DE1494024C - Verwendung von Polymensationsproduk ten ungesättigter Verbindungen - Google Patents

Description

i 494024

1 2

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung Aus der Zeitschrift »Electronics«, Bd. 33, 1960,

von Polymerisationsprodukten ungesättigter Verbin- 22. April, S. 69 bis 72, ist die Verwendung von Styrol düngen zum Schutz gegen bei atomaren Umwand- enthaltenden Polymerisationsprodukten als Strahlungsprozessen auftretende Strahlungen. ■ lungsschutz bekannt. Hierbei wird festgestellt, daß Eine derartige Verwendung ist aus dem Buch 5 anorganische Materialien strahlungsbeständiger sind »Grundzüge der Strahlenschutztechnik« von Thomas als organische Polymere.

J a ege r, Springer-Verlag, Berlin, 1960, S. 171 bis 172, Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun,

bekannt. _v dieStrahlungs-und Hitzebeständigkeit von organischen

Es ist ferner bekannt, Körper, die gegen Hitze und Polymerisationsprodukten zu verbessern. , Strahlungseinwirkung geschützt werden sollen, mit io Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Polyisolierend wirkenden Materialien zu umgeben, welche merisationsprodukte durch Polymerisation in umsowohl anorganischer als.auch organischer Natur sein¹ ; gekehrter Emulsion erhalten, worden |und gleichzeitig können. Letztere können hierbei sowohl in Form von - zum Schutz gegen Hitzeeinwirkung verwendbar sind. Schäumen oder auch kompakten Massen, die ge- Die demgemäß zu verwendenden Polynierisatioris-

gebenenfalls mit Fasern oder Füllstoffen verstärkt 15 produkte werden durch Polymerisation oder Copolywerden, zur Anwendung kommen. merisation einer umgekehrten Emulsion, d.h. der

Bei Schutzschichten auf Basis von verschäumten Suspension einer wäßrigen Phase in einer polyKunststoffen beruht die Schutzwirkung vorwiegend merisierbare oder copolymerisierbare ungesättigte auf der geringen Wärmeleitfähigkeit der in den Poren Verbindungen enthaltenden »Ölphase« erhalten, des Schaumstoffes eingeschlossener Gase, wobei 20 Eine derartige auspolymerisierte umgekehrte Emuljedoch die organische Substanz unter der Hitzeein- sion stellt einen Block oder auch Film dar, der sich wirkung entweder verbrennt oder so verschmort, trocken anfühlt und dessen Festigkeit in weiten Grendaß die Schaumstruktur und damit die Schutzwirkung zen durch geeignete Auswahl der Monomerenkompoalsbald weitgehend zusammenbricht. nenten des zu polymerisierenden Systems variiert

Die Schutzwirkung kompakter organischer Isolier- 25 werden kann.

schichten beruht auf der geringen Wärmeleitfähigkeit Die Polymerisationsprodukte können bei normaler

der organischen Substanz und in besonderen Fällen Arbeitsweise, bezogen auf organische Substanz, bis darauf, daß große Wärmemengen, wie sie beispiels- etwa 1500 Volumprozent Wasser, unter vorsichtiger weise beim Wiedereintritt einer Raketenspitze in die Arbeitsweise jedoch bis etwa 3000 Volumprozent eht-Atmösphäre auftreten, bei der Verdampfung und 30 halten. Das Wasser befindet sich hierbei innerhalb der Dissoziation des organischen Materials abgeführt Poren der aufpolymerisieren umgekehrten Emulsion, werden. Diese ist vor der Polymerisation gieß- bzw. streich-

Zum Schutz gegen die bei Atomumwandlungs- , fähig und kann daher als Schutzanstrich, als Schutzprozessen frei werdenden Strahlungen sind derartige umguß, in Form von Schutzschildert und Deck-Schulzschichten im allgemeinen wenig geeignet. Man 35 wänden mit oder ohne Verstärkungselementen oder wählt hierzu vor allem massive Beton-, Stahl- oder als den zu schützenden Körper umgehende Schutz-Bleiwände. Auch sind dicke Wasserschichten ein form beliebiger Formgebung und Wandstärke einwirkungsvoller Schutz gegen solche Strahlung. gesetzt werden.

