FI65267B - Foerfarande foer framstaellning av vattenloesningar av olefiniskt omaettade monomerer avsedda att underkastas uv-bestraolning i form av ett tunt skikt samt foer bestraolning av dylika loesningar - Google Patents

Description

rftl KUULUTUSJULKAISU . c n r n fääfo ™ 11 UTLÄGG N I NGSSKRI FT 65267 C (45) 10 04 1934 iPatent raeddelat ^ ^ ' (51) Kv.ik.3/ir»t.a.3 C 08 F 2/^8, 220/56 SUOMI — FINLAND (21) P«Mnttlh*k«nu* — PattnttraBknlng 792298 (22) Htkemltpilvi — Antttknlngtdag 23· 07· 79 (23) Alkupllvi—Gfltlghcttdtg 23.07.79 (41) Tullut |ulklMk«l — Bllvlt offwitllg 25.01. 80

Patentti- ia rekisterihallitut ,... . , , ... .

1 (44) Nlhtivftktlpwton ja kuuLjulkataun pvm. —

Patent- och registenty reiser Anaekan utlagd och utl.jkrKwn public «rad 30.12. 83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prlorltet 2 U. 07.78

Ranska-Frankrike(FR) 7822883 (71) Rhöne-Poulenc Industries, 22, avenue Montaigne, 75 Paris, Ranska-Frankrike(FR) (72) Jean Boutin, Mions, Bernard Guenot, Paris, Bruno Jamet, Ryon,

Ranska-Frankrike(FR) (Jh) Berggren Oy Ab (5^) Menetelmä olefiinisesti tyydyttämättömien monomeerien UV-säteily-tykselle ohuena kerroksena altistettavaksi tarkoitettujen vesi-liuosten valmistamiseksi sekä tällaisten liuosten säteilyttämi-seksi - Förfarande för framställning av vattenlösningar av Olefini skt omättade moncmerer avsedda att underkastas UV-besträl-ning i form av ett tunt skikt samt för besträlning av dylika lösningar

Esillä oleva keksintö koskee sellaisten olefiinisesti tyydyttämättömien monomeeriliuosten valmistusmenetelmää, jotka on tarkoitettu UV-säteilytykselle ohuena kerroksena altistettaviksi ja käytettäviksi varsinkin orgaanisten, esimerkiksi höytelöimisaineina käyttökelpoisten polymeerien valmistamiseen.

Ennestään on tunnettua valmistaa höytelöimisaineita fotopolymerisoi-malla akryylimonomeereja, varsinkin akryyliamidia, metakryyliamidia ja akryyli- ja metakryylihappoa, mahdollisesti suoloinaan, ja dialko-yyli-aminoalkoyylin (met)akrylaattien johdosten ammoniumsuoloja.

Näiltä orgaanisilta höytelöimisaineilta vaaditaan tavallisesti, että ne ovat liukoisia veteen, että niillä on suuri molekyylipaino (ja siis suuri luontainen viskositeetti), että ne liukenevat nopeasti veteen ja että ne eivät liuotessaan jätä liukenematonta jäännöstä.

Näiden orgaanisten höytelöimisaineiden valmistusmenetelmään nähden pyritään siihen, että polymerisaatio tapahtuu jatkuvasti niin väkevissä liuoksissa kuin mahdollista, mutta pyritään myös mahdollisimman hyvin poistamaan fotopolymerisaation aikana vapautuneet lämpö-yksiköt.

2 65267 Nämä erilaiset vaatimukset ja vielä muutkin ovat johtaneet höytelöi-vien orgaanisten polymeerien valmistamiseen menetelmällä, jossa monomeerien vesiliuos, joka sisältää jotakin fotoinitiaattoria, kerrostetaan ohueksi kerrokseksi liikkuvalle alustalle ja saatetaan siinä, jatkuvasti, alttiiksi säteilytykselle ultraviolettisäteillä (UV) .

