DE1191574B

DE1191574B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern

Info

Publication number: DE1191574B
Application number: DEA38668A
Authority: DE
Inventors: Robert Samuel Kollman; Jim Tadashi Oda
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1960-10-26
Filing date: 1961-10-26
Publication date: 1965-04-22
Also published as: GB962582A; FR1303924A; BE609341A; FR2144M; NL270593A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C08g

Deutschem.: 39 c-13

Nummer: 1191574

Aktenzeichen: A 38668IV d/39 c

Anmeldetag: 26. Oktober 1961

Auslegetag: 22. April 1965

Die Einbettung von Radioisotopen bereitete wegen der beträchtlichen Gefahr der Verseuchung schwer zu lösende Probleme. Ein Kunststoffkörper mit genau eingestellter Radioaktivität würde aber ein sehr begehrenswerter Artikel sein. Daher wurden bereits intensive Forschungsarbeiten zur Herstellung derartiger Gegenstände geleistet. Eine Schwierigkeit verhinderte jedoch bisher die Anwendung derartiger Gegenstände in großem Umfang, nämlich das beträchtliche Verseuchungsproblem bei der Herstellung. Die hohen Temperaturen, die für geschmolzene thermoplastische Kunststoffe erforderlich sind, und die Notwendigkeit des Strangpressens bringen schwere Probleme bei der Herstellung durch Vorrichtungen mit sich, die durch Bestrahlung der verwendeten Isotopen verseucht werden können. Es ist klar, daß diese Geräte zu kompliziert und teuer sind, um nach einer gewissen Zeit nur wegen radioaktiver Verseuchung außer Gebrauch gegeben zu werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Polyaddukten durch Umsetzen von gießfähigen Epoxydverbindungen mit gießfähigen Aminen oder Polyamiden bzw. deren Gemischen bei mäßig erhöhter Temperatur, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung nach Zugabe einer radioaktiven Substanz durchführt.

Radioaktive Elemente und Verbindungen können in die Reaktionsmischung zur Herstellung eines Formkörpers auf der Basis von Epoxydverbindungen leicht eingebracht werden, wobei keine nachteiligen Beeinflussungen der Polyaddition eintreten. Formkörper auf der Basis von Epoxydverbindungen werden bekanntlich durch Polyadduktbildung von Epoxydverbindungen mit verschiedenen Aminen und Polyamiden erhalten und bilden eine im wesentlichen harte oder biegsame Masse.

Die radioaktiven Formkörper lassen sich bei mäßig erhöhter Temperatur herstellen, was ein bedeutender Vorteil ist, da dadurch die Notwendigkeit der Verwendung komplizierter und teurer Strangpreßvorrichtungen, wie sie sonst allgemein verwendet werden, nicht erforderlich ist. Die Reaktionsmischung aus Epoxydverbindung und Amin bzw. Polyamid bleibt während einer ausreichend langen Zeit flüssig oder halbSlüssig. Die radioaktiven Elemente oder Verbindungen wurden mit dieser gießfähigen Mischung imr'g gemischt und die Mischungen während der Topfzeit in die entsprechenden Formen gefüllt, und zwar um daraus Platten, Plättchen, Kugeln oder Fäden herzustellen. Nach erfolgter Polyaddition sind die Mischungen aus radioaktiven Elementen oder Ver-

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern

Anmelder:

Abbott Laboratories, North Chicago, JH.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Robert Samuel Kollman, Highland Park, JIL;

Jim Tadashi Oda. Mundelein, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. Oktober 1960 (64 994)

bindungen. Epoxydverbindungen und Aminen bzw. Polyamiden in biegsame oder starre Massen, die nun als radioaktive Strahlungsquellen dienen können, übergegangen.