Aus dem obengenannten Buch ist es bekannt, Poly- Als polymerisierbare organische Verbindungen kön-

älhylen als festes Neutronenabschirmungsmaterial zu %o nen für die oben beschriebene. Verwendung beliebige verwenden. Wie jedoch beispielsweise aus »Ghemie_/ organische Verbindungen, die mindestens eine poly- und Technologie der Kunststoffe« von R. H ο u- merisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung wink, 4. Auflage, 1963, Bd. 2, S. 185 bis 186, enthalten, eingesetzt werden, sofern sie den zu verhervorgeht, ist die Strahlungsbeständigkeit von Poly- wendenden umgekehrt wirkenden Emulgator zu lösen äthylen unzureichend. 45 vermögen und mit der wäßrigen Phase ein zwei-

Aus der österreichischen Patentschrift 217 591 ist phasiges System bilden können. ■ ■■'

es bekannt, als Strahlungsschutz Polymerisationspro- Derartige ungesättigte Verbindungen sind beispiels-

duktc zu verwenden, die aus polymerisierbaren weise Vinylaromaten, wie Styrol, Chlorstyrol, Divinylungesättigten Verbindungen bestehen, in denen Metall- benzol; Vinylaliphaten, wie Vinylchlorid, Vinyliderisalze dispergiert enthalten sind. Zu diesem Zweck 50 chlorid, Isopren; Vinylester wie Vinylchloracetat, werden in einen Hohlkörper Teilchen aus Poly- Vinylpropionat oder.-acetat; Acrylsäure bzw. Methäthylen, Polyestern, Polystyrol oder Epoxidharzen in acrylsäure und -derivate wie Acrylnitril, Chloracryl-Form von Stangen, Kugeln, Stäben oder Schrauben nitril, Acrylsäuremethyl- oder -butylester bzw. die eingebracht und die Zwischenräume zwischen den entsprechenden Methacrylsäureester, Glykoldimeth-Teilchen mit einer flüssigen oder zumindest während 55 äcrylat; ungesättigte Ester wie Triallylphosphat, der Zugabe flüssigen Phase ausgefällt. Die festen Maleinsäurecyclohexylhalbester, ungesättigte HeteroTeilchen oder die zumindest während der Zugabe zyklen wie Triacrylyl-s-triazin, Triallylcyanurat oder flüssige Phase oder beide Phasen können neutronen- ungesättigte Polyester wie z. B. vMaleinsäure-Glykolabsorbiercnde Materialien wie Bor-, Cadmium- oder Polyester oder Kombinationen dieser und weiterer Bleiverbindungen bzw. -Salze in dispergierter Form 60 polymerjsierbarer Verbindungen, ferner halogenierte enthalten. . Kohlenwasserstoffe wie Polyhalogencyclopentadiene,

Das geschilderte Verfahren besitzt verschiedene, polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe wie z. B. solche Nachteile. Bei Verwendung einer nicht erhärtenden vom Typus des Trichlorfliioräthylens, kern- bzw. flüssigen Phase, beispielsweise Wasser, ist stets ein seitcnkettenhalogenicrte Styrole, phosphorhaltig polyzusät/licher Mantel erforderlich. Es ist weiterhin nicht 65 merisierbare Verbindungen und andere. Mit Wasser möglich, verschieden große Mengen an flüssiger Phase werden nicht homogen mischbare Monomere bzw. gleichmäßig mit einer vorgegebenen Menge an Kunst- Monomerengcmische verwendet, obwohl grundsätzstoff /u vermischen. lieh auch Monomere zur Anwendung kommen können,