Monomeerien vesiliuoksen valmistus ennen säteilytystä asettaa eräitä teknillisiä probleemoja. Itse asiassa, paitsi varsinaista monomeerien veteen liuottamista, mainittuihin liuoksiin on sisällytettävä jotakin fotoinitiaattoria, ja, tietyissä tapauksissa, jotakin alkalista agenssia kuten natronlipeää mainittujen liuosten pH:n korottamiseksi .

Lisäksi silloin kun pyritään säteilyttämään ilman hapen läsnäoloa, näistä monomeeriliuoksista on poistettava niiden mahdollisesti sisältämä liuennut happi (tätä happea johdetaan usein sisään etukäteen tahallaan suuressa määrin, polymerisaation estämiseksi edeltävän säilytyksen aikana).

Jos tällaisten monomeeriliuosten valmistus tapahtuu ilman erityistä varovaisuutta tai sopimattomalla tavalla, saattaa esiintyä erilaisia haitallisia seurauksia: alkalisten reagenssien vaikutukselle herkät monomeerit voivat alkaa saippuoitua, mikä johtaa höytelöimisaineisiin, joiden laatu ei ole vakio tai on huonosti määritelty? liuokset, joista happi on huonosti poistettu, saattavat olla vaikeasti polymerisoitavissa; vihdoin ja kaiken lisäksi on käänteisesti olemassa ennenaikaisten ja vääräaikaisten polymerisaatioiden vaara laitteiston sisällä, jotka polymerisaatiot ovat sitä vaarallisemmat kun niillä on taipumus levitä; nämä ennen- ja vääräaikaiset polymerisaatiot ovat myös sitä haitallisempia, kun laitteiston ollessa tarkoitettu ja sovitettu toimimaan jatkuvasti, on olemassa koko laitteiston tukkeutumisen vaara, varsinkin johtojen tukkeutumisen johdosta; nämä ennen- ja vääräaikaiset polymerisaatiot voivat käynnistyä vasta viivytettyinä (esimerkiksi useiden päivien toiminnan jälkeen); on siis erityisen tarpeellista poistaa kaikki syyt, joilla on enemmän tai vähemmän taipumusta panna alkuun tai edistää näitä ennenaikaisia polymerisaatioita.

Tähän mennessä pääasialliset keinot, joita on käytetty monomeerien vesiliuosten valmistukseen ovat yhtäältä näiden liuosten ainesosien 3 65267 välitön sekoittaminen ja toisaalta perättäisten sekoitinten sarjan käyttäminen.

Välitön sekoittaminen ei kuitenkaan sovi silloin, kun on etukäteen valmistettu monomeerin vesiliuos, joka, jotta sitä voitaisiin säilyttää sen ennenaikaisesti polymerisoitumasta, on hapetettu.

Perättäisten sekoitinten sarjan käyttämisellä, huolimatta sen eduista (yhden reagenssin täydellinen sekoittuminen ennen seuraavan reagenssin lisäämistä), on useita varjopuolia, varsinkin laitteiston liiallinen koko ja reagenssien liian pitkä viipymisaika. Hämmentimien ja kaikenlaisten muidenkin liikkuvien metallikappaleiden käyttö ei ole sopivaa, koska se saattaa edistää ennenaikaisia polymerisaatioita.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan entistä parempi menetelmä orgaanisten polymeerien valmistamiseksi UV-säteilytyksellä.

Toisena keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettujen menetelmien puutteita.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan entistä parempi keino UV-säteilytykselle altistettavaksi tarkoitettujen monomeerivesiliuosten valmistamiseksi nopeasti.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan UV-säteilytykseen sopivia monomeeriliuoksia.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan monomeeriliuoksia joista happi on hyvin poistettu ja joiden pH on vakio.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan monomeeri-vesiliuok-sia, jotka ovat sopivia UV-säteilytykseen, käyttämättä mekaanista, liikkuvia osia käsittävää hämmennysjärjestelmää.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on lyhentää minimiinsä varastossa olevan stabiilin monomeerin vesiliuoksen polymerisaatioon valmiiksi monomeerien vesiliuokseksi muuttamisaika. Muita keksinnön tarkoituksia käy vielä ilmi seuraavan selityksen edistyessä.