Für die erfindungsgemäße Herstellung der Formkörper können Epoxydverbindungen mit bekannten Eigenschaften verwendet werden, insbesondere Reaktionsprodukte von Diphenylolpropan und Epichlorhydrin. Die Epoxydverbindungen in flüssigem oder halbflüssigem Zustand reagieren bei Raumtemperatur mit verschiedenen Aminen — wie Äthylendiamin, Diäthylentriamin oder Triäthylentetramin. Geeignete Partner sind auch verschiedene Polyamide, insbesondere Polyamide langkettiger pflanzlicher Fettsäure. Die Amine reagieren im allgemeinen schneller und ergeben eine größere Härte und ein eher festes Material, wogegen die Polyamide infolge langsamerer Polyadduktbildung zu einem mehr flexiblen Material führen.

Ein physikalisches Charakteristikum zur Kennzeichnung der Epoxydverbindungen ist das Epoxydäquivalent. Unter Epoxydäquivalent versteht man die Anzahl Gramm Epoxydverbindung, die 1 g Äquivalent Epoxyd enthalten. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich verschiedene Arten von Epoxy den; sie können sich in Farbe, Viskosität und Epoxydäquivalent unterscheiden. Bevorzugt werden Epoxydverbindungen, die ein Epoxydäquivalent von etwa 140 bis 550 und eine Viskosität zwischen etwa 0.9 und 1,7 P aufweisen, verwendet. Es sind aber

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auch einige feste Epoxidverbindungen brauchbar, wenn deren Schmelzpunkt nicht zu hoch liegt. Die Ausgangsmischung kann auch ein Lösungsmittel system, bestehend aus 15 ⁰U Methyläthylketon und 15 %> Toluol, enthalten. Dabei sind die restlichen 7O°/o feste Harzbildner. Auch verschiedene andere organische Lösungsmittel sind für die Auflösung fester Epoxydverbindungen anwendbar, wie beispielsweise Aceton, Toluol, Xylol, Methylisobutylketon und verschiedene Mischungen solcher Lösungsmittel.

Ein brauchbarer und bevorzugter Reaktionspartner für die Epoxydverbindungen besteht aus einem relativ niederschmelzenden, leicht löslichen Reaktionsprodukt von dimerisierten pflanzlichen ölsäuren und mehrwertigen Aminen. Diese flüssigen Polyamidverbindungen können einen Aminwert von etwa 200 bis 450 und eine Viskosität von etwa 10 bis über 700 P bei 25° C haben.

Zur Erläuterung der Polyadduktbildung dient eine Masse aus einer Epoxydverbindung und einem Polyamid nach folgender Tabelle:

Epoxydverbindung	Polyamid	Formkörper
Gewichtsprozent	Gewichtsprozent
70	30	fest
50	50	halbfest
40	60	biegsam
30	70	biegsam
20	80	sehr biegsam

Der Masse können verschiedene Pigmente und Füllstoffe zugesetzt werden. Solche Pigmente, Füll stoffe und andere Zusätze können Farbe, spezifisches Gewicht, Härte und eigene Eigenschaften des Endproduktes beeinflussen.

Sobald die Mischung zu reagieren beginnt, wird die radioaktive Substanz in der gewünschten Menge eingebracht. Eine feste radioaktive Substanz kann unmittelbar in die Masse eingearbeitet werden. Wünscht man jedoch die radioaktive Substanz in Form einer Lösung einzuführen, so kann man auch diese Lösung der Mischung zufügen.

Es ist zweckmäßig, eine geringe Menge eines Dispersionsmittels der Ausgangsmischung zuzugeben. Eine geringe Menge von Eisessig, das ist etwa 0,5 bis 1 %>, ist geeignet, eine einheitliche Dispersion der radioaktiven Lösungen in der Harzmasse zu erleichtern.

Es ist möglich, die Ausgangsmischung durch Ver teilung zwischen Platten, die durch Abstandshalter entsprechender Dicke getrennt sind, einzugießen und so Kunststoffplatten gewünschter Dicke herzustellen. Eine bevorzugte Methode ist die Anwendung von Glasplatten, die mit einem dünnen Überzug aus PoIy- tetrafluoräthylen bedeckt sind, um die Trennung der Kunststoffplatte von der Glasplatte zu erleichtern.

