177419. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyöngy,szál,fólia vagy tömbformájú zárványkomplex képzésre alkalmas térhálós szerkezetű, ciklodextrin és vinilalkohol egységekből álló polimerek előállítására
3 177419 4 polimer vízben jól duzzad, duzzadt állapotban rugalmas, alaktartó, kémiailag stabilis, többszöri felhasználás, tisztítás és szárítás után sem veszti el eredeti tulajdonságait, mikroorganizmusok nem támadják meg, ezért gyakorlatilag komplexképzési célokra más készítményeknél előnyösebben alkalmazható. Arra a felismerésre jutottunk, hogy a fenti követelményeknek mindenben megfelelő polimert akkor kapunk, ha ciklodextrint és polivinilalkoholt epiklórhidrinnel, illetve az etilénglikol-biszepoxipropiléterrel összekapcsoljuk. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a-, ßvagy 7-ciklodextrin, vagy ezek egymással és egyéb vízben oldható szénhidrátokkal képezett elegyei 15—75 g ciklodextrin 100 ml koncentrációjú, lúgos, vizes oldatát, amely 1 súlyrész ciklodextrinre számolva 0,05—0,5 súlyrész alkálifém-hidroxidot tartalmaz, a) gyöngy formájú polimer előállításánál 1 súlyrész alkohollal és 0,2—2,0 súlyrész ciklodextrinre számítva 0-2,0 súlyrész 104—106 átlagos molekulasúlyú polivinilacetátot tartalmazó toluolos oldattal keverjük el, és a kapott emulziót állandó keverés közben 40—80 °C hőmérsékleten 1 súlyrész ciklodextrinre számolva 0,5—2 súlyrész epiklórhidrin vagy etilénglikol-biszepoxipropiléter hozzáadásával 1 —5 órán át térhálósítjuk, vagy b) szál, fólia vagy tömb formájú polimer előállításánál: az oldatot 1 súlyrész ciklodextrinre számolva 0,2-2 súlyrész 104-106 átlagos molekulasúlyú polivinilalkohollal keverjük el, majd 20-80 °C hőmérsékleten 1 súlyrész ciklodextrinre számolva 0,5—2 súlyrész epiklórhidrinnel vagy etilénglikol-biszepoxipropiléterrel formában reagáltatjuk és térhálósítjuk, vagy fólia vagy szál előállítása esetében még a gélesedés előtt fóliát vagy szálat képezünk a reakcióelegyből. A találmány szerinti eljárásban ce-, fi- vagy y-ciklodextrint, illetve ezek egymással és/vagy egyéb vízben oldható szénlúdrátokkal képezett keverékeit egyaránt alkalmazhatjuk. A kiindulási anyag megválasztásánál abból indulunk ki, hogy mekkora üreg átmérőjű terméket kívánunk előállítani. Mint ismeretes, a ciklodextrineknek meghatározott méretű apoláros belső üregük van. Ez az ce-ciklodextrinnél 0,57 nm, a (3-ciklodextrinnél 0,78 nm, a 7- -ciklodextrinnél pedig 0,95 nm. Minthogy a ciklodextrin a zárványkomplexbe vitt molekulákat ebben az apoláros üregben köti meg magától értetődő, hogy például a vendégmolekula apoláros részének méretétől függően a ciklodextrinek az egyes vendégmolekulákat nem egyforma stabilitású komplex keletkezése közben viszik zárványkomplexbe. Ez lehetővé teszi a megfelelő üregméretű ciklodextrin felhasználásával bizonyos szétválasztási feladatok megoldását. A ciklodextrinek a találmány szerinti polimerekben megtartják eredeti üregátmérőjüket, és a polimer jó duzzadóképessége folytán a polimer belsejében is hozzáférhetők a vendégmolekula számára. 1 A fentiek értelmében tehát azt a ciklodextrint célszerű kiindulási anyagul választani, amelyik a megfelelő — a vendégmolekula méreteihez igazodó - üregátmérővel rendelkezik. így kisebb molekulák esetén az a-, míg nagyobbaknál a ß- vagy a y-ciklodextrinből készíthető el a polimer. Bizonyos esetekben — például ha heterogén összetételű a komplexbe zárni kívánt anyag, mint amilyenek például az oldószergőz keverékek, vagy a cigarettafüst - célszerűen a ciklodextrinek keverékéből készítjük a polimert. Bizonyos esetekben, például szennyvizek oldószer-, illetve fenolmentesítésekor, nincs arra szükség, hogy tiszta ciklodextrinből, illetve ciklodextrin keverékből induljunk ki. Ilyenkor eredményesen használhatjuk a ciklodextringyártás során kapott nyers fermentlé bepárlásával kapható, ciklodextrineket és egyéb vízben oldható szénhidrátokat is tartalmazó úgynevezett konverziós elegyet is. A reakdóelegy meglúgosítására bármelyik alkálifém-hidroxid alkalmas. Célszerűen nátrium-hidroxidot használunk. A reakcióban felhasznált polivinilalkohol, illetve polivinilacetát molekulasúlya széles határok között változhat, előnyös mechanikai tulajdonságú polimer előállítására azonban a 104—106 átlagos molekulasúlyúak az alkalmasak. A gyöngy formájú polimer előállításánál használt polivinilacetát a toluolos fázis és a vizes fázis határfelületi feszültségét csökkenti, majd a vizes fázisba polivinilalkoholként átoldódva beépül a polimerbe. Polivinilacetátként alkalmazható a polivinilalkohol parciális acetilezésével nyert polivinilacetát is, ugyanis a reakdóelegyben a lúgos kémhatás következtében a polivinilacetát mindenképpen polivinilalkohollá hidrolizál, és a vizes fázisban már csak mint ilyen van jelen. Az a) eljárásváltozat szerint gyöngy formájában kapjuk a polimert, míg a b) eljárásváltozat tömb formájú polimert eredményez. Ha ezen utóbbi eljárás során a reakcióelegyet még a gélesedés bekövetkezte előtt szállá, vagy fóliává alakítjuk (például kicsapófürdőbe történő sajtolással, vagy sima felületre történő felvitellel), akkor a térhálósodás után szál vagy fólia formájú polimert kapunk. Ezen két utóbbi forma igen előnyösen használható fel folyadékok és gázok szűrésére, tisztítására szolgáló szűrőbetétek előállítására. Itt ugyanis fontos szerepe van a szűrőbetét könnyű átjárhatóságának. A tömb formájú polimerből mechanikus aprítással jutunk el a megfelelő szemcseméretű termékhez. A gyöngy és a tömb aprításával nyert szemcsés termék olyan felhasználásra alkalmas ahol nem követelmény a jó átjárhatóság. Ilyenek a különböző kromatográfiás oszlopok például. Az a) vagy b) eljárásváltozattal kapott polimert legtöbb esetben az előállítás után lúg- és sómentesíteni kell. Ez a legegyszerűbben vizes mosással történhet. A víz egyúttal eltávolítja a polimerből a kapcsolószer maradékait, a mellékreakciók vízoldható termékeit és az eleve vízoldható, de fel nem használódott reakdókomponenseket is. A találmány szerint előállított polimerek kiválóan alkalmasak arra, hogy segítségükkel gázokból, vagy oldatokból bizonyos molekulákat adott esetben szelektíven megkössünk, és ezáltal kivon-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