4 65267

Nyt on todettu, että nämä päämäärät voidaan aavuttaa keksinnön kohteena olevan menetelmän ansiosta. Tämä menetelmä on menetelmä olefiinisesti tyydyttämättömien monomeerien vesiliuosten valmistamiseksi, joka on tarkoitettu altistettavaksi, mieluimmin jatkuvatoimisesta, UV-säteilytykselle, ohuena kerroksena, ja tunnusmerkillistä tälle menetelmälle on se, että monomeerien, jotka ovat akryy-liamidi, metakryyliamidi, akryyli- tai metakryylihappo tai niiden suolat ja esterit tai kvaternisoidut aminoalkyyliakrylaatit ja -metakrylaatit, vesiliuosta syötetään täytekappalekolonnin yläpäähän, että kolonniin syötetään fotoinitiaattoria, että kolonnin alapäähän syötetään inerttiä kaasua, että kaasut kolonnissa kulkevat nousevaan suuntaan ja nesteet laskevaan suuntaan ja että inert-ti kaasu poistuu kolonnin yläpäästä ja UV-säteilytettäväksi valmis monomeeriliuos valutetaan pois kolonnin alapäästä.

Kolonnin yläpäähän syötetty monomeerien vesiliuos on yleensä yksinkertainen liuos, joka olennaisesti ja yksinkertaisesti käsittää veden ja monomeerit; useimmiten kyseessä on säilytettäessä stabiilina pysyvä liuos, so. liuos, joka sisältää paljon liuennutta happea, yleensä lähes kyllästysmäärän.

Silloin kun on toivottavaa, että monomeerien liuoksella on määrätty alkalinen pH, keksinnön mukaista menetelmää täydennetään sikäli, että kolonnin yläpäästä johdetaan sisään jonkin alkalisen reagenssin vesiliuosta, että kolonnin alapäästä ulos laskettua fotopolymerisoi-tavaksi valmiin liuoksen pH:ta mitataan jatkuvasti ja että alkalisen reagenssin vesiliuoksen virtaamaa säädetään jollakin servojärjestelmällä niin, että mitattu pH pysyy toivotussa arvossa.

Alkalisena reagenssina käytetään mieluimmin varsinkin natrium-, kalium- tai ammoniumhydroksidia; voidaan myös käyttää aikalisiä suoloja.

Fotoinitiaattori johdetaan kolonnin sisään yleensä liuoksena; se voidaan johtaa sisään kolonnin yläpäästä, mutta mieluimmin se johdetaan sisään kolonnin täytteellä varustettuun alaosaan; joka tapauksessa se mieluimmin johdetaan kolonnin sisään täytteen alapään yläpuolelta, korkeudelta, joka vastaa vähintään viidettä osaa täytteen kokonaiskorkeudesta.

h 5 65267 Täytteellä varustettu kolonni voi olla mitä tahansa tunnettua tyyppiä. Parhaana kuitenkin pidetään kolonnia, joka on sovitettu niin ja jota käytetään niin, että sen pidätys (eli hold up englanniksi) on 5 ja 10 %:n välillä kolonnin täytettä sisältävän ja täytteen yläpuolisen vyöhykkeen tilavuudesta, mieluimmin 10 ja 40 %:n välillä. Kolonnin pidätys on se nesteen määrä, joka tislattaessa on läsnä kolonnin täytteen sisältävässä osassa ja täytteen yläpuolisessa osassa.

Lisäksi mieluimmin käytetään kolonneja, joissa ei ole kuolleita vyöhykkeitä, so. vyöhykkeitä, joihin neste voi jäädä seisomaan. Täytteenä voidaan siis käyttää mitä tahansa täytettä, joka varmistaa sekä hyvän kaasun ja nesteen välisen kosketuksen että kuolleiden vyöhykkeiden puuttumisen ja joka mahdollistaa nesteiden ja kaasujen hyvän kierron; erityisen käyttökelpoisia ovat huokosetonta ainetta kuten esimerkiksi lasia, polyolefiineja, polyfluoriolefiineja, polyamideja, polyestereitä, polykarbonaatteja ja polysulfoneja olevat täytteet; erityisen käyttökelpoisista täytteen muodoista voidaan yksinkertaisena esimerkkinä mainita palloset, tasokierukat, osaksi onttoseinäiset sylinterit ja sylinterikierukat.

