NO120802B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av makromolekylære stoffer egnet til glassfibre.

Hittil er det i mange teorier angående

krystallografi og stoffer i fast tilstand an-tatt at ordningen av partiklene i en kry-stall var like regelmessig som ordningen av atomene i et lite organisk molekyl. Observasjoner basert på midlere egenskaper er blitt tolket som om alle store molekyler eller aggregater var identiske. Ved utar-beidelse av metoder til fremstilling av store molekyler er tidligere forskere i noen til-felle blitt påvirket av slike teorier angående regelmessighet.

Fagfolk som arbeider i områder beslektet med silikatkjemien har i alminnelighet lagt vekt på kiselsyrens ytterst store uoppløselighet og på at det bare er mulig å få oppløselige silikater ved å bruke sterkt alkaliske oppløsninger. Kiselsyre er imidlertid oppløselig i rent, nøytralt, varmt vann i en utstrekning pa omkring 0,04 pst. og en mettet, vandig oppløsning av ren kiselsyre har karakteristika både i biologisk og kjemisk henseende som skiller en sådan oppløsning fra rent vann. Videre kan kiselsyre med liten partikkelstørrelse disper-geres i vann.

Ved utviklingen av foreliggende oppfinnelse ble der observert at mange av de krystallografiske observasjoner kan sam-menpasses med en teori om tett sammen-pakkede aggregater med en tilfeldig eller vilkårlig fordeling av karakteristika. Det ble også observert at karakteristika for til hverandre støtende grenseflater i et heterogent system kunne modifiseres ved å oppnå en dynamisk balanse mellom ten-denser som står noe mot hverandre, og at heterogene systemer omfattende vannopp-løselig kiselsyre er spesielt følsomme over-for en regulering av karakteristika for grenseflatene i de heterogene systemer. Hittil er katalysatorgranuler eller -perler blitt fremstillet ved å la en blanding av vandige oppløsninger inneholdende materialer av typen natriumsilikat blandes i en strøm som overføres til en høyt hydratisert gelatinaktig blanding. Ved hjelp av lignende fremgangsmåter har man tidligere fremstillet i høy grad hydratiserte gelatinaktige, trådformede legemer fra oppløsninger fra natriumsilikat. I slike fremgangsmåter for fremstilling av materiale med høy molekylvekt innføres i betydelig utstrekning hydratvannet i be-standdelene med lavere molekylvekt i materiale med den høyere molekylvekt.

Hittil har man fremstillet gelatinaktige, trådformede legemer av vandige blandinger av organiske stoffer. Slike trådformede legemer har imidlertid vanligvis hatt stor diameter, vært i høy grad hydratiserte, porøse og/eller har hatt en liten strekkfasthet.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnel-sen til fremstilling av makromolekylære stoffer egnet til glassfibre eller overtrekksmidler desorberes vann under økningen i molekylvekten, hvorpå man får relativt vannfritt eller ikke hydratisert materiale med høyere molekylvekt. Man utgår fra et vandig system i hvilket der er tilstede vann samt partikler av kolloidal kiselsyre og 5—75 vektspst. glassdannende anorganiske oxyder med en partikkelstørrelse på 5—100 mikroner, og det karakteristiske ho-vedtrekk ved fremgangsmåten er at man 1 det vandige system inkorporerer en stabilisator i et mengdeforhold på mindre enn 2 pst., beregnet på de anorganiske oxyders vekt, hvilken stabilisator hovedsakelig er en blanding av alkyl- og/eller arylsiliko-nater, organiske hydrofobe materialer med molekylvekt på minst 5000 og organiske hydrofile materialer med molekylvekt på minst 10 000, og avvanner dette system, hvorved der samtidig med avvahningen foregår en forhøyelse av molekylvekten, så at der dannes et i det vesentlige avvannet produkt med høyere molekylvekt.

De organiske hydrofobe materialer kan være naturlig gummilatex, syntetisk gummi, sampolymerisater av vinylklorid og akrylsyrenitril, sampolymerisater av butadien og akrylsyrenitril, vinylharpikser, vl-nylidenkloridhapikser, stivelse-etere, stivelse-estere, butylakrylat, og de organiske hydrofile materialer med molekylvekt på minst 10 000 kan være etylacetat, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, polymetakrylsyre og sampolymerisater derav.

