegyként sztirol és divinilbenzol elegyét alkalmazzuk. A monomer elegy sztirol tartalma előnyösen 70—96%, különösen előnyösen 85—94%. Az eljárást iniciátor jelenlétében végezzük el. E célra a szokásos polimerizációs iniciátorok alkalmazhatók, előnyösen peroxidok, különösen benzoilperoxid vagy laurilp’eroxid. Az eljárást oly módon végezhetjük el, hogy a katalizátort (iniciátort) tartalmazó monomer elegyhez hozzáadjuk a hidrofil komponens oldatát, majd a hidrofób komponens diszperzióját! A hidrofil komponenst előnyösen vizes oldat, míg a hidrofób komponenst előnyösen vizes diszperzió formájában alkalmazzuk. Eljárásunk előnyös foganatosítási módja szerint előbb az emulziós fázist készítjük el. A hidrofil komponens oldatához keverés közben hozzáadjuk a hidrofób komponens diszperzióját és az elegy pH-ját enyhén lúgos tartományban^ (pH = 7,58,0) állítjuk be. Ez utóbbi művelethez előnyösen nátriumpirofoszfátot alkalmazhatunk. A fentiek szerint elkészített emulzióhoz adjuk hozzá a katalizátort tartalmazó monomer fázist keverés közben. A reakciót ugyancsak keverés közben végezzük el. A polimerizációt melegítés közben, előnyösen 80-85 °C-on hajtjuk végre. A polimerizáció időtartama 6—15, előnyösen 9—11 óra. A reakciót hengeres, alul domborított fenékkel ellátott csiszolatos tetővel felszerelt, polimerizációs reakciók végrehajtásához használatos berendezésekben végezhetjük el. Az eljárás előnye, hogy a felhasznált monomer elegy gyakorlatilag teljes mennyiségéből homodiszperz kívánt szemcseméret-nagyságú gyöngypolimer - 12-24 mikron - keletkezik. A gyantaszemcsék részecskeeloszlását mikroszkópos vizsgálattal határoztuk meg és a szemcse; méret eloszlást oszlopdiagramon ábrázoltuk. A homodiszperzitás mértékét az oszlopdiagramról, illetve az eloszlási görbéről kvalitatíve olvastuk le. A kvantitatív mérőszámokat az eloszlási adatok matematikai statisztikai elemzése útján határoztuk meg. A szemcseméret eloszlást továbbá azzal a mérőszámmal jellemeztük, amely azt mutatja, hogy az adott szemcseméret tartományba a részecskék hány 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
