DE2348806B2 - Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials

Info

Publication number
DE2348806B2
DE2348806B2 DE2348806A DE2348806A DE2348806B2 DE 2348806 B2 DE2348806 B2 DE 2348806B2 DE 2348806 A DE2348806 A DE 2348806A DE 2348806 A DE2348806 A DE 2348806A DE 2348806 B2 DE2348806 B2 DE 2348806B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vinyl
carrier
unsaturated
mixtures
monomers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2348806A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2348806A1 (de
Inventor
Eugene Sigmund Watchung Barabas
Frederick Midland Park Grosser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GAF Corp
Original Assignee
GAF Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GAF Corp filed Critical GAF Corp
Publication of DE2348806A1 publication Critical patent/DE2348806A1/de
Publication of DE2348806B2 publication Critical patent/DE2348806B2/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183—Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267—Cross-linked polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/327—Polymers obtained by reactions involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/3276—Copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/328—Polymers on the carrier being further modified
    • B01J20/3282—Crosslinked polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/018—Granulation; Incorporation of ion-exchangers in a matrix; Mixing with inert materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40—Compounds of aluminium
    • C09C1/42—Clays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/02—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials aus einem polymeren Überzug auf einem inerten Träger.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 71 111 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schutz- und Zierüberzügen aus Polylactamharzen auf verschiedenen Gegenständen bekannt. Des weiteren ist in der deutschen Patentschrift 12 16 255 ein Verfahren zum Überziehen von Materialien beschrieben, bei dem ebenfalls eventuell reaktionsfähige Oberflächen geschützt werden sollen. Die deutsche Offenlegungsschrift 19 339 ist auf ein Gemisch zum Beschichten von Oberflächen von mineralischen Baustoffen und ähnlichen Materialien gerichtet, und schließlich ist aus der DE-AS 12 54 791 ein Anpastungsmittel für Pigmente zur Herstellung von Pigmentpasten bekannt, aus welchen ebenfalls Schutz- und Dekorationsüberzüge hergestellt werden sollen. Damit die gewünschte Schutzwirkung möglichst weitgehend erzielt wird, ist es selbstverständlich vorteilhaft, wenn eine möglichst lückenlose Umhüllung der zu schützenden Materialien stattfindet.
Eine derartige vollständige Umhüllung ist für Materialien nicht geeignet, welche später als Adsorptionsmittel wirkensollen. Polymerisate von N-Vmyllactam und insbesondere N-VinylpyrroUdon wurden bisher in unlöslicher Form hergestellt Als »unlöslich« werden hierbei Produkte bezeichnet, die in Wasser, starken Mineralsäuren, alkalischen Lösungen und üblichen organischen Lösungsmitteln unlöslich sind. Beispiele für unlösliche
ίο Polymerisate von N-Vbiyuactam sind die Polyvinylpyrrolidone der US-Patentschriften 3216 579, 29 27 913 und 35 11 823 im Unterschied zu den Polyvinylpyrrolidonen der US-Patentschriften 22 65 450 und 23 35 454. Es ist bekannt, daß Getränke, wie z. B. Bier, gereinigt werden, indem man sie mit einem anorganischen Ton-Träger in Berührung bringt, der überzogen ist mit einem Vinylharz, wie einem Polyvinylacetat<~der einem Poly-N-vinylpyrrolidon gemäß der US-Patentschrift 34 24588, oder mit Polyvinylpyrrolidon, das mit Polysäuren, wie Polyacryl- oder Gerbsäuren und deren Derivaten, vernetzt oder zu einem Komplex verarbeitet wurde.
Es hat sich gezeigt daß die bisher verwendeten selektiven polymeren Adsorptionsmittel nicht ganz die gewünschte Wirksamkeit besitzen. Die Hauptschwierigkeit bei diesen Adsorptionsmitteln ist darin zu sehen, daß sie die potentiell verfügbaren aktiven Stellen nicht voll ausnützen. Wird das polymere Material als feines Pulver angewendet, so ist ein großer Teil der potentiell
μ aktiven Stellen in den Polymerisatteilchen verborgen und daher für die Adsorption nicht verfügbar. Selbst wenn diese Polymerisate durch bekannte Überzugsverfahren auf inerte Träger aufgebracht werden, ist die Überzugsdicke so groß, daß wiederum ein erheblicher Prozentsatz der potentiell aktiven Stellen nicht für die Adsorption zur Vc fügung steht
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung verbesserter selektiver polymerer Adsorptionsmittel.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials aus einem polymeren Überzug auf einem inerten Träger, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung aus
1) wenigstens einem Monomeren, das einer Additionspolymerisation über eine ungesättigte Bindung fähig ist, und
2) einem polyfunktionellen Comonomeren, das mehr als eine polymerisierbare ungesättigte Bindung enthält,
in situ auf einem inerten Träger polymerisiert.