Koko täyte lepää sopivasti ristikolla, joka pysyttää sen paikallaan; tämän ristikon silmien minimiinitta on yleensä suurempi kuin 0,5 mm, mieluimmin suurempi kuin 3 mm.

Erään ensisijaisen variantin mukaan täyte koostuu yläosassaan pienikokoisista elimistä (hieno täyte) ja alaosassaan suurempikokoisista elimistä (karkea täyte). Nämä kaksi osaa voivat olla erillään (so. täyteettömän vyöhykkeen erottamina). Karkean täytteen elinkoko on yleensä yli 1,2 kertaa, mieluimmin 1,6-5 kertaa niin suuri kuin hienon täytteen elinkoko. Voidaan kuitenkin myös käyttää kahta täytettä, joissa elinten koko on sama.

Täytekolonnin seinät ovat edullisesti sisäpuolelta sileät; mieluummin ne myös ovat läpinäkymättömät tai ne on tehty läpinäkymättömiksi; jos ne koostuvat jostakin läpinäkyvästä aineesta, ne siis mieluimmin päällystetään jollakin läpinäkymättömällä aineella, esimerkiksi mustalla, joka tarpeen vaatiessa on varustettu liikkuvilla (so. avattavilla ja suljettavilla) tarkastusaukoilla. Sopivana täytekolonnin aineksena voidaan mainita esimerkiksi lasi ja polymeeriset ainekset (joka termi käsittää myös polykondensaatit).

6 65267

Erään ensisijaisen mutta ei pakollisen sovellutusmuodon mukaan eri nesteet ja kaasut syötetään kolonniin uppoputkilla, so. putkilla, joiden toinen pää tunkeutuu kolonnin sisään ja suuntautuu alaspäin.

Toiminnallisella tasolla pyritään lisäksi noudattamaan eräitä muita toimintaolosuhteita. Niinpä yleensä järjestetään niin, että heti täytettä kannattavan ristikon alapuolella oleva tila on täytetty kaasufaasilla, (joka termi käsittää myös höyryt); näissä olosuhteissa kolonnia myöten alaspäin laskeuduttaessa kohdataan perättäin: täyte, ristikko, kaasufaasia sisältävä vyöhyke, ja sitten, kolonnin pohjalla, nestefaasi, joka koostuu monomeeriliuoksesta, joka on valmis UV-säteilytettäväksi. Lisäksi pidetään parempana, että täytteen yläosa ei ole nestefaasin peittämä.

Mieluimmin myös UV-säteilytettäväksi valmis liuos syötetään liikkuvalle hihnalle täytekolonnista ilman pumppua. Tämä saadaan kätevästi aikaan taivutetun putken avulla, joka muodostaa ylivuodolla toimivat sifoni-tyyppisen järjestelmän; tällaisessa järjestelmässä täytekolonnin alapää on UV-säteilytykseen valmiin liuoksen peitossa, ja tätä liuosta lasketaan ulos jatkuvasti taivutetun putken kautta, jolloin mutkan yläosa on alemmalla korkeudella kuin täytettä kannattava ristikko, mikä tekee mahdolliseksi pysyttää kaasufaasi tämän ristikon alla. Lisäksi putkien läpimitat on sovitettu sillä tavoin, että nesteen virtaus taivutetussa putkessa ei tapahdu nykäyksittäin vaan säännölliseen tapaan.

Oheisessa kuviossa on esitetty eräs mahdollinen laite, jolla keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa.

