NO131117B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å nedsette fordampningen fra vannoverflater og medier som inneholder vann.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å nedsette fordampningen av vann fra vannholdige medier for å hindre tap av vann, senkning av vanntemperaturen og videre for å undertrykke uttørring av fuktige legemer, som f. eks. jordbunnen, vann-sementpastaer og lignende, og videre for å heve temperaturen i jordbunnen.

De teoretiske studier av vannfordampning til luft- eller gassfase gjennom en mono- eller polymolekylær film av for-skjellige stoffer utbredt på vannoverflaten er blitt utført for lenge siden (Langmuir, I., Journal of Physical Chemistry, Vol. 31, s. 1719, (1927); Sebba, F., and Briscoe,E.V. A., Journal of the Chemical Society, s. 106,

(1940) ). Imidlertid er den praktiske anvendelse av disse filmer for nedsettelse av fordampningen av vann og for å redusere tapet av vann som skyldes fordampningen fra dammer og vannmagasiner ikke blitt fullstendig utnyttet fordi det ikke finnes noe passende middel som har en sterk fordampningsnedsettende evne og på samme tid er lett å anvende og som kan fremstilles til lav pris.

Det har nu vært gjort studier for å forbedre temperaturforholdene ved dyrk-ningen av risplanter på rismarkene og for å heve vanntemperaturen i rismarkene og således fremme veksten av risplanter på rismarkene under anvendelse av den nevnte teori om vannfordampning. For dette for-mål har det vært undersøkt og utforsket fremgangsmåter hvorunder passende midler med sterk fordampningsnedsettende evne, for eksempel høye normale alifatiske alkoholer, ble fordelt som en tynn film på vannoverflaten, men de hadde den mangel at en større mengde oppløsningsmidler var nødvendig for å utbre alkoholene og danne tynne filmer på vannoverflaten. Det lyk-tes imidlertid ved videre undersøkelser å utarbeide en fremgangsmåte hvor det anvendes materialer med sterk fordampningsnedsettende virkning, hvilke materialer er billige og kan fremstilles på enkel måte fra billige råstoffer og som ikke frembyr vanskeligheter av noen art ved påføring på vannoverflaten.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for å nedsette fordampningen fra vannoverflater og medier som inneholder vann og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at vannoverflaten eller det vannholdige medium påføres et omsetningsprodukt av den blanding av normale alifatiske alkoholer som oppnås ved direkte hydrering eller ved omestring og hydrering av fett eller oljer som inneholder et glycerid inneholdende minst 40 vektprosent normale fettsyrer med 16—22 C-atomer, og opp til 2/3 vektdeler etylenoksyd, beregnet på vekten av alkoholblandingen, idet etylenoksydderivatene eventuelt kan være blandet med 5-20 vektprosent vannløslige salter av karboksymetylcellulose eller med 10-50 vektprosent vannløselige alginater, beregnet på vekten av etylenoksydderivatene.

Fett eller oljer inneholdende et glyce- i rid inneholdende minst 40 vektprosent i normale fettsyrer med 16 til 22 C-atomer blir direkte katalytisk hydrert eller hydrert i etter omestring og det utskilte glycerin i fjernes. Den alkoholblanding som er oppnådd på denne måte og som inneholder minst en normal aifatisk alkohol med 16 . til 22-C-atomer anvendes som råmateriale uten ytterligere utskilling eller rensing. Den nevnte blanding av normale alifatiske alkoholer omsettes så ved 100° til 130" C med : 2/3 vektdeler etylen-oksyd i nærvær av mindre enn 5 pst. vannfritt natriumhydroksyd eller ca. 1 pst. natriummetylat.

Graden av fordampningsnedsettelse

(som heretter uttrykkes prosentvis ved for-holdet mellom forskjellen i vekten av vann i som fordamper fra den fri overflate av vann som ikke er behandlet og vekten av vannet som fordamper fra overflaten av vann som er behandlet ved hjelp av fremgangsmåten, i forhold til vekten av vann som fordamper fra overflaten av ikke behandlet vann), samt den tallvise økning i vanntemperatur (som er forskjellen mellom temperaturen for vann som er behandlet og for ikke behandlet vann) for de ovennevnte produkter oppgikk til over 80 pst., henholdsvis 6° C. Produktet som anvendes er en blanding av eterforbindelser med de følgende formler:

For normal docosanol med C-atomantall 22, er m = 21 og n rg 5.