Typische Monomere, die über eine ungesättigte Bindung additionspolymerisiert werden können, sind z. B. Amide von ungesättigten Carbonsäuren, Ester von
Y) ungesättigten Carbonsäuren, Alkylvinyläther, N-Vinyllactame, Vinylester, Vinylmonomere mit basischen Stickstoffgruppen sowie mischpolymerisierbare Mischungen dieser Monomere.
Bei dem erfindungsgsmäßen Verfahren wird also ein
M) Polymerisat oder Mischpolymerisat in situ auf der Oberfläche eines festen Trägers polymerisiert, wodurch ein System erhalten wird, das aus einem Träger und einem unlöslichen Polymerisatüberzug auf der Oberfläche dieses Trägers besteht.
hi Die erfindungsgemäßen Produkte sind außerordentlich formstabil, was wahrscheinlich auf die in situ stattfindende Vernetzungsreaktion zurückzuführen ist. die einen so starken Film erzeugt, daß das übliche
Reißen des Films und Quellen des Substrats vermindert oder sogar völlig verhindert wird.
Der Träger selbst kann nichtabsorbierend sein; in diesem Fall bildet das unlösliche Polymerisat einen kontinuierlichen Oberzug auf der Oberfläche des Trägers. Bevorzugt wird jedoch ein poröser, absorbierender Träger; in diesem Fall wird das unlösliche Polymerisat als kontinuierlicher Überzug auf die Oberflächen des Trägers und in die Kanäle seiner Poren abgeschieden. Dies ist der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, der unmittelbar darauf zurückzuführen ist, daß das Oberziehen mit polymerisierbaren Monomeren und nicht mit einem Polymerisat oder einer Polymerisatlösung stattfindet Die relativ kleinen Monomer-Moleküle gestatten ein Eindringen des Monomers in die Poren des porösen Trägers, während ein entsprechendes Eindringen der erheblich größeren Polymerisatmoleküle nicht möglich ist Durch die erfindungsgemäß in situ stattfindende Polymerisation wird nicht nur auf den äußeren Oberflächen des porösen Trägers, sondern auch auf den tnnenliegenden Wandungen der Kanäle ein extrem dünner Polymerisatfilm erhalten. Durch die vorliegende Erfindung werden also selektive polymere Adsorptionsmittel erhalten, die eine größere spezifische Oberfläche besitzen und somit eine wirksamere Ausnutzung der aktiven Adsorptionsstellen ermöglichen als die bisher bekannten Materialien.
Der Träger kann aus einem organischen oder anorganischen, sowohl synthetischen wie auch natürlich auftretenden Mateihl bestehen, solange seine Oberfläche und seine Adsorptionsfähigkeit für den jeweiligen Verwendungszweck ausreicht Tone, wie z. B. die nichtquellenden Tone, einschließlich KsOlinit, Attapulgit und anderer Sub-Bentonite, sind ebenso geeignet wie quellende Tone, z. B. die Bentonite und Montmorillonite, insbesondere Hectorit
Als Träger können auch natürliche oder synthetische Zeolithe, Erdalkalioxide und -hydroxide, Talkum, Silicagel, verschiedene Glas-Arten, Ionenaustauscherharze, Diatomeenerde oder polymere Substrate verwendet werden.
Erfindungsgemäß geeignete Harze, die mit den obengenannten Trägern verwendet werden können, sind z. B. alle Polymerisate, die durch Additionspolymerisation über eine ungesättigte Bindung hergestellt werden können und die mit Phenolen oder anderen unerwünschten Stoffen reagieren, um diese an sich zu binden und aus der Reaktion zu entfernen.