I 494 024

3 . ■ 4

die, wie ζ. B. Acrylnitril, zwar eine gewisse Wasser- der ungesättigten in der Ölphase enthaltenden Verlöslichkeit aufweisen, aber dennoch in der Lage sind, bindungen. bewirkt und läßt sich durch Wahl geein Zweiphasensystem mit Wasser zu bilden. eigneter Aktivierungssysteme oder polymerisierbarer Die polymerisierbären ungesättigten Verbindungen Verbindungen bzw. deren Kombination erreichen, sollen in der Ölphase in Mengen von 5 bis 100 Ge- 5 So sind die Aktivierungssysteme Persuifat-Pyrosulfit wichtsprozent, bevorzugt 50 bis ICO Gewichtsprozent, oder Peroxyd-Dimethylanilin bzw. Peroxyd-Cobaltenthälten sein bzw. dieselbe darstellend Der restliche naphthenat beispielsweise gut geeignete, bei Raum-Anteil der Ölphase kann aus nicht polymerisierenden, temperatur aktivierende Systeme. Dies gilt ,.vor. allem gegebenenfalls nicht oder schwer brennbaren Sub- in Verbindung mit sogenannten Polyesterharzen, stanzen, etiva Trikresylphosphat oder etwa den Poly- io z. B. Gemischen von Styrol mit wechselnden Mengen merisatipnsprozeß nicht störenden metallorganischen Maleinsäure-Glykol-Polyester. Auf diese Weise erhält Verbindungeh bestehen. ::, man vernetzte Polymerisate.

Als Hilfsmittel zpr Herstellung der umgekehrten Es ist eine spezielle Eigenschaft der umgekehrten

Emulsion eignen sich grundsätzlich alle Emulgatoren, Emulsionen polymerisierbarer ungesättigter Verbin-

die zur Hefstellung einer Wasser-in-öl-Emulsion der 15 düngen, daß sie nicht nur mit monomerenlöslichen,

zur Polymerisation zu bringenden ölphase verwendbar sondern durch mit nicht monomerenlöslichen, also

sind. Beispielhaft seien hierfür genannt: wenig hydro- lediglich in der wäßrigen Phase löslichen Aktivatoren,

phile Fettsäuresalze, d. h. insbesondere Erdalkalisalze etwa dem System Persulfat—Pyrosulfit, zur PoIy-

langkettiger Fettsäuren bzw. derartige Fettsäuren merisation gebracht werden können. Dies ist von

selbst, wie beispielsweise Mg-OIeat, Hexadecylnatrium- 20 Vorteil bei der Handhabung der umgekehrten Emul-

j phthalat oder Maleinsäurestenolhalbester, ferner Fett- sion, der man auf diese Weise den Aktivator erst beim

L«-N säureester, insbesondere solche von Zuckern, wie z. B. Einrühren der letzten Wasseranteile zuzumischen

r^;|j · Sorbitaninonooleat, Saccharose-mono- oder-dilaurat braucht und dadurch gießfähige umgekehrte Emul-

bzw.-stearat. sionen erhält, die zwar noch nicht während des

Für die Herstellung umgekehrter Emulsionen bereits 25 Emulgierprozesses, wohl aber bald darauf erhärten,

benutzte nichtionische Emulgatoren oder hochmole- In gießfähigem Zustand läßt sich die umgekehrte

kulare Substanzen sind in vorliegenden Fällen gleich- Emulsion wie beim Betonguß in vorgefertigte Formen

falls verwendbar. Beispielhaft speien genannt: Gyclo- eingießen, auf der Oberfläche des zu schützenden

kautschuk oder Hydroxyl- bzw. freie Carboxyl- Körpers aufgießen oder aufstreichen; selbstverständ-*

gruppen tragende Polymerisate. Des weiteren können 30 Hch ist auch eine nachträgliche Bearbeitung von Roh-

Pfropfpolymerisate von Vinylverbindungen auf wasser- lingen möglich.

lösliche oder hydrophile Substanzen, wie z. B. Prof- Zur Erhöhung der Festigkeit des späteren wasser-

polymerisate von Styrol und ähnlichen Vinylmono- haltigen Polymerisats können der umgekehrten Emul-

meren auf Stärke verwendet werden. sion die verschiedensten Füllstoffe anorganischer oder

Als Emulgatoren besonders geeignet sind Poly- 35 organischer Natur, z. B. fasrige Materialien, wie

merisate, die in'-.'.an sich bekannter Weise durch Perlongewebe oder Glasfasern, Asbestfasern ein-

