184133. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimer diszperziók előállítására
184 133 merbó'l alakítjuk ki a polimerizációs eljárás során, a peroxi-vegyületek fent ismertetett hatása előnyt jelent. Az utóbbi esetben tehát iniciátorokként célszerűen peroxivegyületeket használunk fel, noha egyes esetekben azovegyületeket is alkalmazhatunk. A felhasznált katalizátor vagy iniciátor mennyisége rendszerint a monomer súlyára vonatkoztatva 0,5—2 súly% lehet. A katalizátort vagy iniciátort előnyösen a polimerizálandó monomerekkel együtt juttatjuk a polimerizációs elegybe. A polimerizációs elegy adott esetben láncátadó szert is tartalmazhat. A láncátadó szer — a katalizátorral, illetve az iniciátorral ellentétben — a vizes közegben oldódó anyag lehet. Láncátadó szerként előnyösen tioglikolsavat használunk fel. A láncátadó szert a monomer súlyára vonatkoztatva 0,1—2 súly% mennyiségben használhatjuk fel. A láncdtadó szer a polimerizáció során szabályozza a diszpergált polimer molekulasúlyát, és végső soron csökkenti a diszperz fázisban lévő finom részecskék részarányát, azaz növeli az átlagos részecskeméretet. Abban az esetben azonban, ha a stabilizáló hatású kopolimert lehasítható hidrogénatomokat tartalmazó oldható polimerből alakítjuk ki, a reakcióelegyhez előnyösen nem adunk láncátadó szert. A teljes monomer-mennyiséget egyszerre is hozzáadhatjuk a reakcióelegyhez, előnyösebben járunk el azonban akkor, ha a monomert vagy a monomereket részletekben adagoljuk a vizes közeghez. Sok esetben ezzel az intézkedéssel biztosítjuk azt, hogy a reakcióelegy a polimerizáció során ne tartalmazzon különálló monomer-fázist. Ha két vagy több monomert használunk fel, a monomereket előzetesen elegyíthetjük egymással, és elegy formájában adhatjuk a vizes közeghez. Egy különösen előnyös módszer szerint a vizes közeghez először csekély mennyiségű (a teljes polimerizálandó monomer-mennyiség legföljebb 20 súly%-át kitevő) monomert adunk megfelelő mennyiségű iniciátorral és a stabilizáló hatású kopolimer (prekurzor vagy oldható polimer) főtömegével vagy teljes mennyiségével együtt. Ezzel az eljárással fokozottabb mértékben szabályozhatjuk a diszpergált polimer részecskeméretét. Az elsőként beadagolt monomer-részletet (amit a vizes közeg oldási jellemzőitől függően egyszerre vagy több részletben juttathatunk a reakcióelegybe) polimerizálódni hagyjuk. Ekkor a kezdetben homogén és átlátszó reakcióelegy idővel megzavarosodik, ami azt jelzi, hogy a reakcióelegyben igen finom eloszlású polimer diszperzió képződött. Ezt az igen finom diszperziót a továbbiakban „oltódiszperzió -nak nevezzük. Abban az esetben, ha a stabilizáló hatású kopolimert magában a reakcióelegyben alakítjuk ki lehasítható hidrogénatomokat tartalmazó oldható polimerből, célszerűen az oldható polimer teljes mennyiségét ezzel az elsőként beadagolt monomer-részlettel együtt juttatjuk a reakcióelegybe. Az oltódiszperzió kialakulása után fokozatosan beadagoljuk a monomer fennmaradó részét (azaz a monomer főtömegét) további iniciátorral és adott esetben a stabilizálószer vagy a prekurzor maradékával együtt. A monomer adagolási sebességét állandó értéken tartjuk és olyan értékre állítjuk be, hogy a polimerizáció megfelelő sebességgel menjen végbe, ugyanakkor azonban a monomer ne képezzen 15 különálló fázist a polimerizációs elegyben. Ha a polimerizációt a vizes közeg forráspontján végezzük, előnyösen úgy járunk el, hogy az oltódiszperzió kialakítása után beadagolt monomert a reaktorba visszacsurgó desztillátummal együtt juttatjuk az elegybe. Ekkor a monomer még a reakciótér elérése előtt kellő mértékben felhígul. A desztillátum rendszerint a vizes közeg második komponensében (vagyis a vízzel elegyedő folyadékban) dús frakció; ennek megfelelően a reaktorba juttatandó monomert jól oldja. A monomert előnyösen olyan sebességgel adagoljuk, hogy a monomer a reakciótérbe lépés előtt legalább a saját térfogatának megfelelő mennyiségű desztillátummal híguljon fel. Egyes esetekben előnyösen járunk el akkor, ha a monomer utolsó részleteit tiszta (azaz sem stabilizátort, sem prekurzort nem tartalmazó) állapotban juttatjuk a reakcióelegybe. Ha a találmány szerinti eljárás során a fenti módszert követjük, vagyis először oltódiszperziót alakítunk ki és csak ezután adagoljuk be a monomer főtömegét, az oltódiszperzió szemcséit a későbbi szakaszban beadagolandó monomertől eltérő monomerből is kialakíthatjuk. Az oltódiszperzió kialakítására felhasznált monomerekre nem vonatkozik az a követelmény, hogy a polimerizáció hőmérsékleténél legalább 10 C°-kal alacsonyabb üvegesedési hőmérsékletű polimert kell képezniük. Ennek megfelelően az oltódiszperzió kialakításához lényegében bármilyen monomert felhasználhatunk, feltéve, hogy az oltódiszperzió kialakításához felhasznált monomer mennyisége nem haladja meg a teljes monomer-mennyiség 20 súly%-át, a monomer nem képez különálló fázist a vizes közegben, és a monomerből a vizes közegben oldhatatlan polimer alakul ki. Abban az esetben például, ha a végső polimer diszperzióban a diszpergált polimer részecskéket metil-metakrilát és 2 -e ti I -hex il -akril át keverékéből kívánjuk kialakítani (a polimer T—értéke körülbelül -10 C°, és a polimerizációs hőmérséklet 76—80 C°), az oltódiszperzió előállítására 2-etil-hexil-akriláttól mentes, tiszta metil-metakrilátot is felhasználhatunk (a poli-metil-metakrilát TQ-értéke 105 C°), és a 2-etil-hexil-akrilátot csak a polimerizáció későbbi szakaszában adagoljuk be. Hangsúlyozzuk azonban, hogy az oltódiszperzió kialakítását követően a polimerizációt a korábbiakban ismertetett körülmények között kell végrehajtanunk. Amennyiben a módosítatlan polimernél lágyabb diszpergált polimer szemcséket kívánunk kialakítani, a polimerizációs elegyhez lágyítót is adhatunk. Lágyítók alkalmazásával a találmány szerinti eljárás felhasználási körét olyan monomerek polimerizálására is kiterjeszthetjük, amelyek egyébként — kedvezőtlen fizikai jellemzőik következtében — a találmány szerinti eljárással nem lennének diszpergálhatók. így például ha egyedüli monomerként metil-metakrilátot használunk fel, a találmány szerinti eljárással gyakorlatilag lehetetlen stabil latexet kialakítani, mert a metil-metakrilát homopolimerjének T--értéke 105 C°, ami az eljárás gyakorlati megvalósítása szempontjából túl nagy érték. Abban az esetben azonban, ha a reakcióelegyhez lágyítót adunk, a polimer Tü-értékét az eljárás gyakorlati megvalósítását lehetővé tevő szintre csökkenthetjük. Lágyítószerekként 16 9 5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60
