DD215320A1 - Verfahren zur entmonomerisierung stabiler, waessriger vinylidenchloridcopolymerdispersionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entmonomerisierung stabiler, waessriger Vinylidenchloridcopolymerdispersionen, aus denen Polymerfilme fuer die Lebensmittelverpackung hergestellt werden. Ziel ist es, diesen Prozess unter schonenden thermischen Bedingungen bei Vermeidung von Schaumbildung energetisch vorteilhaft durchzufuehren. Das wird erreicht, indem die Dispersion in einem besonderen Entgasungsbehaelter behandelt wird. Der Behaelter wird auf einen Systemdruck von 10 bis 400 Torr gebracht. Vor der Einbringung in den Behaelter wird die Dispersion auf eine Temperatur gebracht, die kleiner ist als die Siedetemperatur der Dispersion unter dem Systemdruck, aber nicht kleiner ist als die Siedetemperatur des unloeslichen Gemisches Wasser/hoechstsiedende Monomerenkomponente. Die Zufuhr erfolgt von oben gleichmaessig ueber den Umfang der Behaelterwand als Fallfilm. Anschliessend erfolgt mittels Wasserdampf von unten die Aufheizung der Vinylidenchloridcopolymerdispersion bis zur Siedetemperatur, wobei dann die Siedebedingungen ohne weitere Wasserdampfeinleitung fuer weitere 30 Minuten aufrechterhalten werden.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Entmonomerisierung stabiler, wäßriger Vinylidenchloridoopolymerdispersionen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entmonomerisierung stabiler, wäßriger Vinylidenchloridcopolymerdispersionen von 48 bis 52 Gew.% mit der Maßgabe, aus ihnen geruchs- und geschmacksfreie Polymerfilme herstellen zu können, wie sie von der Lebensmittelverpackungsindustrie gefordert werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind eine große Anzahl technischer Lösungen zur Entfernung nicht umgesetzter Monomeren aus Polymerdispersionen und Polymersuspensionen bekannt gemacht worden. Die Mehrzahl dieser Lösungen beziehen sich auf VC-haltige Polymersysteme und bedienen sich der Technik des Abtreibens der Monomererikomponenten durch Wasserdampf.

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Für die Entmonomerisierung von Vinylidenchloridpolyjn.grdispersionen sind bisher keine Verfahren bekannt. Enlimonomerisierungsverfahren für ähnliche Monomerenzusammenset— zungen basieren zumeist auf speziellen apparativen Ausrüstungen und Verfahren.

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Im DE-PS 1 248 943 wird ein Verfahren zur Entfernung flüchtiger Verunreinigungen von Polymerisaten aus ethyIenisch ungesättigten Verbindungen auf der Grundlage einer reinen Wasserdampfdestillation dargestellt, mit einer dem Verfahren und der Rückgewinnung der flüchtigen Bestandteile speziell angepaßten Technologie._?

V- .

Die DE-OS 2 435 705, DE-OS 2 450 464~, DE-OS 2 650 115 und DE-OS 2 722 952 beschreiben technische Lösungen für die Entmonomerisierung von PVC-Suspensionen und -Dispersionen in kontinuierlichen und diskontinuierlichen Verfahren. Für alle diese Veröffentlichungen gilt, daß die gewählte» Prozeßparameter, die apparativen Besonderheiten und das Verfahrensprinzip ganz speziell auf die Entgasung von V'C ausgerichtet sind mit dem Ziel, die dur.ch Druck und Temperatur charakterisierten Siedegrenzen der Dispersion zu erreichen bzw. zu überbieten. Der Austrieb des VC wird dabei durch die Absorption des VC am Polymerpartikel bestimmt.