Tässä laitteessa kolonni 1 on varustettu täytteellä 2 ja täytteellä 3. Täyte 2 voi olla hienojakoista ja täyte 3 voi olla karkeata: voidaan kuitenkin myös käyttää samaa täytettä kohdassa 2 ja kohdassa 3. Kolonnin yläpäässä kohdassa 4 syötetään olefiinisesti tyydyttämättömien monomeerien vesiliuosta, joka sisältää liuennutta happea; kohdassa 5 syötetään soodaa; kohdassa 6 syötetään fotoinitiaattoria; kohdassa 7 syötetään typpeä, joka jättää laitteen kohdassa 8; ristikko 9 kannattaa täytteen alaosaa 3; koska täyte tässä tapauksessa on selvästi erotettu kahdeksi erilliseksi osaksi, toinen ristikko 10 kannattaa täytteen yläosaa. Kolonnin alaosa sisältää kaasufaasia 11 ja alimpana UV-säteilytykseen valmista liuosta 12. Taivutettu putki 13 7 65267 varmistaa tämän liuoksen virtauksen suuntaan 14 liikkuvalle hihnalle, jonka päällä tapahtuu sen UV-fotopolymerisaatio ohuena kerroksena. Kojeella 16 voidaan toisaalta mitata liuoksen 12 pH-arvo ja tämän mittauksen perusteella säätää soodan (vesiliuoksen) syöttöä kohdassa 5 venttiilin 15 avulla.

Typpi voidaan itse asiassa korvata millä tahansa inertillä kaasulla, esimerkiksi argonilla. Typen ja nesteiden asianomaiset virtaamat valitaan niin, että liuenneen hapen pitoisuus sätelytettäväksi valmiissa liuoksessa on yleensä pienempi kuin 0,1 %, mieluummin pienempi kuin 0,01 % ja mieluimmin pienempi kuin 0,005 % kyllästyspitoi-suudesta (painon mukaan).

Käytetyt olefiinisesti tyydyttämättömät monomeerit ovat vähintään 50 paino-%:sesti, mieluimmin vähintään 80 paino-%rsesti akryylimono-meereja.

Keksinnössä erityisen käyttökelpoisina monomeereinä voidaan mainita varsinkin akryyliamidi, metakryyliamidi, akryyli-, metakryyli-, metallyylisulfoni- ja vinyylibentseenisulfonihappo ja niiden suolat ja esterit, varsinkin alkalisuolat; N-vinyylipyrrolidoni; metyyli-2-5-pyridiini ja aminoalkyyliakrylaatit ja -metakrylaatit, jotka yhdisteet ovat mieluimmin kvaternisoidut ja tapauksesta riippuen sisältävät mieluimmin 4-16 hiiliatomia kvaternisoidussa aminoalkyyliosas-saan. Näiden monomeerien käyttäminen erikseen tai seoksena johtaa homopolymeerisiin tai kopolymeerisiin höytelöimisaineisiin, ja näiden monomeerien luonne ja suhteelliset määrät valitaan tietenkin sillä tavoin, että saadaan veteen liukoisia polymeerejä. Niinpä ak-rylonitriiliä ja metakrylonitriiliä voidaan myös käyttää komonomee-reina, mutta mieluimmin niiden pitoisuus muihin monomeereihin nähden rajoitetaan vähemmäksi kuin 3 paino-%.

Ensisijaiset monomeerit ovat akryyliamidi, akryylihappo ja sen alkalisuolat ja kvaternisoidut (kloridi- tai sulfaattimuotoiset) dialkyyli-aminoalkyylimetakrylaatit.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien ja UV-säteilytykselle altistettavien vesiliuosten monomeeripitoisuus on yleensä 30 ja 90 paino-%:n välillä.

65267

Akryyliamidia ja akrylaatteja (metallisuoloja) käytettäessä pitoisuus on yleensä 30 ja 70 %, mieluimmin 30 ja 60 %:n välillä.

Kvaternisoituja ammoniumsuoloja, varsinkin aminoalkoyylin metakrylaa-teista johdettuja käytettäessä, olkootpa ne yksinään tai seoksena jonkin akryyliamidin kanssa, pitoisuus on yleensä 40 ja 90 paino-%, mieluimmin 50 ja 88 paino-%:n välillä.

