193490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított tulajdonságú ioncserélő gyanták kindulási anyagaként szolgáló gyöngypolimer előállítására
193490 csoportok viszonylagos mennyiségének csökkenése viszont az elméleti kapacitás csökkenésével jár. Mindezek megmutatkoznak a regenerálási hatásfok romlásában is. Az említett hátrányok természetesen csak viszonylagosak, hiszen a pórusos szerkezet ezeket bizonyos mértékig kompenzálja. A hátrány a pórusos szerkezet saját lehetőségeihez képest jelentkezik Az eddigiekből következik, hogy számos előnnyel járna, ha a megfelelő geometriájú, stabil porozitást a gélgyantáknál szokásos térhálósító monomer tömegarány esetében érhetnénk el. A találmány szerinti eljárás célja a pórusos gyöngypolimerek előállítására eddig alkalmazott eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan módszer kidolgozása, amely stabil, optimális alakú pórusok kialakítására alkalmas, kis térhálósító arány alkalmazása mellett. Az ismert szabadalmi leírások nem térnek ki az inert oldószer eltávolítás! körülményeinek a porozitásra gyakorolt hatására, így arra a következtetésre juthatunk, hogy annak módja a kialakult szerkezetre már nincs hatással. Ezzel szemben azt tapasztaltuk, hogy amennyiben az összes monomerre vonatkoztatott térhálósító monomer mennyisége 12 tömeg°/o-nál kisebb, a pórusképző anyag eltávolításának körülményei döntően befolyásolják a végső pórusszerkezetet. Különbség mutatkozik például aszerint, hogy a pórusképző anyagot a polimerizációs lépés lefolytatása után extrahálással vagy desztillálóval távolítjuk e el E két módon előállított végtermék között mutatkozó szerkezeti különbségek okait vizsgálva arra a megállapításra jutottunk, hogy a polimerizációs szakaszt követő — az oldószer eltávolításával összefüggő — hőkezelés hőmérséklete és időtartama szerint, azonos kiindulási összetétel esetén is, különböző porozitású gyöngyök keletkeznek. Ily módon a polimerizációt követő műveletek hőfokprogramja lehetőséget ad az egyébként, elkerülhetetlen és esetlegesen változó zsugorodás kézbentartására és a kívánt pórusszerkezet kialakítására, különösen akkor, ha ez a teljes monomer mennyiség térhálós polimerré történő átalakulása előtt történik. Scanning elektronmikroszkópos vizsgálatokkal kimutattuk továbbá, hogy nagyobb inert anyagmennyiséggel készült anyagok pórusgeometriája közelebb áll a már vázolt globuláris szerkezethez és .kevesebb „tintásüveg” alakú pórust tartalmaz, mint a nagyobb térhálósító aránnyal és kevesebb inert anyaggal készült azonos porozitású anyagok. Ez vezetett arra a felismerésre, hogy kíméletes, a porozitást még nem befolyásoló oldó szereltávolítás után stabil, kis térhálósságú gyöngypolimert alakíthatunk ki meghatározott hőmérséklet intervallumban, meghatározott ideig alkalmazott hőkezeléssel. A találmány szerinti eljárást igen előnyösen befolyásolja, ha a kiindulási monomerelegyhez néhány száza3 lékban pórusnövelő hatásáról ismert vinilmonomer(eke)t, különösen akrilnitrilt is adunk A hőkezeléssel történő porozitás szabályozás részletesebb vizsgálata során megállapítot tűk, hogy az általunk kidolgozott eljárás szerint készült anyagokban a hőkezelés hatására nemcsak a tintásüveg porozitás csökken, hanem a pórusméret eloszlás is szűkebbé válik, azaz a pórusok mérete homogénebb lesz. A fentiek igazolására több, független módszerrel történő vizsgálatot végeztünk a közbenső és a végtermékben Scanning elektronmikroszkópos felvételek segítségével direkt módon, vizuálisan lehet követni a pórusgeometria változásait. Célszerűbb azonban, ha a higanyos és héliumos denzitometriás vizsgálattal a látszólagos és valódi vázsűrűséget és ebből a fajlagos pórustérfogatot határozzuk meg. A mérés azon alapul, hogy míg a higany a szóban forgó pórusméret-tartományban nem képes a szemcsék belsejébe hatolni, a hélium a molekulaméretű pórusokat is kitölti. A higannyal mérhető látszólagos és a héliummal meghatározható valódi sűrűségből a 11. Vp = p~p~ képiét alapjan — P1 pv ahol Pi = a látszólagos sűrűség, Pv = a va lódi sűrűség a Vp pórustérfogat meghatározha tó. A gyakorlatban általában elegendő a látszólagos sűrűséggel történő jellemzés A pórusgeometria kvantitatív jellemzésére alkalmas módszer a higanyporozimetria, amely azon alapul, hogy nem nedvesítő folyadékok (az általánosan használt higany ilyennek tekinthe tő, mivel nedvesítési szöge 90 nál lényegesen nagyobb) nyomás nélkül egy adott méretűnél kisebb pórusba nem képesek behatolni A nyomás növelésével egyre kisebb méretű pórusok telnek meg higannyal Ez azt jelenti, hogy minden nyomásértékhez egyértelműen hozzáren delhető egy pórussugár érték és az adott nyomáson a vizsgálandó anyagba behatoló higany mennyisége az adott pórussugarú pórusoknál nagyobb méretű pórusok kumulált térfogatának felel meg A behatolt higany térfogatának a pórússugár függvényében történő ábrázolása esetén tehát egy integrális pórusméreteloszlást ka punk. Ha ezt a görbét differenciáljuk, egy eloszlásfüggvényhez jutunk, amelynek szélső értéke a legvalószínűbb pórussugárértéket jelenti A maximum helyének változása a pórusméretek, az eloszlásgörbe szelességének változása pe dig a homogenitás változásának mértéké Ez utóbbit például a pórusok 75 % át magaban foglaló pórussugár intervallummal jellemezhet jük A higanyporozimetria ezenkívül lehetővé teszi a tintásüveg porozitás mértékének becs lését is. Ha ugyanis a pórusok alakja az ideális hengergeometriát követi, akkor az adott nyo 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