Diese Polymerisate sind unlöslich gemacht worden, indem man ein polyfunktionelles Comonomeres verwendet, das mehr als eine polymerisierbare ungesättigte Bindung aufweist Monomere, wie z. B. Divinylbenzol, Methylen-bis-acrylamid. Äthyliden-bis-vinylpyrrolidon, Divinyläther von Polyalkylenglykol, Diacrylate eines Polyalkylenglykols, Diallyl, Allylacrylate u. dgl., eignen sich zur Erzeugung eines Netzwerks, das den Polymerisatüberzug auf der Oberfläche des Trägers unlöslich macht.
Die erfindungsgemäß gebildeten Polymerisate besitzen ein Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und 1000 000, vorzugsweise zwischen etwa 10 000 und 100 000.
Das Verhältnis von monofunktioncllem zu polyfunktionellem Comonomeren kann — je nach gewünschter Dichte des Netzwerks — zwischen etwa 99.9 :0,l und I : I liegen, vorzugsweise zwischen 99 : I und 9:1. Innerhalb des gesamten Bereiches ird eine starke Vernetzung des Polymerisats erzielt, und selbst bei einem Verhältnis nahe der unteren Grenze dieses Bereiches reicht die Vernetzung aus, um das Polymerisat unlöslich zu machen.
Die erSndungsgemäß bevorzugten Polymerisate können durch die nachfolgende Formel dargestellt werden:
H-.C
In dieser Formel steht R für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; Ri für den Rest eines monofunktionellen Monomeren; R2 für den Rest eines difunktionellen Monomeren; m für die Anzahl von Molen an Kj-, η für die Anzahl an Molen des Restes eines N-Vinyllactams; und ρ für die Anzahl an Molen von R2, wobei das Verhältnis von m zu π zwischen 0 und 1 :1 und das Verhältnis von (m+ n)zu ρ zwischen 993 :0,1 und 1 :1 liegt
Typische monofunklionelle Comonomere, die insbesondere in den Polymerisaten der obigen Formel verwendet werden können, sind Vinylmonomere oder
j5 Mischungen von Vinylmonomeren mit der charakteristischen Monomerstruktur "~ C=C< , z. B. Ester gesättigter Alkohole mit ein- und mehrwertigen ungesättigten Säuren, wie Alkylacrylate, -methacrylate und -halogenacrylate, Di- und Monoalkr; !maleate sowie deren Mischungen; Vinyl- und Vinylidenhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Tetrafluoräthylen, Chlortrifluoräthylen sowie Mischungen derselben; Vinylester, wie Vinylacetat, die gegebenenfalls nach der Polymerisation hydrolysiert werden können; ungesättigte aromatische Verbindungen, wie Styrol und verschiedene Alkylstyrole, «-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, p-Bromstyrol, 2,4-Dichlorstyrol, Vinylnaphthalin, p-Methoxystyrol und deren Mischungen; ungesättigte Amide, wie Acrylamid, Meth- acrylamid und Mischungen derselben; ungesättigte Nitrile, wie Acrylnitril, Vinylidencyanid und deren Mischungen; N-substituierte ungesättigte Amide, wie Ν,Ν-Dimethylacrylamid, N-Methylacrylamid und deren Mischungen; ungesättigte Äther, wie Methyl- und Alkylvinyläther; ungesättigte Ketone, wie Methylvinylketon; ungesättigte Aldehyde und Acetale, wie Acrolein und seine Acetale, Methacrolein und seine Acetale sowie Mischungen dieser Verbindungen; ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie Vinylpyridin, Vinyl imin, Vinylfuran, Vinylcumaron, N-Vinylcarbazol und deren Mischungen; ungesättigte alicyclische Verbindungen, wie Vinylcyclopentan, Vinylcyclohexan und Mischungen derselben; ungesättigte Thioverbindungen, wie Vinylthioäther; ungesättigte Kohlenwasserstoffe,
br, wie Äthylen, Propylen, Isobutylen und deren Mischungen; Allylverbindungen, wie Allylalkohol, Allylester und Mischungen dieser Verbindungen; ungesättigte Säuren und -anhydride, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Ma-
Ieinsaureanbydrid und Mischungen dieser Säuren; Amine, wie Äthenylamin; Isocyanate, wie Vinylisecyanat; substituierte Derivate solcher Monomeren u.dgl.
Geeignete polyfunktionelle Comonomerc für die Polymerisate der obigen Formel sind Diviny'monomere, wie z» B. Divinylbenzol; Methylen-bis-acrylamid; Äthyliden-bis-vinylpyrrolidon; Divinyläther von Polyalkylenglykol; Divmylketon; konjugierte Diolefine, wie Butadien, Isopren und deren Mischungen; Diallylverbindungen, wie Diallyl, Diallyläther, Diallylphthalat und deren Mischungen; Allylacrylate, wie Allylacrylat; Triallylcyanurat; Diacrylate eines Polyalkylengfykols; etc.