En teori om overføring av protoner tar sikte på å forklare den samtidige avvanning og økning i molekylvekt. Et spisst legeme kan føres inn i visse vandige systemer som er fremstillet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse og glassfibre tas ut fra slike systemer. Når glassfibrene tas ut av oppløsningen, dannes der nye glassaktige masser på det sted hvor glassfibrene uttas, og de glassaktige masser av-vannes i det vesentlige fullstendig, ikke ved fordampning, men øyeblikkelig ved en kjedereaksjon bestående i overføring av protoner.

I den foretrukne utførelsesform for fremgangsmåten til fremstilling av glassfibre ifølge foreliggende oppfinnelse, dan-ner man tre vandige blandinger, nemlig én blanding inneholdende en blanding av glassdannende metalloksyder (som er relativt uoppløselige i vann), én blanding bestående av en suspensjon av kiselsyrepar-tlkler og én blanding inneholdende et over-føringsmiddel. Uten dette overføringsmid-del ville blandingen av suspenderte kiselsyrepartikler og metalloksyder være til-bøyelig til raskt å danne et gelatinaktig materiale, men på grunn av overførings-midlet polymeriseres bare en del av be-standdelene og polymeriseringen stoppes på et slikt stadium at overføringsmidlet kan holde det delvis polymeriserte materiale suspendert som partikler i det vandige system. Slike suspensjoner kan undersøkes med metoder for bestemmelse av tetthets-gradienten, hvorved det fastslås at blandingen er et komplekst system inneholdende vann, oppløselig kiselsyre, partikler av metallhydroksyder, suspenderte kiselsyrepartikler, suspenderte partikler av metalloksyder, suspenderte små partikler av polymerisasjonsproduktet av kiselsyre og metalloksyder, pufferbestanddeler og over-føringsmiddel. I slike suspensjoner hersker der en dynamisk balanse som hensiktsmessig kan betegnes som en likevekt mellom bestanddeler med forskjellig molekylvekt. Overføringsmidlet understøtter avvanning av partiklene og opprettholdelse av den dynamiske likevekt. Glassfibrene dannes ved overføring av protoner, idet der finner sted i det vesentlige samtidig avvanning og økning i molekylvekten for den glassaktige masse ved det punkt hvor man tar ut glassfibrene.

Tallrike utførelsesformer for oppfin-nelsen er mulige. Således kan glassfibre fremstilles ved moderate temperaturer fra vandige systemer. Proteiner kan fremstilles ved reaksjonen av aminosyrer som er adsorbert på kiselsyrepartikler. Bøyelige, plastiserte hinner eller filmer av natriumsilikat kan fremstilles. Andre materialer kan bindes sammen ved bindemidler som overveiende består av anorganiske materialer, idet man bruker vandige systemer ved anvendelsen av slike bindemidler. Oppfin-nelsen omfatter således mere enn de spe-sielle produkter som kan fremstilles ved hjelp av samme.

I det følgende gis en rekke eksempler som illustrerer noen av de kjemiske og fysikalske forhold av betydning for foreliggende oppfinnelse.

Eksempel I.

Mineralske fibre med fysikalske egenskaper som i noen henseender er bedre enn egenskapene hos glassfibre fremstillet av smeltet glass, ble fremstillet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse.

Glassfibrene ble trukket fra et stabi-lisert, heterogent, vandig system som i korthet kan karakteriseres som en sirup og med en sammensetning ved hvilke systemet hvis ikke passende stabiliserings-midler hadde vært tilstede, ville være til-bøyelig til å danne en gel ved romtemperatur. De partikler som er suspendert i vann kan bestå av glassfritte, metalloksyder eller lignende, men den dynamiske likevekt mellom de oppløste og dispergerte faste stoffer forståes lettere når man henholder seg til en dispersjon av gelatinaktige små kuler. Det er til og med mulig å danne systemer i hvilke relativt store partikler kiselsyreholdig hydrosol (høyt hydratiserte metalloksyder med de nesten faste karak-teristiska for en gel, en gelatinaktdg pasta eller lignende) er dispergert i vandige oppløsninger av kiselsyre, og i hvilke stabdliseringsmidlet forhindrer geldannelse men tillater joneutveksling mellom de store og de oppløste partikler. Man rettet særlig oppmerksomhet på fremstillingen av stabiliseringsmidlet.