Selv om et flertall etere bestående av reaksjonsproduktet av normale alifatiske alkoholer med mindre enn 18 C-atomer med etylenoksyd har vært anvendt som over-flateaktive midler er de imidlertid emulger-ingsmidler og blir fremstilt med mer enn 5 mol etylenoksyd i den hensikt å oppnå den sterke hydrofile virkning, og kan følgelig ikke danne en molekylær film på en vannoverflate, og har helt andre anvendelses-formål.

Hensikten med å forbinde etylenoksyd med råmaterialet som beskrevet ovenfor og med å begrense mengden av dette til mindre enn 2/3 vektdeler regnet på vekten av alkoholblandingen er å bibringe den nevnte alkoholblanding, som i seg selv er nesten uløselig i vann, hydrofile egenskaper uten at den blir vannløselig, og således kan både sterk fordampningsnedsettende virkning og god utspredningsevne på vannoverflater oppnås samtidig.

Videre kan tilsetning av enkelte høymolekylære elektrolytter, nemlig vann-løselige salter av karboksymetylcellulose, f. eks. natrium-, kalium- eller ammoniumsalt, og vannløselige salter av alginsyre, f. eks. natrium-, kalium- og ammoniumalginat, til etylenoksydderivater av den nevnte blanding av normale alifatiske alkoholer, forbedre disses spredbarhet på vannoverflater endog ved lave vanntemperaturer og kan gjøre fremgangsmåten for påføringen enklere. En passende mengde av disse stoffer som kan tilsettes er 5 til 20 vektprosent i tilfelle av det vannløselige salt av karboksymetylcellulose, og 10 til 50 vektprosent i tilfelle av det vannløselige salt av alginsyre. Det ferdige produkt fåes ved å blande etylenoksydderivatene av normale alifatiske alkoholer i smeltet tilstand ved ca. 70° C til det vannløselige salt av karboksymetylcellulose eller alginsyre oppløst i varmt vann; det blandes grundig og derpå vaku-umtørres ved en temperatur under 80° C.

Påføringen skjer ganske enkelt i og med at midlet kan pakkes inn i nettduk i intakt tilstand eller kan knas sammen med vann og så føres ut på vannoverflaten slik at det brer seg og danner en monomolekylær film i sammenhengende form. Den mengde som skal anvendes er ganske liten, det vil si ca. 5 mg pr. kvadratmeter. Dette er også en mengde som er nødvendig for å danne en monomolekylær film og dette kan bekreftes ved måling av overflatespen-ningen med en filmvekt av vertikaltypen om det er monomolekylær film som blir dannet eller ikke på vannoverflaten. Når midlet på den annen side anvendes på våte legemer, kan det sprøytes i form av en suspensjon i vann hvor konsentrasjonen er ca. 100 til 1000 ganger så stor som den som anvendes på en vannoverflate.

Virkningen av de nevnte midler måles ved hjelp av størrelsen av fordampningsnedsettelsen og økningen i vanntemperaturen. Den første kan enten fastsettes ved måling av vekten av fordampet vann i kar på prøvebord innendørs eller i store emaljerte kar på et stort prøvebord satt opp i det fri, og den andre kan fås ved måling av temperaturdifferansen mellom vann behandlet med midlet og ikke-behandlet vann i karene på det store prøvebord i det fri. Graden av fordampningsnedsettelse ved utførelsen av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen andrar seg til over 88 pst. og stigningen i vanntemperaturen går opp i 9,5° C.

Som beskrevet ovenfor kan de fordampningsnedsettende midler som anvendes i henhold til oppfinnelsen ikke bare utvise sin virkning når de anvendes på vannoverflater, men også når de anvendes på overflaten av våte legemer, som f. eks. jordbunn, vann-sementpastaer og lignende, kan de danne tynne filmer og nedsette vannfordampningen og dermed hindre ut-tørring av disse legemer og heve temperaturen i jordbunnen. Som nevnt i de følgende eksempler i beskrivelsen kan disse midler når de anvendes i gartnerier, drivbenker eller veksthus redusere mengden og an-tallet av vanninger og dermed spare ar-beidskraft og videre fremme veksten av avlingene.

De følgende eksempler tjener til å illu-strere virkningen, fremstillingsmetodene og anvendelsesanvisningen for de fordampningsnedsettende midler som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Eksempel I.