Fotopolymerisaation alullepanoaineet, joita myös nimitetään foto-initiaattoreiksi, ovat sinänsä tunnettua tyyppiä. Niistä voidaan mainita varsinkin diasetyyli, dibentsoyyli, bentsofenoni, bentsoiini ja sen alkoyylieetterit, varsinkin sen metyyli-, etyyli-, propyyli- ja isopropyylieetterit. Fotopolymerisoitavan monomeeriliuoksen foto-initiaattoripitoisuus on yleensä 0,005 ja 1 %:n välillä, monomeeristä tai monomeereistä laskettuna, mieluimmin 0,01 ja 0,5 %:n välillä. Voidaan myös käyttää antrakinonisia polymerisaation apuaineita kuten ranskalaisessa patenttijulkaisussa FR 2 327 258 on selitetty.

Keksinnön kohteena on siis myös varsinkin höytelöimisaineina käyttökelpoisten orgaanisten polymeerien valmistusmenetelmä, jolle tunnusmerkillistä on se, että UV-säteilytykselle altistetaan ohut kerros vesiliuosta, joka on valmistettu edellä määritetyllä menetelmällä minä tahansa sen sovellutusmuotona.

Tämä UV-säteilytys suoritetaan tavallisesti säteilyllä, jonka aallonpituus on 50 ja 500 nm, mieluimmin 300 ja 450 nm välillä.

Polymeerin vesiliuos kerrostetaan liikkuvalle alustalle, joka yleensä käsittää päättömän hihnan tai useita perättäisiä päättömiä hihnoja. Ohuen fotopolymerisaatiomiljöö-vesiliuoksen kerroksen paksuus on yleensä 2 ja 20 mm, mieluimmin 3 ja 8 mm:n välillä. Liikkuva alusta on mieluimmin tarttumista vastustava; sopivana aineksena alustaa varten voidaan mainita polyperfluoriolefiinit ja metallit, jotka joko on päällystetty tai ei vettähylkivällä muovikalvolla kuten esimerkiksi polyesterikalvolla.

Fotopolymerisaation kehittämän lämmön poistamiseksi on tavallista jäähdyttää liikkuvaa fotopolymerisaatioalustaa. Tämä jäähdytys suoritetaan kätevästi liikkuvan alustan alapinnasta, mieluimmin suihkut- 9 65267 tamalla kylmää vettä. Polymerisaatiomiljöön lämpötila pysytetään alle noin 75°C:n, mieluimmin alle 65°C:n. Voidaan kuitenkin luopuakin jäähdytyksestä, varsinkin silloin kun huomattava osa monomeereis-ta on jo polymerisoitunut, esimerkiksi silloin kun jäännösmonomeeri-pitoisuus on alle 10 %, mieluimmin alle 2 % (painon mukaan, laskettuna fotopolymerisaatiolle altistetusta massasta).

Fotopolymerisaatiolle altistettujen monomeerien vesiliuosten pH on yleensä 4 ja 13 välillä. pH:n nimenomainen arvo riippuu useista eri tekijöistä, varsinkin kulloinkin käytetyistä monomeereista ja siitä molekyylipainosta, johon pyritään, ja myös monomeereille ominaisista epäpuhtauksista. Yleensä pH:ta korottamalla pyritään välttämään korkeimpien molekyylipainojen ristisidontaa (joka ristisidonta kehittää liukenemattomia jakeita), mutta liian korkea pH ei ole toivottavaa varsinkaan silloin kun monomeerit ovat herkkiä saippuoitumaan.

Siinä tapauksessa, että valmistetaan orgaanisia anionisia polymeerejä (kationinvaihtimia, kuten esimerkiksi akryyliamidien ja akrylaat-tien aikalisiä kopolymeereja), käytetty pH on yleensä yli 9 ja useimmiten yli 10.

Sen mukaa mitä edellä on sanottu, fotopolymerisaatiolle altistetaan olefiinisesti tyydyttämättömien monomeerien vesiliuos edellä määritellyissä olosuhteissa. On kuitenkin selvää ja ilmeistä, että foto-polymerisaatiomiljöö on edellä määritellyn luonteisena ja pitoisena vesiliuoksena ainoastaan alussa; päinvastoin, sikäli kuin polymeri-saatio edistyy, fotopolymerisaatiomiljöö tulee yhä viskoosimmaksi, kunnes se tulee kiinteäksi, ja sen yläpuolisen ilmakehän (erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan) on jatkuvasti sisällettävä kosteutta (niin kuin jäljempänä selitetään).

