PL110831B2 - Method of manufacture of modified thermoplastic polymers - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania modyfikowanych polimerów termoplastycznych, stanowiacych pólprodukt do otrzymywania permselektywnych membran jonowymiennych, które stosowane sa jako przegrody w róznych procesach rozdzielczych.Dotychczas zhany sposób otrzymywania modyfikowanych polimerów termoplastycznych stanowiacych pólprodukt do otrzymywania permselektywnych membran jonowymiennych polega na modyfikowaniu folii z polimeru termoplastycznego sposobem chemicznym przez wprowadzenie do niego grup jonowymiennych lub przez wprowadzenie do folii z termoplastycznego polimeru nosnikowego innego polimeru zawierajacego grupy jonowymienne albo umozliwiajacego wprowadzenie do niego grup jonowymiennych. W ostatnim przypadku polimer nie zawierajacy grup jonowymiennych, np. polistyren, wprowadza sie do sieci innego pol imeru o duzej elastycznosci, np. polietylenu lub piastyfikowanego poli/chlorku winylu/, przez polimeryzacje szczepiona styrenu z sieciowaniem, inicjowana inicjatorami polimeryzacji wolnorodnikowej lub promieniowaniem jonizujacym.Wprowadzenie polimeru nie zawierajacego grup jonowymiennych do polimeru nosnikowego realizuje sie przez zanurzenie folii z polimeru nosnikowego, aktywowanej inicjatorem polimeryzacji, w styrenie ogrzanym do temperatury zapewniajacej wymagane pecznienie folii polimerowej w styrenie. Dla ukladu: folia z polietylenu o malej gestosci — styren, maksymalna temperatura speczniania wynosi okolo 65 C.Inny znany sposób modyfikowania folii polega na zanurzeniu nieaktywowanej folii polietylenowej, lub wykonanej z innego polimeru termoplastycznego, w roztworze styrenu, dwuwinylobenzenu i iniqatora polimery- zaqi, podgrzanym do temperatury okolo 60°C. Polimeryzacje monomerów w foliach specznianych obu wymienionymi sposobami przeprowadza sie przez umieszczenie folii miedzy plytami metalowymi lub szklanymi, podgrzanymi do temperatury 60-100°C na okres 4-10 godzin, lub przez ogrzanie specznionej w monomerach folii w nasyconym, goracym wodnym roztworze soli nieorganicznej, w wyniku czego otrzymuje sie pólprodukt, z którego w znany sposób wytwarza sie membrane jonowymienna.Zasadnicze niedogodnosci techniczno-uzytkowe wynikajace ze stosowania dotychczas znanych sposobów otrzymywania modyfikowanych polimerów termoplastycznych, stanowiacych pólprodukt do otrzymywania2 110 831 membran jonowymiennych sa nastepujace. Jedna z najistotniejszych niedogodnosci jest koniecznosc stosowania polimeru nosnikowego w postaci folii, która silnie pecznieje w procesie nasaczania roztworem monomerów i inicjatora, a w przypadku tylko niewielkiego przekroczenia temperatury 65°C ulega rozpuszczeniu w monome¬ rach. Nastepna niedogodnoscia jest to, ze proces modyfikacji polimerów w postaci folii nie pozwala ha kontrolowanie stopnia homogenizacji materialu w czasie modyfikowania. Dalsza niedogodnoscia jest to, ze nie nastepuje rozpuszczanie fazy krystalicznej co z jednej strony przyczynia sie do wiekszej niejednorodnosci modyfikatu, a z drugiej strony ogranicza zawartosc polimeru reaktywnego. Kolejna niedogodnoscia jest to, ze wslasnosci ukladu modyfikowanego nie pozwalaja na stosowanie wyzszych temperatur procesu modyfikowania, co uniemozliwia skrócenie procesu modyfikowania. Dodatkowa niedogodnoscia jest mozliwosc otrzymywania jedynie pojedynczych arkuszy folii zmodyfikowanych polimerów przy równoczesnym braku mozliwosci regulacji grubosci folii pólproduktu poza zmiana grubosci folii wyjsciowego polimeru nosnikowego.Istota wynalazku polega na tym, ze obojetny, termoplastyczny polimer nosnikowy w postaci rozdrobnionej np. proszku lub granulatu, nasyca sie roztworem zlozonym z monomeru winyloaromatycznego, winylowego monomeru sieciujacego i inicjatora polimeryzacji wolnorodnikowej, po czym otrzymana mieszanine wprowadza sie w sposób ciagly do wytlaczarki w której w temperaturze 60-350°C poddaje sie ja równoczesnej homogeni- zaqi i polimeryzacji oraz ciaglemu wytlaczaniu zmodyfikowanego polimeru termoplastycznego w postaci folii o zadanch wymiarach.Zasadnicze korzysci techniczno-uzytkowe wynikajace ze stosowania otrzymywania wedlug wynalazku sa nastepujace. Jedna z najistotniejszych korzysci jest mozliwosc stosowania obojetnego polimeru nosnikowego w postaci rozdrobnionej, np. proszku lub granulatu. Nastepna korzyscia jest to, ze proces zapewnia pelna i kontrolowana homogenizacje w czasie polimeryzacji przed formowaniem folii, co przyczynia sie do polepszenia fizykochemicznych i mechanicznych wlasnosci membran jonowymiennych wytworzonych z modyfikowanego polimeru termoplastycznego otrzymanego sposobem wedlug