DE2235675C3 - Verfahren zum Entfärben von monomerem Styrol - Google Patents
Verfahren zum Entfärben von monomerem StyrolInfo
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Description
Bei der Herstellung von Styrol durch Dehydrieren von Äthylbenzol werden im Lauf der Destillation zur
Abtrennung des handelsüblichen Styrolmonomeren von den anderen Reaktionsprodukten Polymerisationsinhibitoren
angewendet. Die am häufigsten verwendeten dieser Inhibitoren werden jedoch durch die
abschließende Destillationsstufe aus dem gereinigten Monomeren-Strom entfernt. Um danach das Styrolmonomere
während der Lagerung oder des Transportes vor Polymerisation zu schützen, ist es üblich, dem
Styrol einen Inhibitor oder ein Gemisch von Inhibitoren zuzusetzen. Die am häufigsten verwendeten Inhibitoren
gehören dem Dihydroxybenzol-Typ an, beispielsweise p-tert.-Butylbrenzcatechin, Brenzcatechin,
Pyrogallol. Diese Inhibitoren verhindern wirksam die Bildung von Polymeren! in dem Monomeren
während der Lagerung oder des Transportes und stören in den üblicherweise verwendeten Mengen nicht
die beabsichtigte Verwendung des Monomeren für darauffolgende Polymerisationen oder andere Anwendungszwecke.
Es ist daher im allgemeinen nicht erforderlich, sie zu entfernen, bevor das Styrol verwendet
wird.
Es wurde jedoch beobachtet, daß bei der Lagerung von Styrol in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff sich
häufig eine gewisse Menge einer gelben, bernsteingelben, oder grün-gelben Färbung entwickelt, die das
Styrolmonomere ungeeignet für zahlreiche vorgesehene Anwendungszwecke macht. Zur Entfernung
dieser Färbung, die sich beim Lagern entwickelt, war bisher erneutes Aufarbeiten des Styrols durch Destillation
oder Filtration durch aktiviertes Aluminiumoxyd oder andere Reinigungsmedien erforderlich.
Dies stellt eine aufwendige Stufe zum Behandeln einer großen Menge dar, wie einer Schiffsladung, Tankerladung
oder eines mit Styrol gefüllten großen Lagertanks. Ebenso führt diese erneute Aufarbeitung zur
Entfernung des oder der vorliegenden Inhibitoren und dieser Inhibitor muß nach dem Aufarbeiten ersetzt
werden, um das Styrol bei der Lagerung oder dem Transport stabil zu halten.
Obwohl die Erfindung nicht auf irgendeine besondere Theorie im Hinblick auf die Ursache der beobachteten
Färbung beschränkt ist, wird doch angenommen, daß sie durch die Oxydation des Polyhydroxybenzol-Inhibitors
zu einer Verbindung des Chinon-Typs verursacht wird, die den vorliegenden Farbkörper
darstellt. Ein derartiges Oxydationsprodukt kann immer dann gebildet werden, wenn das einen Polyhydroxybenzol-Inhibitor
enthaltende Styrolmonomere in Gegenwart von Sauerstoff aufbewahrt wird, obwohl es im allgemeinen nicht der Fall ist. Welche anderen
Faktoren seine Bildung beeinflussen, ist nicht vollständig aufgeklärt.
Es wurde nun gefunden, daß durch Bestrahlen mit Kunstlicht einer Wellenlänge von 3000 bis 7000 Angström
Styrol, das eine solche Färbung durch Lagerung in Gegenwart von Sauerstoff entwickelt hat, in ein
wasserhelles Material übergeführt wird. Durch diese erfindungsgemäße Feststellung wird das Entfärben
von Styrol, das diese Färbung entwickelt hat, durch ein einfaches Verfahren ermöglicht, das kein Entfernen
der vorhandenen Inhibitoren erfordert. Es wurde gefunden, daß die Farbkörper, die sich unter diesen
Bedingungen in handelsüblichem Styrol-Monomerem mit einem Gehalt an Inhibitoren des Dihydroxybenzol-Typs
entwickeln, Licht im Bereich von etwa 4000 bis etwa 4300 Angström äußerst stark absorbieren
und infolgedessen wird künstliches Licht, dessen Hauptwellenlänge innerhalb dieses Bereichs liegt, bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren am stärksten bevorzugt. Die meisten wirtschaftlichen Quellen für
künstliches Licht senden jedoch nicht Licht mit Wellenlängen einer so schmalen Bande aus und es wurde
gefunden, daß es für die Zwecke der Erfindung völlig geeignet ist, Lichtquellen für künstliches Licht zu verwenden,
die Licht über eine sehr breite Bande des Spektrums emittieren, d. h., 3000 bis 7000 Angström-Einheiten.
