196080. lajstromszámú szabadalom • Eljárás egységes szemcseméretű gyöngypolimerizátumok előállítására
1 2 A találmány szerinti eljárásban különösen alkalmas monomereknek bizonyultak a következők: a monovinil-vegyöletek közül a sztirol, a-metil-sztirol, etil-szthol, klór-sztirol, az akrilsav és metakrilsav észterei és/vagy amidjai, akrllnitril, « iivinil-vegyületek közül a divinil-benzol, divinil-toluol, trivinil-benzol, dietilén-glikol-divinil-éter, trivinil-ciklo-hexán, 1,7-oktadién, 1,6-heptadién, 1,5 hexadién és/vagy többértékü alkoholok metakrilsav észterei. Egyenlő nagyságú részecskének beporlasztás útján való létesítése ismert (lásd például: Naefe és mts., Chem. Ing. Teclm. 50,321 /1978/, továbbá 3 922 255 számú Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírás). A Naefe és mts. (lásd a fenti idézetet) által megadott képlet segítségével kiszámíthatók azok a kifolyási sebességgek, amelyek ahhoz-szükségesek, hogy egyenlő nagyságú részecskék keletkezzenek. A monomerek, illetve a polimerizációs keveréknek a monomerrel, illetve a polimerizációs keverékkel lényegében nem elegyedő, folyamatosan hozzávezetett folyadékba (folyamatos fázis) való beporlasztása egységes részecskenagyságú monomer-cseppek lérehozása céljából a legegyszerűbb esetben egy kapilláris segítségével történik, amelyen át a cseppfolyós monomer, illetve polimerizációs keverék a folyamatos fázisba beáramlik. Amidőn a monomer árama a folyamatos fázisba kilép, akkor a monomer folyadéksugár egyenlő nagyságú cseppekre oszlik szét. Technikai berendezésekben az egyes kapillárisok helyett kapilláris furatú perforált lemezeket vagy hasonló berendezést alkalmazhatunk. A részecskék nagyságát a kapilláris, illetve a kapilláris méretű furatok belső átmérője határozza meg. Beporlasztási területnek nevezzük a találmányi eljárás keretében a reakcióedénynek azt a területét, ahol a monomer folyadéksugara a kontinuus fázisba belép, és a sugár szétesésekor a folyamatos fázisban képződött, monomercseppek végleges görnbformájúkat felveszik. Ehhez a területhez csatlakozik a kapszulázás területe, azaz a reakcióedény azon területe, ahol a képződött monomer cseppeket a polimerizáció feltételei között, illetve a nyíróerőkkel szemben stabilis burkolattal ellátjuk. A találmány lényeges eleme, hogy a beporlasztás területe és a kapszulázás területe két különböző, azaz a monomercseppek által egymást követően befutott terület, és a beporlasztás és a kapszulázás a reakcióedények nem azonos részében történik, amint az ismert eljárások esetében, például az Egyesült Államokbeli 3 429 827 számú szabadalmi leírásban leírt eljárás szerint. A beporlasztás és kapaszulázás területének találmány szerinti elválasztása megakadályozza, hogy a monomer folyadéksugár részecskéi cseppekre való teljes szétesésük előtt kapszulázódjanak, és ezen a módon különböző formájú és különböző nagyságú részecskék burkolódjanak be, és később így polimerizálódjanak. A beporlasztás és a kapszulázás területét elválaszthatjuk olyan mechanikai berendezésekkel, így például a reakciócső beszűkítésével, tölcsérformáknak a reakcióedénybe való beépítésével, amelyek a monomer-cseppeknek az áramló folyamatos fázisban való szabad mozgását nem akadályozzák. Ezek a területek azonban közvetlenül is átmehetnek egymásba. A találmány lényeges eleme továbbá, hogy a monomer-cseppek képződésétől kezdve egészen azok kapszulázásának befejeződéséig a cseppekre nem hatnak olyan erők, amelyek az egyes cseppek integritásának megváltozását előidéznék. A találmány értelmében olyan erők, amelyeket el kell kerülnünk, mindenek előtt a nyíróerők, amelyek akkor hatnak a monomer-cseppekre, ha folyamatos fázisban eloszlatott monomer-cseppekből álló rendszert keverésnek vetünk alá. A nyíróerőknek a folyadéksugár szétesésekor keletkezett, egyenlő méretű monomer-cseppekre való behatását a találmány szerint azáltal kerüljük el, hogy ezeket a cseppeket hidrodinamika úton a beporlasztás területéről eltávolítjuk, és ezt követően a kapszulázási területen átvezetjük. \ találmány értelmében kiaknázzák a monomer-cseppek és a folyamatos fázis sűrűségi különbsége következtében fellépő mozgást, azaz a cseppekre ható felhajtóerőt, illetve a cseppek lesüllyedését a folyamatos fázisban, és kiaknázzuk továbbá a folyamatos fázis áramló mozgását a cseppeknek a reakcióedényen át történő hidrodinamikai szállításához, tehát a bepoilasztás területéről való elvitelt, és a kapszulázás területén való átvezetést. E hatások kiaknázás azért válik lehetővé, mert a cseppeket és a folyamatos fázist azonos irányban vezetjük át a reakcióedényen. Folyamatos, a monomerrel, illetve polimerizációs keverékkel lényegében nem elegyedő, folyamatosan hozzávezetett folyadék céljára a lipofil monomerek esetében, amilyenek a sztirol ok, akrilsavészterek, metakrilsav-ész terek, akrilnitril, metakrilnitril, divinil-benzol, illetve lipofil polimerizációs keverékek,alkalmas: , nak. bizonyultak a víz, illetve olyan anyagok híg vizes oldatai, amelyek a kapszulázáshoz szükségesek, így például bázisok híg oldatai. Ilyen bázis például a szóda. Használhatók továbbá alkalmas szuszpenziós-stabüizátorok vizes oldatai, amilyenek például a zselatinok. Foláris, vízoldható monomerek esetében, amilyenek az akrilsav, metakrilsav, illetve vízoldható poláris polimerizációs keverékek, alkalmas folyamatos fázisnak bizonyultak hidrofób közegek, így például alifás vagy aromás szénhidrogének és halogénezett szénhidrogének, továbbá szilikonolajok. A Vk :V térfogati viszony nem lehet 0,1 érték alaft. (Vj^ , jelentése: a folyamatos fázis térfoagata, V Q jelentése: a monomer, illetve a polimerizációs keverék térfogata). A térfogatviszony az alkalmazott kapszilázási eljárás szerint 0,1-tői 60-ig terjed. Ha a koacervációs eljárás szerint kapszulázunk, akkor előnyösen 3-tól 60-ig terjed, ha a komplex-koacei váziciós és fázishatárfelületi reakció eljárása szerint kapszulázunk, akkor előnyösen körülbelül 1-től 20-ig terjed. A térfogatviszonyok felső határát az eljárás gazdaságossága határozza meg, mivel e viszony növekedésével csökken a kapszulázott monomer-cseppek tér-idő•hozama. Mivel azonos nagyságú monomer-cseppek kapszulázása önmagában nem különbözik az ismert folymatos és nem folyamatos kapszulázástól, alapjában véve a különböző komponensek olyan térfogatvizsonyait és koncentrációit alkalmazhatjuk, amelyeket leírtak, illetve idéztek ismert kapszulázási eljárások esetére a következő összefoglaló munkák: Kondo: Surf. Colloid Sei, 10, I /1978/, Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemival Technology, 2. kiadás, 13. kötet, 436456. old. A monomer, illetve a pollrrerizációs keverék be-196.080 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