Pfropfiirig von polymerisierbären Vinylverbindungen gemischt werden. Es können natürlich auch sonstige

wie Styrol, Vinylestem, Acrylaten oder Methacfylaten Versteifungen, etwa eingegossene Träger oder Streben

auf an den Endgruppen substituierte oder unsub- gewählt werden. · ; · .^r[ ■■■'■

stituierte Polyalkylenoxyde, insbesondere Polyäthylen- 40 Die Oberfläche der Schutzverkleidung gemäß: der

oxyd, darstellbar sind. Gleichfalls sehr gut eignen sich oben beschriebenen Verwendung kann durch einen

Umsetzungsprodukte von Fumar- oder Maleinsäure- geeigneten Oberflächenschutz, etwa durch nachträg-

. Cppolymerisaten bzw. Haibester-Copolyrrierisaten liehen Anstrich mit Polymerisatemulsionen, die einen

dieser Säuren mit Ajkylenoxyden, die ebenfalls nach weitgehend wasserundurchlässigen Polymerisatfrlm zu

an sich bekannten Verfahren zugänglich sind. 45 bilden vermögen, oder durch wasserundurchlässige

Zur Darstellung der Emulsionen vom Typ Wasser- Lacke, z. B. auf Siliconharzbasis, vor unerwünschter

iri-Öi wird der umgekehrt wirkende Emulgator in der Verdunstung des in den Poren der polymerisierten

ölphase gelöst und die Wasserphase sodann anteil- umgekehrten Emulsion eingeschlossenen Wassers be-

'. weise;ehigerührt._:st-j;,;,^:/-';^;. V;_;y. ·■;.;;->.:n i_::: wahrt werden. '-.:.·.:,.>■:'--, v;'^v :. λ·-■■·:·;:":■·;·';■-· ', ■ ■ ^:

Der /Wassergehalt der umgekehrten Emulsionen 50 Die besondere Schutzwirkung bei der oben be-

soll zwischen 10 aind iOOOO Volumprozent, bevorzugt schriebenen Verwendung beruht zunächst auf der

100^ bis 5000 Volumprozent, bezogen auf organische relativ geringen Wärmeleitfähigkeit des polymeri-

Substanz, betragen. Die Wasserphase kann gegebenen- . sierten, wasserhaltigen Materials. Sodann ist es auf

falls auch noch Festsubstanzen, etwa Graphit, suspen- Grund seines außerordentlich hohen Wassergehaltes diert öder andere lösliche Stoffe, etwa Bleiacetat oder * 55 völlig unbrennbar, dieser Effekt kann zudem durch

Persulfate gelöst enthalten, um.spezielle Effekte in schwer brenn- und entflammbare beizufügende Stoffe

bezug auf; dje Äktiyieriirig der Polymerisation, die erhöht werden. ν

Festigkeit des Polymerisates oder seine Schutzwirkung Eine spezifische Schutzwirkung kommt jedoch dem

zu erzielen.; ί ^j₁ //^' '·-' Wasser zu, das sich in der Schutzverkleiduhg gemäß

Die Polymerisation der umgekehrten Emulsion 60 der oben beschriebenen Verwendung befindet: Auf

wird bevorzugt radikalisch unter Verwendung von Grund seiner hohen spezifischen Wärme und seiner

wasser- oder monomerenlöslicheri Aktivatoreni bzw. hohen Verdampfungswärme (gegebenenfalls auch

deren Kombination bei Temperaturen zwischen —10 seiner hohen Dissoziationswärme) entzieht es dem auf

und -(-100⁰C durchgeführt. das zu schützende Objekt einwirkenden Hitzestoß

Als besonders geeignet für die oben beschriebene 65 große Wärmemengen. Weil die Schutzschicht ferner

Verwendung erweisen sich bei Räumtemperatur aus- ein relativ geringes Wärmeleitvermögen besitzt und

härtende umgekehrte Emulsionen. Das Aushärten der, eine Feinstruktur wassergefüllter isolierter Bläschen

umgekehrten Emulsion wird durch die Polymerisation aufweist, wird sie bei Einwirkung des Hitzestoßes

stets nur in dünnsten Schichten abgetragen und unwirksam. Auf diese Weise hat die Schutzverkleidung bereits unmittelbar unter den der Hitzeeinwirkung ausgesetzten Oberflächenschichten Temperaturen, die maximal im Bereich der Siedetemperatur des Wassers liegen, so daß sie selbst einer längeren · intensiven Hitzeeinwirkung zu widerstehen vermag und auf diese Weise eine ausgezeichnete Schutzwirkung entfaltet!