I handelen tilgjengelige kvaliteter av monomert etylmetakrylat og monomert vi-nylacetat, ble polymerisert og sampolyme-risert, og man lot dem reagere med hverandre under omrøring i en vandig oppløs-ning inneholdende 35 pst. eddiksyre ved 82° C. Omkring 18 deler av hver monomer tilsettes til 70 deler av eddiksyreoppløsnin-gen. Der kan da dekanteres fra en blanding inneholdende omkring 30 vektpst. faste reaksjonsprodukter. Reaksjonspro-duktene er hovedsakelig etylacetat, poly-akrylsyre, polyvinylalkohol, polyvinylacetat, polymetakrylsyre og sampolymerisater. Dette materiale betegnes med oppløs-ning A.

Der ble fremstilt en blanding inneholdende 85 pst. av oppløsning A, 1,33 pst. av en i handelen tilgjengelig oppløsning av natriummetylsilikonat og 12 pst. av et delvis omdannet polydimetylsiloksan med en viskositet på 1000 centistok. Oppløsnin-gen av natriummetylsilikonat inneholdt omkring 22 pst. (CH^SiO, 5) og 9,5 pst. Na20 eller omkring 32 ± 2 pst'. Na303SiCH3.

Blandingen som betegnes med oppløs-ningen B, inneholdt

Oppløsning B ble fortynnet med 25 volumdeler vann og ble derpå raskt og under omrøring tilsatt konsentrert ammoniakk i en mengde som var tilstrekkelig til å få en pH-verdi på 9,5. Dette materiale ble beregnet med oppløsning C.

Oppløsning C ble blandet med en al-kalisk dispersjon av naturgummilatex betegnet med oppløsning D. Blandingen betegnes oppløsning E. Der ble tilsatt latex-dispersjon (oppløsning D) i en mengde tilsvarende 5 deler faste stoffer, og av opp-løsning C brukte man en mengde tilsvarende 3 deler faste stoffer. Man fikk altså beregnet på de faste stoffer, 8 deler opp-løsning E. pH-verdien ble holdt konstant på 9,5 ved tilsetning av ammoniakk og omrøring.

Den erholdte blanding, altså oppløs-ning E; hadde en sammensetning som om-trent tilsvarer:

Denne blanding (oppløsning E) kan hensiktsmessig betegnes som et stabiliseringsmiddel for flere forskjellige systemer.

Der ble fremstillet en suspensjon av finmalte, anorganiske partikler og vann, Denne suspensjon betegnes oppløsning F. Partiklene hadde en midlere partikkelstør-relse på 35 mikroner og et område for par-tikkelstørrelsen fra omkring 4 til 120 mikroner, idet omkring 60 pst. hadde en stør-relse på omkring 30 til 40 mikroner. Partiklene utgjorde omkring 90 pst. av suspensjonen og ble godt blandet med de 10 pst. vann som suspensjonen inneholdt. Der ble brukt en handelskvalitet av fritte som frembringer ugjennomsiktighet av den art som brukes ved fremstilling av porselensemalje. Det ble funnet at denne blanding av finmalte metalloksyder hadde følgende sammensetning:

Der ble fremstillet en kolloida! opp-løsning av kiselsyre, betegnet oppløsning H. Man lot eddiksyre reagere med en opp-løsning av natriumsilikat inneholdende omkring en halv mol kiselsyre pr. mol natriumoksyd eller omtrentlig tilsvarende formelen Na4SiO-». Man lot herved en vandig oppløsning inneholdende 36,8 pst. Na-fSiOé reagere med samme vektsmengde iseddik, så at man fikk en blanding inneholdende 9 pst. kolloidal kiselsyre. Denne blanding ble renset ved dialyse, hvorved meget av natriumacetatet ble tatt ut av blandingen og den kolloidale kiselsyresus-pensjon ble tilbake. Kiselsyreinnholdet i den erholdte kolloidale suspensjon (betegnet oppløsning G) var omkring 9 pst. og hele mengden av kiselsyre var tilstede i form av partikler med mindre enn omkring 1 micron diameter. Alle partiklene i opp-løsning H hadde en diameter som bare var omkring 1/35 av partiklenes diameter i oppløsning G. Totalvolumet av partiklene i oppløsning H var bare omkring 1/40 000 av totalvolumet av partiklene i oppløsning

G.

