DE966602C

DE966602C - Verfahren zur Herstellung schwamartiger Stoffe aus Polyvinylformal

Info

Publication number: DE966602C
Application number: DEW7961A
Authority: DE
Inventors: Henry George Hammon; Christopher L Wilson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-28
Filing date: 1952-02-24
Publication date: 1957-08-29

Description

Verfahren zur Herstellung schwammartiger Stoffe aus Polyvinylformal Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schwammartigen Materials, das dadurch gewonnen wird, daß Polyvinylalkohol und Formaldehyd in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt werden, wobei für wenigstens einen Teil des Formaldehyds körniges Paraformaldehyd benutzt wird.
In dem Reaktionsprodukt von Polyvinylalkohol und Formaldehyd sind die Hydroxylgruppen des Polyvinylalkohols zu etwa 35 bis 80 01, in die Reaktion einbezogen worden, wobei in dem Material kleine Stellen, die relativ hart sind, enthalten sind, in denen ein höherer Prozentsatz an Hydroxylgruppen an der Reaktion teilgenommen hat als in dem Rest des schwammartigen Materials.
In der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung W 7963 IVc/39b ist die Herstellung von schwammartigem Material beschrieben, die mit Hilfe von Blasen, die in einer Lösung von Polyvinylalkohol gebildet werden, vor sich geht, worauf man den Alkohol mit den Blasen mit Formaldehyd oder einem Material, aus dem Formaldehyd frei wird, umsetzt. Bei diesem Verfahren wird Polyvinylalkohol, vorzugsweise in wäßriger Lösung, verarbeitet, wobei man einen homogenen Schaum mit gleichmäßig verteilten Blasen erhält. Der Polyvinylalkohol sollte weniger als Ion/, hydrolysierbare Substanz im Molekül enthalten.
Nachdem der Schaum gebildet worden ist, wird der Schaumzustand möglichst aufrechterhalten. In diesem Zustand wird der Alkohol mit Formaldehyd umgesetzt, um ein Gelieren und Festwerden des Schaumes herbeizuführen, wobei ein begrenztes und teilweises Zusammenlaufen der Blasen mit dem Fortschreiten der Reaktion eintritt. Die Umsetzung zwischen dem Polyvinylalkohol und dem Formaldehyd wird in Gegenwart eines Säurekatalysators ausgeführt, und die Umsetzung wird so weit getrieben, bis annähernd 35 bis 800/,, vorzugsweise 40 bis 70 0/o, der Hydroxylgruppen des Alkohols umgesetzt worden sind. Das schwammartige Material wird dann vom Säuregehalt durch Auswaschen befreit; desgleichen werden hierbei Substanzen, die an der Reaktion nicht teilgenommen haben, ausgewaschen, so daß man einen starken inerten Schwamm von hoher Absorptionskraft erhält.
Bei der Herstellung des Polyvinylalkoholschaumes wird vorzugsweise ein schaumstabilisierendes Netzmittel benutzt, um den Schaum während des Reaktionsablaufs beständig zuhalten, wobei allerdings ein teilweises Zusammenlaufen der Blasen eintritt. Netzmittel als Schaumstabilisierungsmittel sind in der erwähnten gleichlaufenden Patentanmeldung angeführt.
Es wurde festgestellt, daß ein Schwamm mit einer gerauhten Schleiffläche hergestellt werden kann, wenn wenigstens ein Teil des angewandten Formaldehyds in Form von körnigem Paraformaldehyd mit einer Mindestteilchengröße von I95 z vorliegt.
Die Teilchengröße, die zulässig ist, ohne daß ein unwillkommenes Absetzen stattfindet, beträgt etwa rund 2380 lot Teilchen dieser Größe sind zulässig, wenn die reagierende Masse unter Verwendung einer Lösung von Formaldehyd, die einen Teilbetrag der gesamten zu verwendenden Formaldehydmenge ausmacht, schnell gebildet wird oder wenn man ein schnell reagierendes Paraformaldehyd verwendet. Da es notwendig ist, das körnige Paraformaldehyd nahezu vollständig während der Reaktionszeit zu lösen, so bedingt dieser Umstand schon eine praktische Begrenzung der maximalen Teilchengröße. Wie dargelegt wurde, sind etwa 2380cm die größte praktische Teilchengröße. Bei gewerblicher Herstellung ist es vorzuziehen, Teilchen zu benutzen, die nahezu alle eine maximale Größe von etwa 840 lt besitzen.
Im allgemeinen ist es vorzuziehen, Körnchengrößen mit einer maximalen Teilchengröße von 840 bis 330 jb, entsprechend der Struktur, die man in dem dann erhaltenen Schwamm zu haben wünscht, zu benutzen.