Es ist andererseits auch möglich, derartige auspolymerisierte umgekehrte Emulsionen in granulierter Form zur Brandbekämpfung heranzuziehen.

Weiterhin ist die oben beschriebene Verwendung von großem Interesse als wirksamer Schutz gegen andere als Wärmestrahlung. So stellt eine ohne Schwierigkeiten in Dicken von mehreren Metern zu bemessende Schicht aus einer wasserhaltigen auspolymerisierten umgekehrten Emulsion einen recht wirksamen, gewichtsmäßig leichten und ohne Aufwand besonderer technischer Hilfsmittel rasch zu erstellenden Schutz gegen radioaktive Strahlung dar, wie sie in der Nähe von radioaktiven Prozessen, bei Reaktoren oder Atomexplosionen auftritt.

Es ist darüber hinaus jedoch möglich, diese bereits erhebliche Schutzwirkung noch weiter zu verstärken, indem der zu polymerisierenden umgekehrten Emulsion schweres Wasser, Graphit oder Schwermetallsalze oder gegen Strahlung schützende Füllstoffe einverleibt werden. .·-'··
-Mit/Hilfe der oben beschriebenen Verwendung lassen sich Schutzwirkungen gegen Hitze- und Strahlungsschäden erzielen. Die oben beschriebene Verwendung kann beispielsweise wirksam eingesetzt werden zur Lösung des Problems des Wiedereintritts von Raketen in die Atmosphäre, zur raschen Errichtung Ύοη Bunkern und Unterständen zum Schutz gegen atomare Einwirkungen. Es kann unter anderem im Reaktorbau und bei der Erstellung von billigen Schutzvorrichtungen gegen die heißen Abgase von Triebwerken Anwendung finden. Bei der Bekämpfung von Brandherden ermöglichen Schutzschichten gemäß der oben beschriebenen Verwendung auf tragbaren Unterlagen eine weitgehende Annäherung an den Brandherd. ■ ., ■.-.

Die in den nachstehenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, sofern nicht anders vermerkt.

Bei s pi el 1 , . ','.'■

Emulgator
Man polymerisiert ein Gemisch von 1 Teil Styrol,

1 Teil Methanol, 1 Teil Polyäthylenoxyd vom Molgewicht 1500 und 0,01 Teil Benzoylperoxyd im Autoklav bei 90⁰C. Das entstandene Polymerisat wird von nicht umgesetzten Ausgangsstoffen und Lösungsmittel abfiltriert und dient für die weiteren Versuche als Umgekehrt wirkender Emulgator.

Polymerisat

Man stellt nun eine Lösung von 5 Teilen des Emulgators und 10 Teilen Maleinsäure-Glykol-Polyester (Molgewicht etwa 3000) in 90 Teilen Styrol her und rührt 900 Teile Wasser langsam ein, wobei sich eine umgekehrte Emulsion bildet. Danach wird in gleicher Weise eine frisch bereitete Lösung von 1 Teil Kaliumpersulfat und 1 Teil Natriumpyrosulfit sowie

2 Teilen Natriumacetat in 100 Teilen Wasser eingerührt. Die dickflüssige umgekehrte Emulsion wird nun einmal in eine Hohlform gegossen und erhärtet dort im Laufe von 10 bis 20 Stunden. Ein anderer Teil der Masse wird auf ein aufgerauhtes Holzbrett zu einer etwa 2 cm dicken Schicht gegossen und erhärtet dort unter Ausbildung einer nicht klebenden Oberfläche. .

Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit können der fertigen umgekehrten Emulsion noch 20 Teile 2,5 cm lang geschnittener Glasfasern zugesetzt werden.