Itse polymerisaatio voidaan suorittaa yhdessä tai useammassa vaiheessa; voidaan suorittaa UV-säteilytystä kunnes jäännösmonomeerien pitoisuus on saavuttanut toivotun arvon. Säteilytyksen lopulla voidaan säteilyttää esimerkiksi jäähdyttämättä liikkuvaa alustahihnaa ja hapen läsnäollessa.

Fotopolymerisaatiolle altistetun miljöön yläpuolinen ilmakehä on, ainakin alkuosassa, mieluimmin kostea ja/tai hapeton. Kostea ilmakehä 10 65267 saadaan esimerkiksi huuhtelemalla kaasulla, jota on kuplitettu vedessä tai vesipitoisessa nesteessä. Hapettomalla ilmakehällä tarkoitetaan ilmakehää, jossa on vähemmän kuin 5, mieluimmin vähemmän kuin 0,5 tilavuus-% happea; hapeton ilmakehä saadaan esimerkiksi huuhtelemalla inertillä kaasulla.

Vihdoin monomeerien vesiliuokseen voidaan lisätä erilaisia polymeri-saation apuaineita, varsinkin polyhydroksyloituja yhdisteitä ja erityisesti yhdisteitä, jotka sisältävät vähintään yhden happo- tai suolaryhmän ja vähintään kaksi sekundääria alkoholiryhmää. Alkali-set glukonaatit ovat erityisen sopivia. Näitä yhdisteitä voidaan lisätä esimerkiksi (täyte) kolonnin yläpäähän tai (täyte) kolonnin yläpäähän syötettyyn monomeeriliuokseen.

Keksinnön mukaan valmistetut höytelöimisaineet ovat varsin hyödyllisiä vesien ja jätevesien käsittelyn alueella.

Seuraava esimerkki havainnollistaa keksintöä ja osoittaa miten se voidaan toteuttaa.

Esimerkki Käytetään piirustuksessa esitetyn mukaista kolonnia. Sen läpimitta on 15 cm ja korkeus 185 cm.

Ylemmän täytteen korkeus on 100 cm.

Alemman täytteen korkeus on 20 cm.

Kolonni on päällystetty mustalla kalvolla.

Yläosassa samoin kuin alaosassa täyte on lasia ja koostuu yleisesti sylinterinmuotoisista ruuvikierukoista, joiden läpimitta on 9 mm.

Kolonnin yläpäähän syötetään 369 1/h monomeeriliuosta, joka on saatu 1364 kg:sta demineralisoitua vettä, 351 kg:sta akryylihappoa (puhtaus 97 %, loppu vettä), 378 kg:sta natronlipeän vesiliuosta (väkevyys 50 paino-%), 950 kgrsta akryyliamidia ja 34 kg:sta glyserolia.

50 paino-%:sta natronlipeän vesiliuosta syötetään kolonnin yläpäähän ja pH säädetään arvoon 11.

i 11 65267

Kahden täytteen väliin syötetään fotoinitiaattoriliuosta (0,45 kg bentsoiinin isopropyylieetteriä ja 13 kgrssa metanolia) 2,1 1/h suuruisin virtaamin.

3

Kolonnin alapäähän syötetyn typen virtaama on 4,5 m /h. Kolonnin yläpäähän syötetyn monomeeriliuoksen happipitoisuus vastaa kylläs-tystilaa, kun taas kolonnin alapäässä fotopolymerisaatioon valmiin liuoksen happipitoisuus on yhtä suuri tai pienempi kuin 0,2 ppm (miljoonasosaa) .

Lämpötila on ympäristön lämpötila (noin 23°C).