Som en demonstrasjon av de geldan-nende egenskaper hos blandingen av suspensjonen av metalloksyder i pulverform og oppløsningen av kolloidal kiselsyre ble en volumdel av suspensjonen langsomt tilsatt til to volumer av den kolloidale suspensjon av kiselsyre. Blandingen gikk da over til en i det vesentlige irreversibel gelatinaktig sol i løpet av en time.

Ved å bruke det stabiliseringsmiddel (oppløsning E) som er angitt i det fore-gående, var det mulig å fremstille oppløs-ninger som bibeholdt sirupsaktdge egenskaper i stedet for å være en gelatinaktig sol. Bare en mengde på mindre enn 2 pst. av stabiliseringsmidlet var nødvendig her-til. Blandingen av suspensjonen, den kolloide oppløsning og stabiliseringsmidlet ble utført ved temperaturer omkring romtemperatur eller ved omkring 21° CI stedet for å tilsette suspensjonen av finmalte metalloksyder til den kolloidale kiselsyreoppløs-ning, ble den kolloidale kiselsyreoppløsning meget raskt og under kraftig omrøring tilsatt til halvparten av volumet av suspensjonen av finmalte metalloksyder (oppløs-ning G) og umiddelbart derefter under fortsatt omrøring ble omkring 2 pst. av oppløsningen av stabiliseringsmidlet (opp-løsning E) tilsatt, hvorved der ble dannet en blanding (oppløsning H) med omtrentlig følgende sammensetning:

Et meget bemerkelsesverdig fenomen inntraff like etter blandingen av de tre oppløsninger F, G og E. I løpet av omkring 3 sekunder begynte nemlig blandingen å gå over til en gelatinaktig sol, men i stedet for å bli en vanlig gel gikk materialet i løpet av omkring 300 sekunder spontant tilbake til en suspensjon og forble deretter en sta-bil suspensjon.

Blandingen (oppløsning H) ble befridd for luft ved å boble gassformig ammonium-hydroksyd gjennom den i et kammer hvor der hersket et trykk på omkring 700 mm. Der ble herved dannet en sirup som lot seg spinne (oppløsning I).

Av denne oppløsning I ble der dannet glassfibre ved å gå frem på forskjellige måter. Den enkleste metode besto i at spis-sen av en trepinne (f. eks. en tannpirker) ble stukket ned i oppløsningen og derpå trukket langsomt ut av denne, hvorved der ble dannet en glassfiber som var lengere enn 2,5 cm. Den glassaktige masse ble både dannet og avvannet på det punkt hvor fiberen ble trukket ut av oppløsningen.

Ved undersøkelse under mikroskopet ble det observert at noen av fibrene hadde større diameter enn de andre, idet området for diameteren var fra 1 micron til 8 microner, samt at mange av fibrene hadde en diameter som var litt mindre enn diameteren, 5 microner, av glassfibre som anvendes i tekstilmaterialer for dekorative formål. De glassfibre som var fremstillet av den

nevnte vandige oppløsning, hadde en

strekkfasthet på omkring 17 500 til 29 000 kg/cm<2>. Også mange andre undersøkelser

av disse fibre viste at de i mange henseende

var like gode som fibre fremstillet ved den vanlige ekstrudering av smeltet gass. Disse fibre fremstillet av oppløsning I hadde gode overflateegenskaper og hadde

ikke den tilbøyelighet til å skure eller slipe som fibre fremstillet av smeltet glass har. Overflateegenskapene hos de først-nevnte fibre lignet derimot disse egenskaper hos tekstilmaterialer av glassfibre efter behandling for at de skulle føles og ha «grep» som organiske tekstilmaterialer. Be-traktet under et stereoskopisk biokulært mikroskop viste fibrene fremstillet av opp-løsning I seg å være fullstendig like gjen-nomsiktige som fibre fremstillet av smeltet glass. De var fullkomne sylindre og viste seg således å foreligge i virkelig glassaktig tilstand til forskjell fra å være av gelatinaktig natur.