Das Harz in Kombination mit dem Träger ist in solcher Menge anwesend, daß die gewünschte Wider-Standsfähigkeit gegenüber Hydratisierung und die gewünschte Unlöslichkeit in dem Fließstoff, der den zu adsorbierenden gelösten Stoff enthält, erreicht wird. Das Verhältnis von Polymerisat zu Träger kann — je nach Porosität des Trägers und dem System, in dem die Polymerisat-Träger-Zusammensetzung verwendet werden soll — etwa 99 :1 bis 1 :99 betragen, vorzugsweise 90:10 bis 10:90.
Das Mischen der Comonomeren mit dem Träger findet vor der Polymerisation statt, wobei die Reaktionsteilnehmer in dem festen Träger absorbiert werden. Mechanische Vorrichtungen, wie z. B. eine Hammer- oder Kugelmühle, können zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung eingesetzt werden. Die Reaktionsteilnehmer können auch dadurch gleichmäßig in dem Träger verteilt werden, daß man Träger und Reaktionsteilnehmer in einer Lösung oder Aufschlämmung, z. B. in einer wäßrigen Aufschlämmung, kombiniert Es kann auch ein geeignetes organisches Lösungsmittel, z. B. Benzol oder Alkohol, verwendet werden, in dem die Monomeren löslich sind. Die gelösten Monomeren werden dann mit dem Träger gemischt Vorzugsweise wird die Polymerisation in Abwesenheit von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln durchgeiührt, aber diese Mittel können eingesetzt werden, um die Absorption der Monomeren zu erleichtern oder die Polymerisationswär.Tie abzuleiten.
Die Herstellung des Polymerisatüberzugs erfolgt, indem man die Mischung Bedingungen aussetzt, die eine Polymerisation über die äthvlenisch ungesättigten Gruppen fördern. Die Polymerisation kann durch Hochenergie-Strahlung oder mit Hilfe von Freien-Radikal-lnitiatoren, wie Azo-bis-isobutyronitril, lert-Butylperoxypivalat, Benzoylperoxid od dgl., eingeleitet werden. Bevorzugt wird eine Polymerisation in Abwesenheit von freiem Sauerstoff, zweckmäßigerweise unter einer Atmosphäre aus einem neutralen oder inerten Gas.
Die nachstehenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Wenn nicht anders angegeben, sind alle genannten Teile und Prozentsätze Gew.-Teile bzw. Gew.-%.
Beispiel 1
60
Ein 2-l-Kessel wurde mit 200 g einer handelsüblichen Diatomeenerde beschickt. Der Inhalt des Kessels wurde auf 80° erhitzt, der Kessel dann an eine Vakuumpumpe angeschlossen und der Druck in dem Kessel auf 30 mm Hg reduziert. Temperatur und Vakuum wurden 4 <,-, Stunden aufrechterhalten, um die eingeschlossene Luft zu entfernen, und Jann wurde das System auf 25° abgekühlt.
Eine Mischung aus 380 g N-Vinyl-2-pyrrolidon, 20 g Divinylbenzol und 1 g Azo-bis-isobutyronitril wurde zu der Diatomeenerde gegeben, und das Vakuum wurde durch Zufuhr von Stickstoff aufgehoben. Die Mischung wurde auf 60° erhitzt Dann wurde das Erhitzen eingestellt und die Reaktionsmischung durch ein äußeres Eiswasser-Bad gekühlt Die Temperatur stieg bis auf 112°, wurde dann auf 90° gesenkt und 4 Stunden auf dieser Höhe gehalten. Schließlich wurde das System auf 25° abgekühlt
Das als Reaktionsprodukt erhaltene grau-weiße Material wurde in eine Soxhlet-Vorrichtung gegeben und mit Äther extrahiert, um das nichtumgesetzte Monomere zu entfernen. Dann wurde das Reaktionsprodukt in Wasser aufgeschlämmt und durch ein 80-mesh-Sieb (Maschenweite 0,177 mm) in einem Druckfilter filtriert, um die nichtüberzogenen Feinstoffe zu entfernen. Der Filterkuchen wurde in Wasser aufgesshlämmt und die Aufschlämmung zentrifugie;i und so lange gewaschen, bis ^.ie Waschlauge kein Vinylpyrrolidon mehr enthielt
Dann wurde 16 Stunden mit Äther extrahiert und auf einer Zentrifuge mit Wasser gewaschen, um das nichtvernetzte Polyvinylpyrrolidon zu entfernen. Sd-'ießlich wurde das Material in einen Vakuumofen gegeben und bei 65° getrocknet; die trockene Polymerisat-Träger-Kombination wurde in einer Kugelmühle verarbeitet
Das Endprodukt besaß einen Stickstoffgehalt von 2,8%, was 22,2% Vinylpyrrolidon entsprach.