Die Versuche, diese bekannten technischen Lösungen für die Entmonomerisierung von Vinylidenchloridcopolym'erdispersio— nen anzuwenden, scheiterten zum einen an der enormen-Schaumbildung im Siedebereich der Dispersion und zum änderen an der geringen thermischen Stabilität der Dispersion und an der Bildung von starken Polymerfilmen .und Polymerhäuten an den erhitzten Wänden der Entmonomerisierungsapparatur.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Entmonomerisierung von Vinylidenchloridcopolymerdispersionen, welche Restmonomerenkomponenten mit sehr unterschiedlichen Siedebereichen (z. B. Acrylsäureester, ACN, Vinylchlorid - Siedetemperaturen bei 760 Torr zwischen -14 ⁰C bis 150 ⁰C) und unterschiedlicher Bindung an die Polymerpartikel enthalten, unter schonenden thermischen Bedingungen bei_t gleichzeitiger Vermeidung der Schaumbildung während des Prozesses sowohl ökonomisch (Fahrzeit) und energetisch vorteilhaft als auch hinsichtlich des geforderten Entmonomerisierungsergebnisses (Lebensmittelreinheit) durchzuführen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

· *

- Die technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, ein Verfahren zur Entmonomerisierung stabiler, wäßriger Vinylidenchloridcopolymerdispersionen zu entwickeln, welches den obigen Anforderungen genügt.

- Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß erfolgt die Entmonomerisierung der Vinylidenchloridcopolymerdispersion schrittweise in Abhängigkeit vom Siedeverhalten der Restmonomerenkomponenten und der Art ihrer Bindung ans Polymerteilchen. Das Entmonomerisierungsverfahren wird in einem separaten Behälter durchgeführt, der am Kopf mit einer Einspeisungsyorrichtüng für die zu entmonomerisierende Polymerdispersionen versehen ist. Außerhalb des Entmonomerisierungsbehälters erfolgt die Temperierung der Polymerdispersion auf eine vom Systemdruck in der Entmonomerisierungsapparatur abhängige Temperatur. Diese zu wählende und einzustellende Prozeßtemperatur muß unter

der dem Systemdruck in der Entmohomerisierungsapparatur entsprechenden Siedetemperatur der Dispersion liegen, und die diesem Systemdruck entsprechende Siedetemperatur des unlöslichen Gemisches Wasser/höchstsiedende Monomeren-

komponente stellt die untere Grenze dar. Der Entmonomeri-

» · · sierungsprozeß wird bei Systemdrücken, zwischen 10 - 400

Torr, vorzugsweise zwischen 50 - 200 Torr, betrieben.

Nach Einstellung der gewählten charakteristischen , Systembedingungen wird das monomerenhaltige Vinylidenchloridcopolymerisat aus dem Polymerisationssystem in das Entmonomerisierungssystem mittels Pumpe oder Inertdruck übernommen. Die Menge beträgt 2 bis 5 mVh.

Die Polymerdispersion wird von oben über eine Einspeisungsvorrichtung, bestehend aus einer oder mehreren Düsen, so in den¹ Entmonomerisierungsbehälter zugegeben, daß die Dispersion gleichmäßig über den Umfang der Behälterwand als Fallfilm verteilt wird. In dieser Phase der Kopplung einer Entspannungsverdampfung mit einer Fall- bzw. Rieselfilmverdampfung werden vorrangig leicht- und mittelsiedende und an der Polymeroberfläche gebundene Restmonomerenkomponente aus der Polymerdispersion ausgetrieben.

Dieses teilweise entmonomerisierte Produkt wird im Entmonomeri'sierungsbehälter gesammelt, und während des Zufahrens der Dispersion bzw. nach Übernahme der Gesamtmenge erfolgt bei aufrechterhaltenem Prozeßdruck eine Wasserdampf einleitung von unten, in die Dispersion.

Während dieses Prozesses kommt es durch Teilkondensation von direkt eingeleitetem Wasserdampf zu einem stetigen Temperaturanstieg bis zur Siedetemperatur der Polymerdispersion beim herrschenden Systemdruek.