Det ønskes ikke å begrense foreliggende oppfinnelse ved teoretiske forkla-ringer av de verdifulle resultater som oppnåes. Imidlertid er der fremsatt følgende forklaring for fenomenene: Kolloidale suspensjoner av kiselsyre inneholdende partikler av ortokiselsyre Si(OH).t med diameter i området fra 10 til 100 millimikroner består av amorfe kiselsyrepartikler som er i høy grad hydratisert på overflaten. Hydratiseringsgraden avtar med økende partikkelstørrelse. Meka-nismen i forbindelse med partiklenes vekst er ikke klar, men antas å omfatte hydra-tisering og dehydratisering. Når kolloidkiselsyre som er fremstilt av natrium-metasilikat ved sur hydrolyse og påføl-gende dialyse, bringes til å polymeriseres til polykiselsyrer med høy molekylvekt, er de store partikler av suspensoid som dannes, tilbøyelig til å utfnokkes, i noen til-felle under dannelse av tråder og fibriller. Dette fenomen kan føres tilbake til lad-nings-nøytralisasjon av polykiselsyrens kjerner. Når et metalloksyd som ferrooksyd eller kalsiumoksyd eller sirkonlumoksyd suspenderes i et medium inneholdende kolloidal kiselsyre og pH-verdien innstilles like opp til det punkt hvor metalloksydet er tilbøyelig til å danne hydroksyd, trenger metallionet inn i polykiselsyreaggregatet. Dette kan frembringe strukturer som eller

Sådan innføring av metall joner på slump i polykiselsyrestrukturen finner fortrinnsvis sted under visse optimale betingelser som utgjør en del av foreliggende oppfinnelse. Samtidig kan adsorpsjonen av metalljoner finne sted på polykiselsyre-partiklenes overflate, hvorved der frembringes en mere kompleks struktur. Ved sammenvoksning av sådanne partikler kan der fremstilles silikatholdige, glassaktige masser i form av virkelige monofilamenter.

I suspensjoner av metalloksyder og kolloidkiselsyre kan der frembringes et nett av polykiselsyreaggregater av ovenfor nevnte art ved tilsetning av særlige materialer som er tilbøyelig til delvis å poly-merisere kiselsyremolekylene og derpå å stoppe polymeriseringen ved en viss poly-meriseringsgrad ved å overføre de resul-terende, polymere molekyler i oppløselig form. I slike systemer kan enkeltpartiklene holde sammen til et nett ved komplekse adsorpsjonsfenomener på grenseflatene. Slike fenomener kan betegnes dannelse av hydrogenbindinger. Alternativt kan slike systemer lette en utstrakt overføring av protoner fra partikkel til partikkel. Slike overføringer av protoner kan, når de indu-seres ved ladnings-nøytralisasjon eller re-versering på et hvilketsomhelst punkt i systemet, resultere i at de enkelte partikler løper sammen ved en avvanningsprosess i hvilken hydrogen-ioner (protoner) under overføringsprosessen fører med seg hydratvannet på partiklenes overflate eller OH-grupper som H (HOH)M. Dette kan resultere i at Si — O-Si-bindinger dannes mellom enkeltpartikler i systemet. Dette inn-treffer nødvendigvis på tredimensjonal måte. Når derfor punktet for ladnings-nøytralisasjonen fjernes fra systemet på ensrettet måte, dannes der et monofilament av silikatholdig glass.

Eksempel II.

Glassfibre fremstilles ved å ekstrudere oppløsning I (eksempel I) gjennom åp-ninger i metalldyser og inn i et elektro-statisk felt, hvorved dette elektrostatiske felt understøtter ved å utøve forlengende krefter på fibrene eftersom de dannes.

Eksempel III.

Der gjøres forskjellige modifikasjoner i sammensetningen av de forskjellige rea-genser og bestanddeler som brukes ved fremstilling av et spinnebad. Det er øns-kelig å bruke organisk materiale med meget høy molekylvekt og som lar seg dispergere i alkaliske eller sure vandige systemer, men animalsk lim, polyvinylalkohol, poly-etylenimin, sampolymerisater av styren og maleinsyre og hermed beslektet materiale kan i noen tilfeller brukes i stedet for vinyl-og akrylatmateriale. De beste resultater fåes med materialer som har en gjennom-snittlig molekylvekt på over 10.000 til 100.000, bestemt ved målinger av den indre viskositet, og som inneholder et tilstrekkelig antall av grupper som gjør vannoppløse-lig til å skaffe én slik gruppe pr. 80 en-heter molekylvekt.