Beispiel 2
Ein 1-1-Kolben wurde nacheinander mit 400 g destilliertem Wasser, 50 g Diatomeenerde, 5 g N-Vinyl-2-pyrrolidon und 1 g Äthylen-bis-vinylpyrrolidon beschickt
Das System wurde mit Stickstoff ausgjspü!*. und dann wurde der Inhalt des Kessels auf 80° erhitzt. Bei dieser Temperatur wurden 0,25 g Azo-bis-isobutyronitril zugegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde bei 80° gerührt und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Die Mischung wurde in 500 cm3 destilliertem Wasser aufgeschlämmt und 1 Stunde gerührt Nach dem Filtrieren wurde das Polymerisat-Träger-System erneut in 800 cm3 Wasser aufgeschlämmt und ' Stunde gerührt Auf diese Behandlung folgte eine dritte Extraktion mit 300 cm3 Wasser; schließlich wurde das Produkt filtriert und in einem Vakuumofen bei 65° getrocknet
Das Endprodukt besaß einen Stickstoffgehalt von 5,89%, was 46,7% vernetztem Polyvinylpyrrolidon entsprach.
Beispiel 3
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Träger Ton-Siedestsinchen verwendet wurden, die gemahlen und durch ein 100-mesh-Sieb (Maschenweite 0,149 mm) gesiebt wurden; es wurde folgende Beschickung verwendet: 320 g N-Vinyl-2-pyrrolidon, 600 g Maleinsäurebutylester, 20 g Äthylidenbis-vinylpyrroiidon. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 4
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Träger Glas-Spiralen verwendet wurden; die Beschickung bestand aus 320 g N-Vinyl-2-pyrrolidon. 60 g Dimethylaminoäthylmetlwrshit, 20 g
Divinylbenzol, 1 g tert.-Butylperoxypivalat. Es wurden praktisch gleiche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 5
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Träger Ton-Siedesteinchen verwendet wurden, die zermahlen und durch ein 100-mesh-Sieb (Maschenweite 0,149 mm) gesiebt worden waren; die Beschickung bestand aus 320 g N-Vinyl-2-pyrrolidon, 60 g Maleinsäurebutylester, 20 g Äthyliden-bis-vinylpyrrolidon und 1 g Azo-bis-isobutyronitril. Es wurden praktisch gleiche Ergebnisse erzielt.
Beispiel 6
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch als Träger Perlen aus Silikon-Kautschuk verwendet wurden; die Beschickung bestand aus 320 g N-Viny!-2-pyffuiiduii, GOg 4-Vinylpyridin, 20 g AiIyI-methacrylat, 1 g Benzoylperoxid. Es wurden praktisch gleiche Ergebnisse erzielt
Die erfindungsgemäßen Polymerisat-Träger-Systeme besitzen einzigartige Eigenschaften, die für ihre Verwendung als selektive Adsorptionsmittel von größter Bedeutung sind. Der Polymerisatiiberzug ist sehr dünn verteilt, bedeckt jedoch die große Oberfläche des porösen Trägers vollständig und liefert daher eine erhöhte Wirksamkeit pro Gramm Polymerisat, die bei den bisher bekannten Systemen nicht erreichbar war. Der Polymerisatfilm auf der Oberfläche des Trägers ist formstabil, da eine stärke Vernetzung erzielt wird. Durch die Vernetzung wird das Quellen einiger Träger, wie z. B. bei quellendem Ton, eingeschränkt und somit die gesamte Oberfläche des Polymerisatfilms über der gesamten Oberfläche des Trägers verfügbar gehalten. Außerdem ist das Polymerisat wegen der starken Vernetzung völlig unlöslich. Diese Eigenschaft ist besonders dann wichtig, wenn die Materialien als selektive Adsorptionsmittel für Lebensmittel, pharmazeutische Präparate sowie industrielle und medizinische Zwecke verwendet werden.