Eine besonders geeignete Form ist ein dünner Faden, der in oder um die Stelle gebracht werden kann, wo eine radioaktive Bestrahlung zur Wirkung kommen soll.

Als radioaktive Substanzen kommen solche mit relativ kurzer Halbwertzeit, wie radioaktives Au¹⁹⁸ oder Br⁸², in Frage. Natriumiodid mit aktivem Jod, Chromphosphat mit aktivem Phosphor, ebenso Natriumphosphat, Chromchlorid mit radioaktivem Chrom und ebenso Natriumchromat oder Yttriumchlorid mit radioaktivem Yttrium wie auch aktive Elemente, wie Kobalt, Gold, Eisen, Arsen, Brom, Chlor, sind ebenfalls geeignet.

Beispiel 1

6O°/o Polyamid wurden in 4⁰Zo 2-Äthoxyäihanol

ίο und 36%> Xylol gelöst. Die Pclyamidlösung hat eine Viskosität von 10 bis 15 P bei 150° C, einen Aminwert von 89 bis 93 und ein spezifisches Gewicht von 0,98. Ebenso wurde eine Losung aus 70 ⁰Zo Epoxydverbindung, 15 ⁰Zn Methylethylketon und 15⁰Ze Toluol als Lösungsmittel hergestellt. Die Epoxydverbindung ist fest und hat einen Schmelzpunkt von 65 bis 75" C, eine Viskosität von 1,0 bis 1,7 P bei 25^CC und ein Epoxyäquivalent von 425 bis 550. Zu 20 Gewichtsteilen der Amidlösung wurden 8 Gewichtsteile der Epoxydlösung und weitere 8 Gewichtsteile Xylol als Lösungsmittel zugegeben. Danach wurden der Mischung 3 Gewichisteile Chrcmchlorid mit aktivem Chrom beigegeben. Mit Hilfe eines Rührarms wurde die Mischung sorgfältig gerührt und dann in eine Kunststoff-Injektionsspritze und von dieser in einen biegsamen Polyvinylchloridschlauch mit lichtem Durchmesser von 0,5 mm und einem äußeren Durchmesser von 0,8 mm gefüllt. Nach Füllung des Schlauches mit der Mischung wurde dieser auf einer geeigneten Vorrichtung gestreckt und die Mischung in dem Schlauch durch Erwärmen auf 70° C während einer Stunde umgesetzt. Danacli wurde das ganze 5 Minuten auf 150° C erhitzt. Der so erhaltene gestreckte Faden hatte nur noch zwei Drittel des ursprünglichen Durchmessers.

Beispiel 2

8 g Epcxyd und 12 g Polyamid wurden gemischt und dann 1 g Natriumphosphat mit radioaktivem Phosphor eingebracht. Die eingebrachte Aktivität betrug etwa 42 mC. 10 g dieser Mischung wurden auf eine Polytetrafluoräthylenfolie auf geeigneter Glasplatte als Träger aufgebracht. Auf der Folie befanden sich zwei Abstandshalter mit einer Dicke von 0,25 mm.

Auf die Mischung wurde eine zweite dünne Kunststoffolie und darauf eine Glasplatte gelegt. Diese wurde mit einem Gewicht von etwa 4,5 kg beschwert. Nach etwa 3 Stunden wurde Gewicht und Deckplatte abgehoben. Die erhaltene Kunststoffolie hatte eine Fläche von 175 cm² und wurde in rechteckige Stückchen von 1 cm² geschnitten. Jedes Stückchen wurde in geeigneten Meßgeräten geprüft und eine Aktivität von etwa 0,1 mC gefunden.

Claims

Patentanspruchs

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Polyaddukten durch Umsetzen von gießfähigen Epoxydverbindungen mit gießfähigen Aminen oder Polyamiden bzw. deren Gemischen bei mäßig erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung nach Zugabe einer radioaktiven Substanz durchführt.

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