Mitään ennenaikaista polymerisaatiota ei kehity edes jatkuvassa ja pitkäaikaisessa toiminnassa. Laitteiston kokohan onkin pieni ja monomeeriliuoksen, sen laitteesta poistuessa, happipitoisuus on hyvin pieni.

Kolonnin sisässä neste ei peitä ylempää täytettä ja kolonnin alapäässä sen jakauma on piirustuksen mukainen.

Laitteista poistuva ja fotopolymerisaatioon valmis monomeeriliuos kerrostetaan sitten ohueksi kerrokseksi (paksuus 4,5 mm) liikkuvalle hihnalle ja sitä säteilytetään ultraviolettisäteillä (pienpaine-elohopealampuilla) 1,08 m leveydeltä 15 minuuttia.

Kuivatuksen ja rouhimisen jälkeen saadaan veteen liukoinen kopolymeeri, jonka luontainen viskositeetti on 18 dl/g.

Claims (10)

12 6 5 2 6 7

1. Olefiinisesti tyydyttämättömien monomeerien UV-säteilytyksel-le ohuena kerroksena altistettavaksi tarkoitettujen vesiliuosten valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että monomeerien, jotka ovat akryyliamidi, metakryyliamidi, akryyli- tai metakryylihappo tai niiden suolat ja esterit tai kvaternisoidut aminoalkyyliakry-laatit ja -metakrylaatit, vesiliuosta syötetään täytekolonnin yläpäähän, että kolonniin syötetään fotoinitiaattoria, että kolonnin alapäähän syötetään inerttiä kaasua, että kaasut kolonnissa kulkevat nousevaan suuntaan ja nesteet laskevaan suuntaan ja että inert-ti kaasu poistuu kolonnin yläpäästä ja UV-säteilytettäväksi valmis monomeeriliuos valutetaan pois kolonnin alapäästä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonnin yläpäähän syötetty monomeerin vesiliuos sisältää vettä, monomeerit ja suuren pitoisuuden liuennutta happea.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että alkalisen reagenssin, mieluimmin hydroksidin vesi-liuosta syötetään kolonnin yläpäähän, että kolonnin alapäästä ulos valutetun, fotopolymerisaatioon valmiin liuoksen pH jatkuvasti mitataan ja että alkalisen reagenssin vesiliuoksen virtaamaa säädetään servojärjestelmän avulla niin, että pH pysyy vakiona.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonnin pidätys on 5-50, mieluimmin 10-40 % kolonnin siitä tilavuudesta, joka käsittää täytteet ja täytteiden yläpuolisen tilan.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonni on sisäpuolelta sileätä, läpinäkymätöntä tai läpinäkymättömäksi tehtyä ainetta, että kolonnissa ei ole kuolleita vyöhykkeitä, että täyte on huokosetonta ainetta ja että täyte lepää ristikolla.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täytettä kannattavan ristikon alla on vyöhyke, joka sisältää kaasufaasia, ja sitten, kolonnin pohjalla, UV-säteilytykseen valmista liuosta ja että tätä liuosta valutetaan ulos ilman pumppua, taivutettua johtoa myöten. 13 65267

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että UV-säteilytettäväksi valmis monomeeriliuos sisältää happea vähemmän kuin 0,01 %, mieluimmin vähemmän kuin 0,005 %.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuosten monomeeripitoisuus on 30 ja 90 paino-%:n välillä ja että niiden fotoinitiaattoripitoisuus on 0. 005.ja 1 paino-%, mieluimmin 0,01 ja 0,5 paino-%:n välillä.

9. Varsinkin höytelöimisaineina käyttökelpoisten orgaanisten polymeerien valmistusmenetelmä UV-säteilyttämällä monomeerien vesiliuosta ohuena kerroksena, tunnettu siitä, että jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaan valmistettua monomeeriliuos-ta, jonka pH on 4-13, säteilytetään säteilyllä, jonka aallonpituus on 50-500 nm, mieluimmin 300-450 nm ja että ohuen kerroksen paksuus on mieluimmin 2-20 mm.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fotopolymerisaatiomiljöön yläpuolinen ilmakehä on kostea ja/tai hapeton.