Wie in der obenerwähnten gleichzeitigen Patentanmeldung bereits erörtert wird, können Polyvinylalkohol und Formaldehyd miteinander in Mengen von 35 bis -8o 0/o und vorzugsweise in Mengen von 40 bis 700/0 der Hydroxylgruppen des Polyvinylalkohols miteinander reagieren. Bei dem Verfahren vorliegender Erfindung wird die gleiche Menge an körnigem Paraformaldehyd oder gemischtem körnigem oder gepulvertem Formaldehyd oder körnigem Paraformaldehyd gemischt mit einer Formaldehydlösung angewandt. Die Untersuchung des erhaltenen Schwamm es zeigt, daß überall dort, wo ein Körnchen Paraformaldehyd in der Reaktionsmasse enthalten war, der Schwamm hart ist, so daß eine Schleiffiäche in dem Schwamm hergestellt wird. Anscheinend verursacht das körnige Material örtlich eine höhere Konzentration des Formaldehyds, so daß ein höherer Anteil an Hydroxylgruppen des Polyvinylalkohols an dieser Stelle umgesetzt wird. Während sonst im größeren Teil des Schwammes 35 bis 800/o an Hydroxylgruppen des Polyvinylalkohols umgesetzt worden sind, haben die Bereiche, in denen das körnige Paraformaldehyd vorlag, einen größeren Prozentsatz an umgesetzten Hydroxylgruppen als der Rest des Schwamm.
Wie oben dargelegt, kann alles Formaldehyd in Form von,körnigem Paraformaldehyd angewandt werden. In diesem Falle löst sich das Paraformaldehyd während der Reaktionszeit, so daß die gesamte Masse umgesetzt werden kann. Man kann, falls erforderlich, das körnige Material auch mit anderen Formen des Formaldehyds oder mit Formaldehyd entwickelnden Verbindungen mischen.
Bei der Herstellung der Schwämme vorliegender Erfindung wird eine wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol mit einem Säurekatalysator sowie einem Schaum- und Netzmittel gemischt, das zugleich als ein Schaumstabilisierungsmittel dient, sowie mit körnigem Paraformaldehyd versetzt. Die Lösung wird zu Schaum von vorzugsweise maximalem Volumen aufgebläht. Man läßt die Reaktion vollständig ablaufen.
Der Schaum kann durch Einpeitschen von Luft in die reagierende Lösung hergestellt werden. Nachdem die Reaktion beendet ist, wird aus dem Schwammmaterial das Schaummittel ausgewaschen, desgleichen die Säure und die Materialien, die an der Reaktion nicht teilgenommen haben. Im folgenden werden Beispiele für Mischungen angeführt, die man beim Herstellen von Schwammaterialien benutzen kann.
Andere Beispiele sind denen ähnlich, die in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung heschrieben sind, bei denen aber körniges Paraformaldehyd teilweise oder insgesamt das Formaldehyd der Beispiele ersetzt.
Beispiel 1 Ein schwammartiges Material wurde nach dem obigen Verfahren unter Anwendung folgender Bestandteile hergestellt: I45 g einer I2,50l,igen Polyvinylalkohol-Lösung in Wasser; 55 ccm 55°/Oiger Schwefelsäure in Wasser; 2 g Schaummittel; 10 g körniges Paraformaldehyd (von 840 bis 330 lot).
Beispiel 2 Schwammaterial wurde nach dem obigen Verfahren unter Anwendung folgender Bestandteile hergestellt: I45 g einer I2,50/oigen Polyvinylalkohol-Lösung in Wasser; 55 cm einer 550/ 0eigen Schwefelsäure in Wasser; 2 g Schaummittel; 5 g körniges Paraformaldehyd von 840 lt und 5 g feingemahlenes Paraformaldehyd.
Beispiel 3 Schwammiges Material wurde nach dem obigen Verfahren unter der Anwendung folgender Bestandteile hergestellt: I45 g einer I2,50/,igen Polyvinylalkohol-Lösung in Wasser; 55 ccm einer 5 0/0eigen Schwefelsäure- in Wasser; 2 g Scha-lmmittel; 5 g körniges Paraformaldehyd von I600 lt und I2,5 ccm 37 Oloige Formaldehydlösung.
PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Herstellung eines schwammartigen Materials, das beim Befeuchten mit Wasser biegsam ist und das aus zum Teil formalisierten Polyvinylalkohol besteht, durch Umsetzen von Polyvinylalkohol und Formaldehyd in Gegenwart eines Katalysators, wobei körniges Paraformaldehyd als Ausgangsmaterial wenigstens eines Teils des Formaldehyds benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß körniger Paraformaldehyd einer Teilchengröße von über I95 Mikron verwendet und das Reaktionsgemisch gleichzeitig aufgeschäumt wird, so daß der erhaltene Schwamm in einheitlicher Verteilung verhältnismäßig harte Stellen aufweist und dem Schwamm hierdurch ein. rauher Griff sowie gute Schleifeigenschaften erteilt werden.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Paraformaldehyd eine Teilchengröße von 195 bis 2380 Mikron aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Paraformaldehyd eine Teilchengröße zwischen 330 und 940 Mikron aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 850845, 7690in, 750350, 777251, 808578.

USA.-Patentschriften Nr. 2 532 241, 2 413 275, 2420730.