Prüfung

Die im Beispiel 1 in der Hohlform gegossene Platte hat eine Dicke von 4 cm. Vor die Platte wird ein Leuchtgasgebläse gestellt und unmittelbar auf der der Flamme zugekehrten Fläche der Platte ein Thermoelement angebracht. Mittels einer Bohrung wird ein weiteres Thermoelement so in das Innere der Platte gebracht, daß es durch eine 1,5 cm starke Schicht der erhärteten umgekehrten Emulsion von der Gebläseflamme getrennt ist. Ein drittes Thermoelement befindet sich unmittelbar hinter der Gebläseflamme auf der Rückseite der Platte, nunmehr wird das Gebläse angestellt und die Temperatur an den Meßstellen beobachtet. Zunächst zeigt das erste Element eine Flammentemperätur von 1200°C, während die beiden anderen Meßstellen Raumtemperatur anzeigen. Nach 7 Minuten'Gebläseeinwirkung zeigt das in die Platte eingelassene Thermoelement 50°G an, das auf der Plattenrückseite angebrachte noch Raumtemperatur. Der Versuch wird nunmehr unterbrochen und die Platte in Richtung der Gebläseflamme aufgespalten. Es zeigt sich, daß die Flamme eine Brandmulde von 1,2 cm in die Plattenoberfläche eingebrannt hat. Die isolierende Schicht zwischen der 1200⁰C heißen Flamme und dem 50⁰C anzeigenden Meßelement betrug demnach 0,3 cm. Unterhalb einer etwa 0,1 bis 0,2 mm dicken Schicht, die von der Gebläseflamme bespült wurde, lassen sich keinerlei Struktur- oder Festigkeitsänderungen des Plattenmaterials feststellen.

Bei spiel 2

Man stellt eine Lösung von 3 Teilen des umgekehrt wirkenden Emulgators (nach Beispiel 1) in 100 Teilen Methylmethacrylat her und setzt 0,01 Teil Äzodiisobutyronitril zu. Sodann werden 600 Teile Wasser eingerührt. Die umgekehrte Emulsion wird in einer Form zu Platten gegossen und bei 6O⁰C in 10 Stunden gehärtet. Die entstandenen Platten fassen sich trocken an. Auf einer derartigen Platte mit einer Schichtdicke von 5 cm wird dje Flamme eines Schweißbrenners so gerichtet, daß ihr heißester Teil die Plattenoberfläche bestreicht. Das Plattenmaterial brennt nicht, unmittelbar nach dem Entfernen der Gebläseflämme kann die erhitzte Stelle mit der Hand berührt werden, ohne daß man eine übermäßige Erhitzung der Plattenoberfläche spürt. Die Platte wird erst nach 8 Minuteir von der Flamme des Schweißbrenners durchgebrannt.

Gemäß einer Variante der vorliegenden Arbeitsweise können die Kunststoff platten 'zwecks Herabsetzung von Verdunstungsverlusten bei Aufbewahrung über längere Zeit noch mit einem Lacküberzug versehen werden, beispielsweise indem man die gegossenen Platten nach 30 Minuten Trocknungszeit bei 25°C mit einem Chlorkautschuklack-Anstrich versieht.

B ei s pi el 3 ^;

In Abänderung der Verfahrensweise des Beispiels 2 können gleichermaßen entsprechend Polymerisate in

1 4b»4 VZ4

umgekehrter Emulsion hergestellt werden, indem an Stelle des im Beispiel 2 aufgeführten, Wassers

a) ein zu. 30 °/₀ mit D₂O angereichertes Wasser oder

b) eine bei Raumtemperatur gesättigte Bleiacetal-

. . lösung ...■·:-:: ; . :: , ' _{; :} ^i '?■/; : . . ■ ■ ·' ■ verwendet wcrdetv _r ;_K ■.,,:,;:.;

Imersleren Falle verläuftdie;.* Herstellung des Polymerisates: in vollkommen analoger Weise, während sich im zweiten Fall die zur Aushärtung erforderliche Zeil etwa verdreifacht. ■■

Hinsichtlich Flamm- und Hitzeeinwirkung zeigen die so erhaltenen Polymerisate praktisch etwa das gleiche, Verhalten, wie,, in. , jyqrstehendem Beispiel 2, derbesondere ,Vorteil· der dieserart ,hergestellten Polymerisate liegt .in., der erhöhten Schutzwirkung gegenüber; Strahlungen jaus atomaren Zerfallsprozessen..