Maursyre, propionsyre, salpetersyrling og andre sure materialer kan brukes i stedet for eddiksyre ved fremstilling av dis-persjonen av materiale med høy molekylvekt. Likeledes kan der i stedet for ammoniakk brukes flyktige baser som metyl-amin, etylen-diamin og piperazin.

Ved fremstilling av oppløsning B er ikke bare en konsentrasjon på nøyaktig 1,33 pst. metylsilikonat men også andre konsentrasjoner innen et stort område effektive. Bemerkelsesverdige resultater oppnåes ved å bruke så lite som 0,5 pst. SC-50 (en handelskvalitet av natriummetylsilikonat som selges av General Elec-tric Company) og større mengder opp til 10 pst. kan brukes med ubetydelige ulemper når man bortser fra materialets pris. Ved modifikasjoner av heterogene kiselsyre-systemers grenseflatekarakteristika har organiske silikonsyrer og deres salter bemerkelsesverdige fordeler, deriblant smi-dighet. På samme måte som emulgatorer er blant de viktige hjelpemidler ved stabilisering av olje-i-vann-suspensjoner er de organiske silikonsyrer et av de viktigste hjelpemidler til stabilisering av sllikat-suspensjoner. Kaliummetylsilikonat kan brukes i stedet for natriumsaltet. Salter av etylsilikonsyre, isopropylsillkonsyre og fenylsilikonsyre og andre organiske silikonsyrer er av interesse, men er i alminnelighet mindre effektive enn de tilsvarende metylsillkonater. De alkaliske hydrolyse-produkter av diorgano-polysiloksaner er ikke egnede erstatninger for de organiske silikonater, men supplerer disse. Ingen av natriumsilikatene eller andre vannoppløse-lige silikater kan — selv om de er tilstede i relativt store mengder — frembringe den modifikasjon av grenseflatene mellom kiselsyrepartikler og vann som er karak-teristisk for de organiske silikonater. Andre organiske silikonforbindelser med lav molekylvekt og som er stabile ved en pH-verdi på omkring 13, er av noen verdi i kombi-nasjon med organiske silikonater.

I stedet for ved fremstilling av opp-løsning B å bruke polydimetylsiloksanolje med viskositet på 1000 centistoke, kan man bruke mange forskjellige relativt hydrofobe materialer med relativt høy viskositet og relativt høy molekylvekt. Det sampoly-merisat som dannes ved å utsette i det vesentlige like deler heksametyltrisiloksan, tereftalsyre og sorbitol for sure polymeri-seringsbetingelser ved høyere temperaturer er egnet. Likeledes er andre sampolymerisater av alkyder, fenolharpikser og silikoner egnet. De i handelen tilgjengelige harpik-ser som karakteriseres som alkyd-silikon-sampolymerisater er også egnet. Andre i handelen tilgjengelige materialer som 807 som selges av Dow Corning Corporation eller IR-878, kan brukes i stedet for metyl-silikonoljen med viskositet på 1000 centistoke.

Der oppnåes fordeler ved å bruke en blanding av i sin alminnelighet antago-nistiske bestanddeler, av hvilke hver er i stand til å hevde sin funksjon i et avbalan-sert heterogent system. Med større mengder organiske materialer kan noenlunde lignende resultater oppnåes ved å bruke sampolymerisater som er avpasset slik at deres fysikalske egenskaper ligner blandin-genes fysikalske egenskaper. Sampolymerisater av akrylsyrer eller estere av disse syrer og silikoner, eller av vinylalkohol, alkyder, silikoner og vinyl-silikonater samt andre passende kombinasjoner kan være fordelaktige ved fremstilling av stabiliser - ingsmidler som er i stand til å bringe anorganiske geler til spontant å gå tilbake til stabile suspensjoner som er egnet til spinning av anorganiske glassfibre.