Beispiele für Verwendungszwecke, bei denen die erfindungsgemäßen Polymerisat-Träger-Systeme eingesetzt werden können, sind die Entfernung schädlicher gelöster Stoffe aus Flüssigkeiten, z. B. proteinhaltige
-, Komplexe, Gerbstoffe und Phenole;die Konzentrierung und Wiedergewinnung wertvoller gelöster Stoffe, z. B. Enzyme, seltene Metalle und Edelmetalle, aus Lösungen, die diese Stoffe in Spuren oder sehr kleinen Mengen enthalten; und die Adsorption von Gasen und Dämpfen.
ίο Das nachfolgende Beispiel erläutert die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Polymerisat-Träger-Systeme als selektive Adsorptionsmittel.
Beispiel 7
Es wurden t3,8t g Salicylsäure in 500 cm3 Methanol gelöst und mit destilliertem Wasser auf 1 I verdünnt. Dann wurden 64,5 g der so erhaltenen Lösung,
i'nii 6,76 g des gcinäu Beispiel ! iicigcsiciiicii
Adsorptionsmittels aus vernetzten! Poly-N-vinyl-2-pyr-
rolidon auf Diatomeenerde, in eine etwa 230 g fassende Flasche gegeben. Die genannte Menge an selektivem Adsorptionsmittel entspricht 1,5 g 100%ig aktivem Polymerisat. Die Mischung wurde in eine Schüttelvorrichtung gestellt und 5 Minuten geschüttelt. Dann wurde die Flasche aus der Schüttelvorrichtung genommen und ihr Inhalt auf einem 8-cm-Büchner-Trichter bei einem Vakuum von 'iüi mm Hg durch ein Whatman-Filterpapier Nr. 4 filtriert. Genau 50 cm3 des Filtrats wurden in einen 250-cm3-Er!enmeyer-Kolben gegeben. Nachdem
jo 6 Tropfen Phenolphthalein-Indikator zugegeben worden waren, wurde die Lösung mit einer 0,1 η Natriumhydroxidlösung bis zu einem rosa Endpunkt titriert.
Die Adsorptions-Wirksamkeit (berechnet als Unterschied zwischen einer behandelten Probe und einer
j5 Vergleichsprobe in °/o) betrug 30,5%. Adsorptions-Wirksamkeiten dieser Größenordnung lassen erkennen, daß sich die erfindungsgemäßen Adsorptionsmittel z. B. als aktive kältefeste Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere des Phenol-Typs, aus
Bier, Wein od. dgl. eignen.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterial aus einem polymeren Oberzug auf einem inerten Träger, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus
1) wenigstens einem Monomeren, das einer Additionspolymerisation über eine ungesättigte Bindung fähig ist, und
2) einem polyfunktionellen Comonomeren, das mehr als eine polymerisierbare ungesättigte Bindung enthält,
in situ auf einem inerten Träger polymerisiert
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als polyfunktionelles Comonomeres Divinylbenzol, Methylen-bis-acrylamid, Äthylidenbis-vinylpyrrolidon oder ein Allylacrylat verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als inerte Träger Tone, Zeolithe, Erdalkalioxyde oder -hydroxyde, Silicagel, Glas-Arten, Ionenaustauscherharze, Diatomeenerde oder Mischungen dieser Stoffe verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröser Träger verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wenigstens eines der Monomere, die einer Additionspolymerisation Ober eine ungesättigte Bindung fähig sind, N-Vinyl-2-pyrrolidon verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als wenigstens eines der Monomere, die einer Additionspolymerisation über eine ungesättigte Bindung fähig sind, eines aus der Gruppe von Amiden ungesättigter Carbonsäuren, Estern ungesättigter Carbonsäuren, Alkylvinyläthern, N-Vinyllactarnen, Vinylestem, Vinylmonomeren mit basischen Stickstoffgruppen oder mischpolymerisierbaren Mischungen dieser Verbindungen verwendet wird.
