189250. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajok szilárdságának és vízzáróságának növelésére
189 250 2 akkor a viszkozitás annyira megnő, hogy a polimer tartalmú észtert a vízüvegben homogenizálni már kielégítően nem lehet. Az észterek polimer tartalmát tehát 1 30%, célszerűen 5-20% közé érdemes beállítani. A polimerek közül azok tudják a gyakorlati igényeket leginkább kielégíteni, amelyek tömény vagy vizzel maximum 1 : 5 arányban hígított vízüvegben kellően gyorsan hidrolizálnak, ami más szóval azt jelenti, hogy a hidrolízis legkésőbb 8 órán belül olyan mértékű, hogy a polimer - ha közben nem térhálósítanánk - vízoldható lenne. A szóbanforgó vinil-acetát polimerek és kopolimerek hidrolízise során alkoholos hidroxilcsoportok és akrilészter kopolimerekből —COONa (illetve K-vízüveg esetén —COOK) csoportok képződnek. A nagyon jó vízoldhatóságot is ezek a csoportok biztosítják. A képződő vízoldható polimereket számos módon lehet térhálósítani, és ezáltal hidrogélekké alakítani. Esetünkben ilyen célra az alifás mono- és dialdehidek a legalkalmasabbak, így mindenek előtt a formaldehid, glioxál, glutáraldehid stb. Mint ismeretes, az említett aldehidek rendszerint közel 30%-os vizes oldat formájában kerülnek kereskedelmi forgalomba. Ezeket a vizes oldatokat megfelelő ionos tenzidekkel együtt homogenizálva az észterekkel stabil víz az olajban emulziók nyerhetők. Az alkalmazott tenzideknek azonban még egy fontos követelményt ki kell elégíteniök. Biztosítaniuk kell, hogy a vízüveggel összekevert észter komponens nagyon finom cseppek formájában, egyenletesen, homogén eloszlásban helyezkedjen el a vízüvegben, azaz kezdetben olaj a vízben emulzió alakuljon ki. Ilyen ionos tenzidek lehetnek pl. a zsíralkohol-szulfát, a lauril-szulfát stb., s mennyiségük az észter komponens 1-30%-át, célszerűen 3 10%-át teheti ki. Az aldehid komponensekkel kapcsolatban meg kell említeni, hogy azok a vízüveg gélesítését is elősegíthetik, tehát rendszerint kettős feladatot látnak el. Erősen lúgos közegben ezek az aldehidek Cannisaró reakció szerint fele részben alkohollá, illetve alkoholáttá, fele részben savvá, illetve sav sóvá alakulnak. A reakció paramétereket úgy kell beállítani, hogy az észterek hidrolízise és az aldehidek diszproporcionálódása összemérhető sebességgel menjen. Amennyiben vinil-acetát-akrilsav, vinil-acetátmetakrilsav, vinil-acetát-maleinsav kopolimert vagy olyan vinil-acetát-akrilészter kopolimert alkalmazunk, amelyben az akrilészter csoportok egy része is könnyen elhidrolizál, úgy a térhálósítást biztosíthatják a talajokban található és/vagy a talajvízben oldott többértékü fémionok, pl.: a Ca++, Mg++, Fe+++, Cü++ stb. Ezáltal ilyen polimerek alkalmazásakor a hidrolízis során képződő vízoldható polimer hosszabb-rövidebb idő alatt spontán módon gélesedik, térhálósodik. Az injektáló rendszer két fő komponense közül a vízüveg komponens a kereskedelmi forgalomban levő, tömény (37-38 Be°-os) vagy csapvízzel maximum 1 : 5 arányban hígított Na- vagy K-vízüveg egyaránt lehet. A vízüveg komponens szükség esetén az ismert adalékanyagokat is tartalmazhatja, így lehet benne a szokásos mennyiségben (kevesebb, mint 30%) természetes és/vagy szintetikus kaucsuk latex vagy egyéb, hidrolizálni nem tudó, a v züveggel összeférhető polimer latex (pl. poürretil-metakrilát, teflon stb.), polielektrolit, tenzid stb. Az észter komponens lehet a szakirodalomban ismertetett alifás mono-, di- és tri-észterek bármelyike, amelyeket már a vízüveg gélesítésére kipróbáltak, így etil-acetát, vinil-acetát, metil-metakrilát, butil-akrilát, etilénglikol mono- és diacetát, glicf rin-triacetát, dimetil-maleát stb. Az észterek mennyiségével és minőségével lehet elsődlegesen szabályozni a vízüveges rendszer gélesedésének sebességét. Ezzel szemben a vízoldható polimerré h drolizáló komponens a képződő gél vízzáróságát, v zállóságát, míg a hidrolízis álló polimerek a gél szilárdságát, ütésállóságát befolyásolják erősen. A szakirodalomban a legtöbb adat az etil-acetátn található. Ennek nem elhanyagolható alkalmazástechnikai hátránya, hogy forrpontja és lobbanáspontja alacsony, ezért zárt térben dolgozva vele nem elhanyagolható a tűz- és robbanásveszély. Hátrányai ellenére mindmáig azért használják felszínről történő injektálásoknál, mert viszonylag olcsón, könnyen beszerezhető és vízben, illetve a vízüveges rendszerben jól oldható. Az utóbbi időben ezért egyre gyakrabban magas fc rrpontú, biztonságosan alkalmazható észtereket, il etve észterelegyeket használnak. Az észter komponensek mennyisége a technológiai követelményektől függően általában tág határok között változhat, pl. tömény vízüveg esetén 2 és 20%, célszerűen 5-10% között. Hígított vízüveghez a hígítástól függően kevesebbre van szükség. Az eljárást az alábbi példákban kívánjuk részletesebben bemutatni. 1. példa Vettünk több 200 ml térfogatú polipropilén poharat, amelyekbe bemértünk 100-100 cm3 0,1-1 mm szemcseeloszlású homokot. Külön poharakban kimértünk 100-100 ml koncentrált 37-38 Be°os vízüveget. Külön készítettük el az észter komponenst úgy, hogy 10 ml etil-acétátban feloldottunk 2 g poli(vinil-acetát)-ot és diszpergáltunk benne 1 g tömény glioxált és 0,5 g lauril-szulfátot. Az észter és vízüveg komponenst homogenizáltuk, ezután a reakció beindult, ez 10 perc múlva előbb erős viszkozitásnövekedés formájában jelentkezett, majd kb. 11-12 perc múlva szobahőmérsékleten szilárd gé l képződött. A homogenizált komponenseket ezt követően késlekedés nélkül a már korábban odakészített homokmintákhoz öntöttük, amelyeket üvegbottal intenzíven megkevertünk (kb. 1 percen át) és a poharak tartalmát ezt követően 24 órán át állni hagytuk. A megkötött gélhengereket (04 cm) ezután a poharakból kivettük és 3 párhuzamos mintával a törési kísérletet a szokásos laboratóriumi módszerrel, 1 mm/perc sebességgel elvégeztük. A három mérés átlaga 30 kp/cm2. További három mintát egy hónapon át a labor légterében kiszárad5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