En blanding av 1,5 liter (1,38 kg) raps-olje og 250 cc metanol ble kokt under til-bakeløp i 5 min. med omrøring ved 80° C i nærvær av 5,4 kg natriumhydroksyd. Etter henstand ved samme temperatur i 1 time ble det underste lag (som var avfall og i det vesentlige besto av glycerin) tappet av og det øvre lag ble vasket 3 ganger med 5 liter varmt vann ved ca. 50° C. Blandingen av de høyere fettsyrers metylrester som ble oppnådd på denne måte ble tørret med 75 til 100 g vannfritt natriumsulfat, utbytte 1,25 kg (90,5 pst. av den teoretiske mengde).

670 gram av en blanding av de høyere fettsyremetylestere som nevnt ovenfor ble hydrert i nærvær av 34 g kobberkrom-katalysator ved 260°C og under et trykk på 300 kg/cm<2>. Reaksjonen var fullført i løpet av 3 timer, katalysatoren ble filtrert fra og produktet var en blanding av høyere alkoholer; utbytte 604 g (90 pst.).

Til 260 g av denne nevnte blanding av høyere alifatiske alkoholer i en autoklav ble tilsatt 1,3 g natriumhydroksyd. Etter utbytting av luften i autoklaven med nitro-gen ble det innført 52,8 g gassformet etylen-oksyd. Innholdet ble oppvarmet til 100° til 130° C under omrøring. Omsetningen var fullført i løpet av ca. 1 time og det ble oppnådd en blanding av etylenoksydderivater av de høyere alifatiske alkoholer;

utbytte 312 g (99,5 pst.).

Den innendørs måling av størrelsen av fordampningsnedsettelsen ble utført ved anvendelse av et lite roterende prøvebord med 70 cm. diameter, omdreiningshastighet 1 runde pr. min., og med 12 glasskår inneholdende 200 cc. destillert vann og oppvarmet ved hjelp av en infrarød lampe (100 volt, 250 watt) i 3 timer fra 20 cm avstand ovenfra. Noen av karene var behandlet med midlet og noen ikke. Størrelsen av fordampningsnedsettelsen ble beregnet ut fra vekten av det fordampede vann i hvert kar før og etter prøven.

I åpen mark ble målingen av størrelsen på fordampningsnedsettelsen og stigningen i vanntemperatur utført ved å anvende et stort roterende prøvebord med 150 cm diameter, rotasjonshastigheten var 1 runde hvert 5. min. På bordet var anbragt hvite emaljerte kar (40 x 50 cm) inneholdende 3000 cc destillert vann. På samme måte som ved innendørs-prøven ble størrelsen av fordampningsnedsettelsen og stigningen i vanntemperaturen målt etter 6 timers sol-skinn.

Når det ble anvendt en mengde som er nødvendig til å danne monomolekylær film og henholdsvis 5 og 10 ganger denne mengde, av det ovennevnte etylenoksyd-derivat av normale alifatiske alkoholer (heretter forkortet OED-M) var graden av fordampningsnedsettelsen og stigningen i vanntemperaturen som følger:

Eksempel II

Når det ble anvendt henholdsvis 35 g, 105 g og 175 g etylenoksyd istedet for 52,8 g som i reaksjonen i eksempel I var sluttproduktet 294,5 g, 364,0 g, henholdsvis 435,0 g etylenoksydderivater av blandingen av normale alifatiske alkoholer.

Graden av fordampningsnedsettelse for disse midler ble målt innendørs på samme måte som i eksempel I og var følgende:

Eksempel III

Til 100 g av nevnte OED-M fremstilt på samme måte som i eksempel I og smeltet ved oppvarming ved ca. 70° C ble tilsatt 5 g, 10 g, henholdsvis 20 g natriumkarbok-symetylcellulose oppløst i 200 cc varmt vann. Den blandede oppløsning ble omrørt ved 75° til 95° C i ca. 30 minutter og tørret under redusert trykk ved temperatur under 80° C.

Når dette produkt ble prøvet på samme måte som i eksempel I, var graden av fordampningsnedsettelse og stigningen i vanntemperaturen som følger:

Eksempel IV

Til 100 g OED-M ble tilsatt 12,5 g, 25 g, henholdvis 50 g natriumalginat på samme måte som i eksempel III.

Størrelsen av fordampningsnedsettelsen og stigningen i vanntemperaturen for de oppnådde produkter var som følger:

Eksempel V

Ved å gå frem som i eksempel IV ble blandingen av høyere normale alifatiske alkoholer som ble oppnådd ved omestring og påfølgende hydrering av hvalolje og soiabønneolje reagert med 16 til 17 vektprosent etylenoksyd og det produkt som ble oppnådd på denne måte ble blandet med 10 vektprosent natriumkarboksymetyl-cellulose på samme måte som i eksempel III Størrelsen av fordampningsnedsettelsen for sluttproduktet var innendørs 69,5 pst., henholdsvis 68 pst. Den anvendte mengde var den som var nødvendig for å danne monomolekylær film.