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2« Ausführungsbeispiel

2 ml einer proteinhaltigen Lösung mit einer Extinktion ^E28O ^{s 1-2 und} einer Masse anhydrophober Proteine, beispieleweise oC-interferon von 10 pg bis 10 ,ug wird zu 0,5 - 0,7 g' .vorbehandelter hochdisperser Kieselsäure gegeben· Man verwendet aktiven Füllstoff Suprasil vom VEB Chemische Fabrik Fährbrücke L'angenbach/Sa·

Die Vorbehandlung der Kieselsäure erfolgt durch: 1· Kochen in 5 %iger Salpetersäure, 1 h

2. Neutral waschen mit destilliertem Wasser

3. Waschen mit 0,1 M Phosphatpuffer pH 7,2

Die proteinhaltige Lösung wird 3 - 12 h unter medium-zirkulierenden Bedingungen dem Suprasil auegesetzt. Nach Zentrifugation wird der Oberstand verworfen und das Kieselsäurepellet unter medium-zirkulierenden Bedingungen mit o. g, Phosphatpuffer so oft gewaschen, bis die Extinktion E₂₈₀ < 0,05 ist· .Danach wird die Kieselsäure mit 0,1 M Trispuffer pH 8,0 2 -5 mal gewaschen« Die Elution des gebundenen hydrophoben Proteins cC-Xnterferon erfolgt durch 2 - 4fache 3 - 60minütige Einwirkung von 0,25 M Tetraäthylammoniumchlorid in 0,1 M Tris-HCl-Puffer pH 8,0 unter medium-zirkulierenden Bedingungen« Der Nachweis der interferonspezifischen Aktivität und die Proteinbestimmungen mittels Aminosäurenanalyse des Eluates erbrachten eine IQOfache Anreicherung des hydrophoben Proteins oC-Interferon mit einer Ausbeute von <v. 90 %«

Dispersion über einen Zeitraum von 3 Stunden 65 kg/h Sattdampf von 0,3 MPa Überdruck eingeleitet. Die Temperatur der Polymerdispersion steigt bei konstantem Druck von 150 Torr auf 61 ⁰C (Siedetemperatur der Polymerdispersion) an. Nach Beendigung der Wasserdampf— einleitung werden die Prozeßparameter Druck und Temperatur für weitere 30 Minuten unter ständigem Rühren aufrechterhalten.

Die nach diesem Verfahren erhaltene Vinylidenchloridpolymerdispersion hat einen Restmonomerengehalt unter 0,005 Gew.% und er-füllt die Forderungen der Lebensmittelverarbeitungsindustri·© sowie Ja^Ie anderen physikalischen, chemischen und anwendungstech-öischen Parameter.

Claims (1)

1. Erfindungsanapruoh

   Verfahren zur Entmonomerisierung stabiler, wäßriger Vinylidenchloridcopolymerdispersionen mit einem Feststoffgehalt von 48 Gew.% bis 52 Gew.% in einem gesonderten Entgasungsbehälter, gekennzeichnet dadurch, daß im Entgasungsbehälter ein Systemdruck vpn 10 bis 400 Torr eingestellt wird, die Dispersion vor dem Einbringen in den Entgasungsbehälter auf eine Temperatur gebracht wird, die unter der dem Systemdruck im Entgasungsbehälter entsprechenden Siedetemperatur der Dispersion liegt, jedoch nicht niedriger ist als die dem Systemdruck entsprechende Siedetemperatur des unlöslichen Gemisches Wasser/hb'chstsiedende Monomerenkomponente, die so temperierte Dispersion von oben in einer Menge von 2 bis 5 mVh so in den Entgasungsbehälter eingebracht wird, daß sie«sich gleichmäßig über den Umfang der Behälterwand als Fallfilm verteilt, anschließend oder parallel dazu mittels' Wasserdampf von unten unter laufendem Rühren die Temperatur der Vinylidenchloridcopolymerdispersion schrittweise ihrem Siedepunkt zugeführt wird und nach erreichen der Siedetemperatur die Siedebedingungen Druck und Temperatur ohne weitere Wasserdampfeinleitung unter laufendem Rühren der Dispersion für weitere 30 Minuten aufrechterhalten ' werden. ^; . '