Diese künstlichen Lichtquellen mit breitem Spektrum haben sich als sehr geeignet zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren, dac unter Verwendung
von künstlichem Licht durchgeführt wird, hat zahlreiche Vorteile. Obwohl der gleiche Anteil des
Lichtspektrums durch die breiteren Spektren des Tageslichts oder normalen Sonnenlichts umfaßt wird,
liegt in diesen Spektren auch Licht im Ultraviolett-Bereich unter 3000 Angström vor. (Barrow, Introduction
to Molecular Spectroscopy, Mc-Graw-Hill [1962]). Es ist bekannt, daß nichtinhibiertes Styrol-
4r, Monomeres ziemlich leicht durch Licht im Ultraviolett-Bereich
des Spektrums unter 3000 Angström polymerisiert wird. Infolgedessen wäre zu erwarten, daß
die Stabilisierung von handelsüblichem Styrol-Monomerem zum Verhindern der Polymerbildung größere
Mengen von Inhibitoren erfordern würde, als die im allgemeinen verwendeten sehr geringen Mengen,
wenn das Monomere Licht ausgesetzt wird, das diese UV-Wellenlängen enthält. Um daher jede Möglichkeit
der Polymerbildung in aufbewahrtem Styrol-Monomerem zu verhindern und um die Verwendung von
größeren und weniger wirtschaftlichen Mengen von Inhibitoren zu vermeiden, muß das Bestrahlen mit
Licht im Ultraviolett-Bereich unter 3000 Angström vermieden werden.
Die Intensität der verwendeten Kunstlichtquelle ist nicht kritisch. So kann die Größe und die Stärke der
Lichtquelle leicht auf einen für das Volumen des zu behandelnden Styrol-Monomerem passenden Wert
eingestellt werden, was zu einer hohen Flexibilität bei der Anwendung des Verfahrens führt. Es wurde gefunden,
daß die Entfernung von Färbung aus Styrol, das bei der Lagerung Färbung entwickelt hat, ziemlich
rasch in den Volumen-Anteilen von Styrol, die dem
Licht ausgesetzt sind, auftritt, d. h., in dem Anteil des
Styrol-Monomeren, den das einfallende künstliche
Licht durchdringt.
In den nachstehenden Beispielen wurde das gelagerte Styrol-Monomere mit einer modifizierten, färbverbesserten
Quecksilberdampflampe von 250 Watt bestrahlt. Die Lampe besitzt einen Leuchtstoffüberzug,
der die von dem Quecksilberdampfbogen abgegebene Energie in spektrale Energie im Bereich von
3000 bis 7000 Angström überführt, und ist auf etwa 10500 Lumen eingestellt. Die Lampe wird in einer
Entfernung von 30,5 cm von einem Schauglas mit einem 14,6 cm-Rundglasfenster montiert, das in einem
T-Stück in einem 15,2 cm-Rohr angeordnet ist. Die
Lampe und das Schauglas befanden sich in einer umgepumpten Rückführungsleitung, in der Styrol-Monomeres,
das in einem 476 950 1 Lagertank aufbewahrt wurde, zurückgeführt wurde. Die Färbung des
Styrol-Monomeren ist in APHA-Einheiten angegeben und wurde mit Hilfe eines Lumetron TR-Colorimeters
Modell 450 als prozentuale Lichtdurchlässigkeit bestimmt, wobei die Ablesewerte in APHA-Einheiten
der Färbung umgerechnet wurden. Ein Wert von etwa 10 APHA-Einheiten erscheint dem bloßen
Auge als wasserhell.
Ungefähr 181000 kg monomeres Styrol, das anfänglich
etwa 10-15 Gew.-Teile tert.-Butylbrenzcatechin auf 1 Million Teile Styrol enthielt und in dem
Lagertank aufbewahrt wurde, in welchem die vorstehend beschriebene farbverbesserte Quecksilberdampflampfe
und das Schauglas in einer 15,2 cm-Rückführungsleitung angeordnet waren, wurde bei
dem angegebenen Farbwert gehalten, indem der rückgeführte Anteil des Styrol-Monomeren mit
künstlichem Licht eines Spektrums von 3000 bis 7000 Angström-Einheiten belichtet wurde, wie in der
folgenden Tabelle angegeben ist. Der Tank wurde mit zusätzlichen Teilmengen von mit Inhibitor versetztem
Styrol beschickt und Teilmengen an Styrol wurden während dieser Periode abgezogen.