Eksempel VI

Målingen av stigningen i vanntempe-

råtur bevirket ved OED-MC (som står for det produkt man får ved blanding OED-M og 10 vektprosent natriumkarboksymetyl-cellulose på samme måte som i eks. III)

ble utført for vann i en sementbeholder,

(ca. 30 m-) på åpen mark, som hadde en

mudderaktig bunn i den hensikt å etter-ligne de praktiske forhold i rismarkene med ca. 3 cm vanndybde. Midlet ble pakket inn i nettduk idet det ble knadd med vann og ført ut over vannoverflaten slik at dets monomolekylære film dannet seg kontinuerlig. Forsøket begynte kl. 9 om mor-genen den første dag. I den følgende over-sikt er stigningen i vanntemperaturen, som er forskjellen i vanntemperatur mellom den behandlete og den ubehandlete del i løpet av 2 dager, vist:

Eksempel VII

Etter at risplanter var utplantet i et risfelt (0,8 ar) ble pastaen av OED-MC utbredt på vannoverflaten slik at det dannet seg en kontinuerlig monomolekylær film. Differansen i den høyeste vanntemperatur mellom den behandlede og den ubehandlede del ble målt for hver dag i 11 dager og resultatet er vist i den følgende tabell:

Som en følge av stigningen i vanntemperaturen ble veksten av risplantene fremmet med ca. 20 pst. i den behandlede del sammenlignet med den ubehandlede del.

Eksempel VIII

En vandig suspensjon av OED-MC ble

sprøytet på det øverste jordlag i blomsterpotter. Den anvendte mengde var 0,2 g, 2,0 g, henholdsvis 20,0 g pr. m<2>. Alle pottene ble satt ut i solskinnet og mengden av fordampet vann fra de blomsterpotter som var behandlet med midlet ble sammenlignet med mengden fra de ubehandlete blomsterpotter. Resultatet er vist i følgende tabell:

Eksempel IX

På et jordstykke (90 x 90 cm) ble det sprøytet 24,3 1 vann og derpå ble det dusjet med 0,1 pst. vannsuspensjon av OED-MC. Den anvendte mengde av midlet var 4 g pr. m-. Etter 4 henhv. 12 dager ble det dusj et ytterligere med 0,2 g pr. m-. Stigning i jord-temperatur bevirket av midlet er vist for 17 dager i den følgende tabell:

Eksempel X

En vannsuspensjon av OED-MC ble dusjet på plantefelter som var besådd med risfrø og så dekket med PVC. Den anvendte mengde var 5 g pr. m<2>. Ujevnhet i veksten av risspirene forekom i de plantefelter som ikke var behandlet med midlet. I plante-feltene som var behandlet med midlet var derimot mengden av fordampet vann fra jordoverflaten i plantefeltet og mengden av kondensert vann på innsiden av dekk-filmen meget liten, og lufttemperaturen ved filmen var opprettholdt høy, og ren-nende vann fra kondensatet langs innsiden av filmen forekom ikke, slik at det ikke ble iaktatt ujevnt vanninnhold i jordbunnen. Som en følge derav var veksten av risspirene meget god og jevn.

Den følgende tabell viser resultater av sammenligningen mellom antall ganger og mengden av vanninger etter såing av risfrøene; vannfordelingen i jordbunnen og forskjellen i veksten for spirene i plante-feltene som ble behandlet med midlet og i de felter som ikke ble behandlet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å nedsette fordampningen fra vannoverflater og medier som inneholder vann, karakterisert v e d at vannoverflaten eller det vannholdige medium påføres et omsetningsprodukt av den blanding av normale alifatiske alkoholer som oppnås ved direkte hydrering eller ved omestring og hydrering av fett eller oljer som inneholder et glycerid inneholdende minst 40 vektprosent normale fettsyrer med 16 — 22 C-atomer, og opp

   til 2/3 vektdeler etylenoksyd, beregnet på vekten av alkoholblandingen, idet etylenoksydderivatene eventuelt kan være blan-

   ■ det med 5—20 vektprosent vannløselige , salter av karboksymetylcellulose eller med 10—50 vektprosent vannløselige alginater, beregnet på vekten av etylenoksydderivatene.