Aus eiiiem , riäch . Beispiel 1.f.'hergestellten. Polymerisatblock wird eine 5,5 mm dicke Platte gesägt.

Auf die Platleiipbcrfläche. wird eine .Leuchtgas-, gebläseflamme, gerichtet, die Flammenteinperatur vor der Plattenoberfläclic und die_: ,Temperatur auf der Rückseite,der Platte hmler der Flamme werden mit Thermoelementen gemessen, .,,

. Der..gleiche Versuch.wird zu Vergleichszwccken mit einer Asbest platte genau gleicher Abmessungen wiederholt. Die Meßergebnisse zeigt die folgende Tabelle.

	, Flammen-,	Polinierisat	Asbest
.·.-,. :;vZcil;:,ii j ',	leiiipci diur .	: rückseitige	rückseitige
	L'!ri.5:doc!;;	Temperatur,	Temperatur
OM muten"., ,X.,	ii5ö°c ■		22°C
1,0 Minute!..	1150°C	'40° C	'1000C
1,5 Minuten ..	1150°C	55° C	200° C
2,0 Minuten ..	1150°C	65° C	450° C
2,5 Minuten ..	1150°C	80° C	—
3,0 Minuten ..	90° C	—.

quelle gemessen. In der Tabelle sind die Dosisleistungsbeseitigungsquerschnitte e. sowie die relativen Dosisleistungsäquivalcnte nach Xcm. Schichtdicke angegeben. Zum Vergleich sind die Werte von Beton angeführt. ■■■■■.■

Polymerisat nach
Beispiel^ ....

Beton......

0,100
0,071

Relative

Dosisleistungsäquivalente
, : ,nach. , , ;

5 cm I 10 cm I 20 m ! 30 cm

0,95
0,90

0,47
0,62

0,17
0,30

0,064 0,15

Die Messungen zeigen klar die im Vergleich zu Asbest erheblich bessere Hitzeabschirmung des Polymerisationsproduktes.

B e i s ρ i e 1 4

Man löst bei 200⁰C 42 Teile MgO in 300 Teilen Ölsäure und verwendet die entstandene Masse als umgekehrt wirkenden Emulgator in folgender Rezeptur, wobei im einzelnen wie unter Beispiel 1 verfahren wird:

Styrol .,...... ;......., . 128 Teile

Maleinsäure-GIykolpolyester .... 22 Teile

Emulgator...... 7,5 Teile

H₂O ., 600 Teile

Ammonium-Persulfal ........... 3 Teile Natriumpyrosulfit ................. 3 Teile Triäthanolamin ........;....... 2 Teile

»Das Dosisleislungsäqüivalent wird in rem/h gemessen. Dosisleistuhgsbeseitigungsquerschnitt = 1 bedeutet Adsorption aller Neutronen. . Aus der Tabelle geht eindeutig hervor, daß die Polymerisate gegenüber Beton einen höheren Dosis-, leistungsquerschnitt, d.h. höhere. Adsorption der Neutronen bzw. vor allem bei größeren Schichtdicken ein wesentlich niedrigeres Dosisleistungsäquivalent, was ebenfalls einer höheren Adsorptionsfähigkeit des betreffenden Stoffes entspricht, besitzen,

Beispiel 5

Zur Erhöhung der Schutzwirkung gegen Neutronen ist es bekannterweise vorteilhaft, dem Protonen enthaltenden Schutzmaterial Bor einzuverleiben. Dies gelingt, wenn man z.B. nach folgender Rezeptur arbeitet:

Styrol 130,5 Teile

Malcinsäure-glykol-butylenglykol-Polyester (Molgewicht 2500) .. 21 Teile

Emulgator nach Beispiel 1 7,5 Teile

Wasserphase 600 Volumteile

Ammoniumpersulfat 3 Teile

Natriumpyrosulfit 3 Teile

Triäthanolamin 2 Teile

Zusammensetzung der Wasserphase

Borsäure 200 g ,

Wasser 410 g

konzentrierte wäßrige Ammoniaklösung 90 g

Nach der Polymerisation hat das Material die gleichen Eigenschaften als Hitze- oder Strahlungsschutz wie das unter Beispiel 1 erhaltene. '