Tag
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
APHA-Färbung
12
13
18
20
23
13
18
20
23
Am 8. Tag des Zeitabschnittes wurden die 181440 kg Styrol in den Tank übergeführt, der mit
der Einrichtung zum Belichten mit Kunstlicht eines Spektrums von 3000-7000 Angstrom ausgestattet
war, und Anteile wurden kontinuierlich während der darauffolgenden 4 Tage durch die mit dem Tank verbundene
15,2 cm-Leitung im Kreislauf geführt. Während dieses Zeitabschnittes fanden keine Zugaben
oder Entnahmen von Styrol statt. Die Ergebnisse die-
-20 ser Behandlung, die durch die tägliche Farbprobeentnahme
wiedergegeben werden, sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
APHA-Färbung 5
5
7
5
6
1
6
5
7
5
6
1
6
Überführung in den
Tank ohne Möglichkeit
einer Lichteinwirkung.
Tank ohne Möglichkeit
einer Lichteinwirkung.
Ungefähr 181440 kg monomeres Styrol, das in einem
ähnlichen Tank, ohne Einrichtungen zum Belichten aufbewahrt wurde und das anfänglich etwa
10-15 Gew.-Teile tert.-Butylbrenzcatechin auf 1 Million Teile Styrol enthielt, begann, wie die tägliche
Farbprobenentnahme zeigte, eine gelbe Färbung zu entwickeln. Diese täglichen Farbablesungen sind in
der folgenden Tabelle angegeben. Während dieser Periode fanden keine Styrolentnahmen und keine
Styrolzusätze zu dem Tank statt.
Tag
10
11
12
APHA-Färbung
22
16
15
13
Nach der Probeentnahme am 12. Tag wurde das Styrol als ausreichend entfärbt angesehen, um es mit
dem Styrol des Beispiels 1 zu vermischen. Dieses Gemisch zeigte eine Färbung von etwa 8 APHA-Einheiten
und hatte wasserhelles Aussehen.
•ίο Eine Probe von stark verfärbtem Styrol-Monomerem
wurde aus einer Schiffsladung erhalten, in der das Styrol in Berührung mit Sauerstoff mehrere Wochen
gelagert worden war. Das Monomere hatte anfänglich einen Gehalt von etwa 15 Gew.-Teilen tert.-
■4r>
Butylbrenzcatechin auf 1 Million Teile Styrol. Die Probe hatte eine anfängliche APHA-Färbung von 25.
Eine Colorimeter-Küvette aus Glas wurde mit der Probe von gefärbtem Styrol gefüllt und mit künstlichem
Licht von zwei Fluoreszenzlampen bestrahlt, die
")(> auf 55 Watt eingestellt waren und auf einem Stativ
montiert waren. Die Küvette war in einer Entfernung von 20,3 cm von der Oberfläche der Lichtquellen angebracht
und eine weiße, reflektierende Oberfläche war etwa 15,2 cm entfernt von der Küvette auf der
den Lichtquellen gegenüberliegenden Seite angebracht. Die prozentuale Durchlässigkeit und die
APHA-Färbung der Probe wurde periodisch in dem Colorimeter bestimmt, bis die Probe dem bloßen
Auge gegenüber farblos erschien. Die Ergebnisse dieses Tests sind nachstehend angegeben.
Zeit (min.)
0
0
60
90
210
375
210
375
APHA-Färbung
25
23
22
16
11
Claims (2)
1. Verfahren zum Entfärben von monomerem Styrol, das ein Folyhydroxybenzol als Inhibitor
enthält und sich während der Aufbewahrung in Gegenwart von Sauerstoff verfärbt hat, dadurch
gekennzeich net, daß das verfärbte Monomere mit künstlichem Licht einer Wellenlänge von 3000
bis 7000 Angström bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß monomeres Styrol, das als Polyhydroxybenzol-Inhibitor-p-tert.-Butylbrenzcatechin,
Brenzcatechin oder Pyrogallol enthält, mit künstlichem Licht einer Wellenlänge von 4000
bis 4300 Angström bestrahlt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16492971A | 1971-07-21 | 1971-07-21 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2235675C3 true DE2235675C3 (de) | 1980-05-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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US7632276B2 (en) | 2004-07-29 | 2009-12-15 | Greatbatch Medical Sa | Minimally invasive collapsible surgical reamer |
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1971
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-
1972
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- 1972-07-20 GB GB3403072A patent/GB1358013A/en not_active Expired
- 1972-07-20 JP JP47072155A patent/JPS528815B1/ja active Pending
Also Published As
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---|---|
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DE2235675B2 (de) | 1979-07-05 |
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