Ved fremstilling av oppløsning B fra blandinger av organiske materialer med høy molekylvekt er det viktig å regulere mengdeforholdene på slik måte at oppløs-ning B fåes som en sirupaktig suspensjon i sterkt sure eller sterkt alkaliske medier og som har en meget høy viskositet, nær opp til viskositeten hos en hydrogel ved en pH-verdi på nøytralpunktet. I alminnelighet oppnåes dette resultat ved å bruke litt mere av hydrofilt materiale med høy molekylvekt enn av silikonmateriale.

Ved fremstilling av oppløsning D kan der brukes dispersjoner av syntetisk gummi i stedet for naturlig gummilatex. Videre er følgende materialer egnet for fremstilling av oppløsning D: sampolymerisater av vinylklorid og akrylnitril, sampolymerisater av butadien og akrylnitril, blandinger hvis overveiende bestanddel er Hycer-gummi, i handelen tilgjengelige dispersjoner som Geon 552 latex, dispersjoner av stivelsesetere, stivelseestere, dispersjoner av butylakrylat og hermed beslektede materialer. I alminnelighet bør oppløsning D inneholde et organisk materiale med en midlere molekylvekt på minst 5.000 og en molekylvekt på minst 200 pr. vannoppløselig-gjørende gruppe. Oppløsning D er således en dispersjon av hydrofobt materiale til forskjell fra oppløsning A som er en dispersjon av hydrofilt materiale med molekylvekt på over omkring 100.000 og med en vannoppløseliggjørende gruppe for hver ca. 80 molekylvektenheter. Videre er oppløs-ning A i stand til å forbli i vandig suspensjon som en sirup ved sterkt alkaliske eller sterkt sure betingelser, men er tilbøyelig til å danne gelatinøst materiale ved en pH-verdi på nøytralpunktet. Ved fremstilling av oppløsning E og oppløsning H velges sammensetningen slik at der kan fåes gelatinaktige materialer med mindre blandings-hastigheten, den følgerekke i hvilken stof-fene blandes sammen og temperaturen re-guleres slik at man får materialer som er stabile dispersjoner i stedet for geler.

Ved fremstilling av oppløsning F er det viktig å regulere metalloksydenes partik-kelstørrelse slik at den ligger innen området fra omkring 4 til 120 microner og fortrinnsvis innen området fra omkring 30 til 40 microner. Spinneoppløsningen (Opp-løsning I) bør inneholde fra omkring 15 pst. til 75 pst. faste stoffer bestående av metall-oksydene erholdt fra oppløsning G. Hvilke som helst av de metalloksyder som i alminnelighet brukes ved fremstilling av glass kan anvendes, men for at man skal få glassfibre med stor styrke, er det viktig å regulere konsentrasjonen av natriumoksyd, kaliumoksyd, litiumoksyd og andre lignende alkaliske oksyder ned til små mengder, fortrinnsvis til mindre enn 4 pst. av metall-oksydblandingen og i hvert fall til mindre enn 10 pst. Mengdeforholdet av andre bestanddeler kan varieres innen områder som er større enn hva der er mulig ved vanlig fremstilling av glass. Der kan fremstilles fibre bestående av i det vesentlige ren kiselsyre, men omkostningene med å male ren kiselsyre ned til den riktige partikkel-størrelse, fortrinnsvis 35—50 microner, er større enn omkostningene ved finmaling av metalloksyder. Det er ved arbeide i in-dustriell målestokk hensiktsmessig å bruke n glassfritter som de brukes ved fremstilling av porselensemalje, men det er ikke nød-vendig å danne glassmassen på forhånd. I stedet for kan de enkelte metalloksyder hver for seg som f. eks. zirkonoksyd og titandioksyd, males ned til den riktige par-tikkelstørrelse og derpå blandes ved fremstillingen av spinneoppløsningen. Glassfibre som dannes av en riktig og godt for-beredt spinneoppløsning har en sammensetning som resulterer av de anvendte bestanddeler.

Eksempel IV.