Protiekörper der nach vorliegendem Beispiel hergestellten und aiispolymcrisiertcn Emulsionen, werden in Schichtdickcn von 5. 10, 20 und 30 cm der Bestrahlung einer. Arn- Bc- Neutronenquelle- (Quellstärkc 2,09' K)⁷- n/s) unterworfen. Das relative Dosislcistungsäquivalcnt der Neutronen wird mil einem modifi/.icrlcn Dosimeter nach ■ Λ η d e r s c η und B r a u η in Abhängigkeit von der Dicke des Abscliirmmateiials in einem Abstand von 40 cm von der Strahltmgs-Die analog Beispiel 1 hergestellte umgekehrte Emulsion erhärtet bei Raumtemperatur und stellt ein Material dar, das besonders zum Schutz gegen Neutronenstrahlung geeignet ist. ,

Probekörper einer nach vorliegendem Beispiel hergestellten und auspolymerisierten umgekehrten Emulsion werden in Schichtdicken von 5, 10, 20 und 30 cm Bestrahlung einer Am-Be-Neutronenquelle unterworfen, wobei die Versuchsbedingungen die gleichen sind, wie im Beispiel 5 angegeben, ^v

Polymerisat nach
Beispiel 5 ....

Beton

0.111
0,071

Relative
Dosisleistungsäquivalente

nach
5 cm i 10 cm 20 cm 20 cm

0,77

0,44 ! 0,15

0,048

0,90 j ,0,62 j 0,30 |(),15

Aus der Tabelle gehl eindeutig hervor, daß die Polymerisate gegenüber Bclon einen höheren Dosis-

109 626/58

i 494 024

Ieistungsquerschnitt, d.h., höhere Adsorption der Neutronen bzw. vor allem bei größeren Schichtdicken ein wesentlich niedrigeres Dosisleistiingsäquivalent, was ebenfallseiner höheren Adsorptionsfähigkeit des betreffenden Stoffes entspricht, besitzen.

Beispi ele 6a und 6b

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Verwendung von Polymerisaten, die durch Polymerisation umgekehrter Emulsionen mit einer Phosphorsäure enthaltenden Wasserphase erhalten worden sind.

	a)	b)	»5
	- Teile	Teile
ölphase
Styrol .....	85	85
E'olyester aus			30
I Mol Maleinsäureanhydrid,
1 Mol Phthalsäureanhydrid,
1 Mol 1,2-PropyIenglykoI
■und 1 Mol 1,3-ButyIglykol			■I.
(Molgewicht etwa 5000)	—	15	25
Emulgator	5	5
Divinylbenzol	15
Wasserphase
Phosphorsäure 20°/oig · ·	600	— ·'	30
Phosphorsäure 30°/oig	■ —	600
Kaliumpersulfat	2	2
Natriumpyrosulfit.:	2	2

Die in der Rezeptur angegebene Ölphuse wird vorgelegt und die Wasserphase, in der das Pyrosulfit erst unmittelbar vor der Verwendung gelöst wurde, langsam eingeführt. Die steife bis sahnige umgekehrte Emulsion härtet bei 40 bis 60⁰C über Nacht aus. Aus dem Material geschnittene Platten brennen auch nach weitgehendem Austrocknen nicht,- im Gegensatz zu ausgetrockneten ' phosphörsäurefreien Polymerisatplatten-.·

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verwendung von Polymerisationsprodukten ungesättigter Verbindungen zum Schutz gegen bei atomaren Umwandliingsprozessen auftretende Strahlungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsprodukte durch Polymerisation in umgekehrter Emulsion erhalten wurden und gleichzeitig zum Schutz gegen Hitzeeinwirkungen verwendbar sind.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsprodukte zwischen 10 und 5000 Volumprozent Wasser, bezogen auf organische Substanz, enthalten.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomerenphase vor der Polymerisation der Polymerisationsprodukte aus einem Gemisch .von Styrol und mit Styrol copplymerisierbaren ungesättigten Verbindungen besteht.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Polymerisationsprodukte die wäßrige Phase der umgekehrten Emulsion Metallsalze enthält.