wynalazku. Dalsza korzyscia jest mozliwosc stosowania wyzszych temperatur procesu modyfikowania, co przyczynia sie do calkowitego rozpuszczenia lub stopienia sie fazy krystalicznej polimeru nosnikowego, a w konsekwencji do pelniejszej homogenizacji mieszani¬ ny oraz latwiejszej regulacji skladu chemicznego produktu. Ponadto mozliwosc stosowania wyzszych temperatur wplywa na znaczne skrócenie czasu trwania procesu modyfikacji. Kolejna korzyscia jest wytwarzanie folii z modyfikatu w sposób ciagly z równoczesna mozliwoscia regulacji jej grubosci i szerokosci. Ponadto sposób wedlug wynalazku pozwala na jednokierunkowa lub dwukierunkowa orientacje folii z modyfikatu w czasie jej formowania, co przyczynia sie do zwiekszenia wytrzymalosci mechanicznej folii.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladach wykonania.Przyklad I. 600 g obojetnego termoplastycznego polimeru nosnikowego w postaci polietylenu o malej gestosci i o granulacji 0,05—0,5 mm wprowadza sie do zamykanego mieszalnika. W osobnym naczyniu reakcyj¬ nym umieszcza sie 360 g monomeru winyloaromatycznego w postaci oczyszczonego od inhibitora i osuszonego styrenu, 40 g winylowego monomeru sieciujacego w postaci oczyszczonego od inhibitora dwuwinylobenzenu technicznego zawierajacego okolo 50% monomerów dwuwinylowych, oraz 8 g inicjatora po Iimeryzaq i wolnorod¬ nikowej w postaci nadtlenku benzoilu. Powyzszy roztwór monomerów i inicjatora po dokladnym rozpuszczeniu skladników wprowadza sie do mieszalnika z polimerem nosnikowym, po czym calosc miesza sie w temperaturze otoczenia przez 5 minut. Nastepnie otrzymana mieszanine wprowadza sie w sposób ciagly do wytlaczarki slimakowej, której pierwsza strefa cylindra ogrzana jest do temperatury 140°C a druga strefa do temperatury 160°C, przy czym wytlaczarka slimakowa zaopatrzona jest w glowice szczelinowa do formowania folii o grubosci 0,3 mm i szerokosci 200 mm. Obroty slimaka dobiera sie tak, aby sredni czas przebywania mieszaniny w strefie ogrzewanej cylindra wynosil co najmniej 20 minut. Otrzymuje sie folie ze zmodyfikowane¬ go polimeru termoplastycznego zawierajacego okolo 35% usieciowanego polistyrenu i okolo 5% dwuwinyloben¬ zenu. Tak otrzymana folia stanowi pólprodukt do wytwarzania permselektywnych membran jonowymiennych w znany sposób.Przyklad II. 600 g obojetnego termoplastycznego polimeru nosnikowego w postaci polietylenu o ma¬ lej gestosci i o granulacji 2—4 mm oraz 400 g mieszaniny monomerów i inicjatora o skladzie jak w przykladzie I wprowadza sie do mieszalnika ogrzanego do temperatury 80°C, po czym calosc miesza sie w szczelnie zamknietym mieszalniku przez 30 minut, az do calkowitego wchloniecia monomerów przez granulowany polimer nosnikowy. Nastepnie speczniony polimer nosnikowy wprowadza sie w sposób ciagly do wytlaczarki slimakowej zaopatrzonej w glowice do formowania pretów. Otrzymane prety zmodyfikowanego polimeru przerabia sie na folie na drodze prasowania miedzy przekladkami z folii tereftalowej w temperaturze 120°C i pod cisnieniem 30—60 atm. co odpowiada cisnieniu 3,04—6,08 MPa. Otrzymuje sie folie o zadanej grubosci, stanowiace pólprodukt do wytwarzania w znany sposób membran jonowymiennych.110831 3 Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania modyfikowanych polimerów termoplastycznych z termoplastycznego polimeru nosnikowego, monomeru winylowego, monomeru sieciujacego i inicjatora polimeryzacji, znamienny ty m„ ze obojetny termoplastyczny polimer nosnikowy w postaci rozdrobnionej, np. proszku lub granulatu, nasyca sie roztworem zlozonym z monomeru winyloaromatycznego, winylowego monomeru sieciujacego i inicjatora poli¬ meryzacji wolnorodnikowej, po czym otrzymana mieszanine wprowadza sie w sposób ciagly do wytlaczarki, w której w temperaturze 60—350°C poddaje sie ja równoczesnej homogenizacji i polimeryzacji oraz ciaglemu wytlaczaniu zmodyfikowanego polimeru termoplastycznego w postaci folii o zadanych wymiarach. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania modyfikowanych polimerów termoplastycznych z termoplastycznego polimeru nosnikowego, monomeru winylowego, monomeru sieciujacego i inicjatora polimeryzacji, znamienny ty m„ ze obojetny termoplastyczny polimer nosnikowy w postaci rozdrobnionej, np. proszku lub granulatu, nasyca sie roztworem zlozonym z monomeru winyloaromatycznego, winylowego monomeru sieciujacego i inicjatora poli¬ meryzacji wolnorodnikowej, po czym otrzymana mieszanine wprowadza sie w sposób ciagly do wytlaczarki, w której w temperaturze 60—350°C poddaje sie ja równoczesnej homogenizacji i polimeryzacji oraz ciaglemu wytlaczaniu zmodyfikowanego polimeru termoplastycznego w postaci folii o zadanych wymiarach. PL