Et typisk proteinmateriale fremstilles syntetisk på følgende måte: En suspensjon av kolloid kiselsyre fremstilles ved hjelp av en standardmetode, slik at den inneholder 10 pst. faste stoffer i form av SiOi». Der tilsettes små mengder metallhydroksyder så at man får kiselsyrepartikler med positiv ladning. Blandingen har en pH-verdi på 8,5. En dispersjon av flere aminosyrer i vann inneholdende mindre enn 5 pst. ammoniumacetat fremstilles slik at aminosyrenes konsentrasjon i vannet er omkring 10 vektpst. Denne dispersjon hvis pH-verdi er 7,5, tilsettes den ovenfor nevnte kolloide kiselsyreoppløsning i mengdeforholdene 1:1. Derpå tilsettes et overføringsmiddel som foran er betegnet oppløsning E, i et mengdeforhold på 2 pst. Der observeres en delvis geldannelse fulgt av en overgang til sirupsaktig konsistens. Når kiselsyref r aksjonen fjernes fra denne sirup ved å variere pH-verdien, tilsetning av aceton eller andre passende midler, finner man at residuet inneholder en blanding av polyaminosyrer med peptidbindin-ger og med en betydelig øket molekylvekt.

Eksempel V.

Bunter av glassfibre påsprøytes en opp-løsning fremstillet ved å blande 5 deler vann med oppløsning I som angitt i eks-emplene I eller III. Efter fordampning av vannet er fibrene i buntene bundet fast sammen, idet der er meget tynne ansam-linger av materiale på noen av de punkter hvor de enkelte glassfibre krysser hverandre. Disse således fremstillede fiber-bunter har i høy grad fordelaktige egenskaper med hensyn til bøyelighet og kan erstatte materialer fremstillet under anvendelse av organiske bindemidler, hvorved den ildsfare som slike materialer med-fører unngås. Likeledes kan det erstatte de ikke bøyelige og stive materialer fremstillet under anvendelse av natriumsilikat alene som bindemiddel.

Eksempel VI.

Man lar en porsjon av oppløsning I (eksenpler I eller III) fordampe fra en silikonharpiksoverflate og får en bøyelig film, i nvilken anorganisk materiale er den fremherskende bestanddel. I modifikasjoner av denne fremgangsmåte til fremstilling av filmer ble der brukt blandinger av natriumsilikat og oppløsning E (fremstillet som angitt i eksempel I eller eksempel III) og man fikk forskjellige bøye-lige filmer av anorganisk materiale.

Eksempel VII.

En gipsblokk for skillevegger over-trekkes med oppløsning H, som angitt i eksempel I eller III, i slike mengder at man får en hinne av denne oppløsning med omkring 300 microners tykkelse. Efter at de flyktige bestanddeler er fordampet, får man tilbake et temmelig ugjennomtrenge-lig, glasslignende, beskyttende overtrekk. Fire sjikt av oppløsning H påføres med en times mellomrom. Gipsblokken får da et seigt glasslignende, beskyttende overtrekk, hva der bibringer blokken en motstands-dyktighet mot klimaets innvirkning som kan sammenlignes med sådan motstands-dyktighet hos glasserte murster?..

Når taktekningsmateriale av gips be-handles på lignende måte, får man et tak som er motstandsdyktig mot værets inn-virkninger. På samme måte kan betong-blokker og andre materialer gis glasslignende beskyttende overtrekk som gjør dem motstandsdyktige mot værets innvirking. Dusjrom, badekar og andre materialer for-synt med porselensglassur og som er be-skadiget ved at glassuren delvis er falt av, kan repareres ved romtemperatur ved på-føring av tynne hinner av oppløsning H, altså ved suspensjoner av blandinger av positivt ladede uoppløselige anorganiske partikler og negativt ladede kiselsyrepartikler.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av makromolekylære stoffer egnet til glassfibre eller som overtrekksmidler som dan-ner vannfrastøtende filmer, fra et vandig system i hvilket der er tilstede vann samt partikler av kolloidal kiselsyre, og 5—75 vektpst. glassdannende anorganiske oxyder med en partikkelstørrelse fra 5 til 100 mikroner, karakterisert ved at man i det vandige system inkorporerer en stabilisator i et mengdeforhold på mindre enn 2 pst., beregnet på de anorganiske <p>xyders vekt, hvilken stabilisator hovedsakelig er en blanding av alkyl- og/eller aryl-silikonater, organiske hydrofobe materialer med molekylvekt på minst 5000 og organiske hydrofile materialer med molekylvekt på minst 10 000, og avvanner dette system, hvorved der samtidig med avvanningen foregår en forhøyelse av molekylvekten, så at der dannes et i det vesentlige avvannet produkt med høyere molekylvekt.