DE2348806A 1972-10-03 1973-09-28 Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials Ceased DE2348806B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29452272A 1972-10-03 1972-10-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2348806A1 DE2348806A1 (de) 1974-04-11
DE2348806B2 true DE2348806B2 (de) 1980-07-03

Family

ID=23133802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2348806A Ceased DE2348806B2 (de) 1972-10-03 1973-09-28 Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS4972336A (de)
CA (1) CA1009217A (de)
DE (1) DE2348806B2 (de)
GB (1) GB1446783A (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6040863B2 (ja) * 1976-07-02 1985-09-12 富田製薬株式会社 医療用吸着剤
DE3034374A1 (de) * 1980-09-12 1982-08-19 DMG Dental-Material GmbH, 2000 Hamburg Mineralische teilchen
CA1255031A (en) * 1982-09-02 1989-05-30 Robert W. Martin Polymer encapsulated dispersed solids and methods
FR2541593B1 (fr) * 1983-02-25 1988-06-17 Rhone Poulenc Spec Chim Support mineral poreux pour la purification et le fractionnement des macromolecules biologiques
FR2543448A1 (fr) * 1983-04-01 1984-10-05 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de fractionnement du plasma
CA1255032A (en) * 1984-02-27 1989-05-30 Mitek, Inc. Method of encapsulating finely divided solid particles and stable suspensions prepared thereby
JPS6191082A (ja) * 1984-10-12 1986-05-09 旭化成株式会社 新規なる無機・有機複合体とその製造方法
JP4265181B2 (ja) * 2002-09-11 2009-05-20 昭和電工株式会社 弱酸性陽イオン交換体の製造方法および陽イオンクロマトグラフィー用カラム
EP3074106B1 (de) * 2013-11-28 2021-07-28 Cytiva BioProcess R&D AB Stabilisierung vergorener getränke

Also Published As

Publication number Publication date
CA1009217A (en) 1977-04-26
DE2348806A1 (de) 1974-04-11
JPS4972336A (de) 1974-07-12
GB1446783A (en) 1976-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3536397C2 (de)
DE4000978A1 (de) Verfahren zur entfernung von schwermetallionen aus wein und weinaehnlichen getraenken
DE842407C (de) Verfahren zur Herstellung von Polymeren
DE3429379A1 (de) Verfahren zur herstellung eines hochreaktiven wasserabsorbierenden harzes
US3941718A (en) Insoluble crosslinked homopolymers and copolymers, polymerized on an inert substrate
DE3043766A1 (de) Verfahren zur wiedergewinnung von carbonsaeuren
DE1070825B (de) Verfahren zur Herstellung von gepfropften Polymeren
DE19616120A1 (de) Verfahren zur Herstellung von feinteiligen wasserunlöslichen Polymerisaten von Aziridinen, modifizierte, wasserunlösliche Polymerisate von Aziridinen und ihre Verwendung
DE1420618A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Cellulosematerial
DE2618481A1 (de) Verfahren zur herstellung von poroesen polymeren
DE3617311C2 (de)
DE2348806B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmaterials
EP0177812A1 (de) Verfahren zur Herstellung von unlöslichen, nur wenig quellbaren pulverförmigen Polymerisaten
DE19547761A1 (de) Komplexe aus Schwermetallionen und einem Polymerisat sowie ihre Verwendung zur selektiven Entfernung von Verbindungen aus Flüssigkeiten
EP0175335A1 (de) Verfahren zur Herstellung von unlöslichen, nur wenig quellbaren pulverförmigen Polymeren
EP1177226B1 (de) Styrolhaltige popcorn-polymerisate, verfahren zu deren herstellung und ihre verwendung
DE2802789C3 (de) Verfahren zum Reinigen von wäßrigen Anthocyanlösungen
DE848256C (de) Verfahren zur Herstellung unloeslicher Ionenharzaustauscher
DE10108386A1 (de) Teilchenförmige Polymerisate als Filterhilfsmittel
EP0641521B1 (de) Verfahren zur Entfernung von Aluminiumionen aus Getränken
DE2162508C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines vernetzten, porösen Mischpolymerisates
DE915267C (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischen, polymeren, wasserunloeslichen Sulfonierungsprodukten
EP0328979A2 (de) Makroporöse ionenselektive Austauscherharze
EP0634423B1 (de) Modifizierte Acrylnitril Polymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE3505920A1 (de) Schwach vernetzte, in wasser schnell quellende, teilchenfoermige, feste polymerisate oder mischpolymerisate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in hygieneartikeln

Legal Events

Date Code Title Description
8235 Patent refused