DE2907501C2

DE2907501C2 - Einbettmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Info

Publication number: DE2907501C2
Application number: DE19792907501
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8753 Obernburg Wick
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1987-04-02
Also published as: DE2907501A1

Description

Gegenstand des Hauptpatents 28 13 197 ist ein Einbettmaterial, erhalten durch Umsetzung eines NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukts, das durch Umsetzung eines Gemisches aus Rizinusöl und Trimethylolpropan in einem molaren Verhältnis von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1 mit einem zwei- bis vierfachen Überschuß an NCO-Gruppen eines aromatischen Diisocyanats pro Äquivalent OH-Gruppen des Gemisches hergestellt worden ist, mit Rizinusöl oder einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan.
Aufgabe der Erfindung ist es, Einbettmaterial gemäß Hauptpatent 28 13 197 sowie das Verfahren zu dessen Herstellung wirtschaftlicher und besser handhabbar zu gestalten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Einbettmaterial gemäß Patentanspruch 1. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einbettmaterials wird in Anspruch 2 wiedergegeben.
Zur Herstellung des Einbettmaterials kann ein Verfahren gemäß Patentanspruch 3 dienen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform dieses Verfahrens ist in Anspruch 4 wiedergegeben.
Anspruch 5 gibt eine besonders vorteilhafte Verwendungsform des erfindungsgemäßen Einbettmaterials wieder.
Das Einbettmaterial gemäß der Erfindung kann zur Einbettung von Membranen, vorzugsweise zur Einbettung von Membranen in künstlichen Organen dienen.
Zur Einbettung als Membranen werden vorzugsweise Hohlfasern, Schlauchfolien und Flachfolien verwendet; diese gelangen insbesondere in selektiv wirkenden Dialysatoren, speziell in selektiv wirkenden Hämodialysatoren zum Einsatz.
Das erfindungsgemäß eingesetzte 3-Isocyanatomethyl-3,5,5- trimethylcyclohexylisocyanat ist eine farblose bis leicht gelbliche, niedrigviskose Flüssigkeit mit der Strukturformel °=c:70&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz6&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Dieses Diisocyanat, auch Isophorondiisocyanat genannt, ist ein im Handel erhältliches Produkt; es kann z. B. durch Umsetzen der entsprechenden Diamino-Verbindung mit Chlorwasserstoff oder CO&sub2; und weitere Reaktion mit Phosgen erhalten werden. Ein Verfahren zur Herstellung dieser chemischen Verbindung wird beispielsweise in der US-PS 34 01 190 offenbart.
Die Herstellung des Einbettmaterials erfolgt auf die Weise, wie sie im Prinzip auch in dem Hauptpatent 28 13 197 beschrieben wird.
Das aromatische Diisocyanat, nämlich 4,4&min;-Diphenylmethandiisocyanat, das 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 30 Mol-% 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat enthält und einen Gehalt von 18 bis 28 Mol-% an dimerisiertem und trimerisiertem Diisocyanat aufweist, wird mit einem zwei- bis vierfachen Überschuß an NCO-Gruppen mit einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan in einem molaren Verhältnis von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1 zu einem NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukt umgesetzt; die Vernetzung des Voraddukts geschieht mit Rizinusöl oder einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan.
Es war besonders überraschend, daß die unter der Mitverwendung dieses Diisocyanatgemisches hergestellten Einbettmaterialien eine verbesserte Klebefestigkeit zu den eingebetteten Membranen aufweisen. So kann die Klebefestigkeit des Einbettmaterials gemäß der Erfindung erheblich erhöht werden. Es sind Werte von bis zu 11 cN/cm und mehr erreichbar.
In den folgenden Tabellen wird der Aufbau mehrerer Einbettmaterialien gemäß der Erfindung näher erläutert. Die Herstellung der Einbettmaterialien erfolgte in Analogie zu Beispiel 1 gemäß Hauptpatent 28 13 197.
In Tabelle I wird die Zusammensetzung des Voraddukts angegeben, wobei die Zahlenwerte in Äquivalenten angegeben sind.
In Tabelle II sind die Mengen an Voraddukt und Vernetzer jeweils in Gewichtsteilen angegeben, wobei der Vernetzer aus einem Gemisch von 7,31 Äquivalent Rizinusöl und 0,5 Äquivalent Trimethylolpropan besteht. Bei den numerierten Versuchen wird jeweils das Voraddukt mit gleicher Nummer aus Tabelle I eingesetzt.
Die Einbettung von Membranen erfolgt analog zu Hauptpatent 28 13 197.
Die Bestimmung der Klebefestigkeit erfolgt nach einer im folgenden beschriebenen Methode, die sich an die DIN 53 530 anlehnt.

Arbeitsmethode zur Bestimmung der Klebefestigkeit

Zwei jeweils 150 mm lange und 15 mm breite Membranstreifen aus regenerierter Cellulose werden jeweils einseitig möglichst gleichmäßig über eine Länge von ca. 120 mm mit dem zu untersuchenden auszuhärtenden Polyurethangemisch bestrichen. Die Membranen werden so aufeinandergelegt, daß die bestrichenen Flächen aufeinander kleben. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die Abschlußlinie der mit dem Gemisch bestrichenen Fläche zur nicht bestrichenen Restfläche (ca. 30 mm) möglichst gradlinig und genau senkrecht zur Membranlänge ist. Die Proben werden zum Aushärten des Gemisches 10 Tage in 50% rel. Luftfeuchte bei 23°C frei gelagert. Zur Vorbereitung des Reißversuches werden die Proben 2 Std. bei Raumtemperatur in Wasser geweicht, dann in die Meßklemme einer üblichen Vorrichtung zur Messung der Reißfestigkeit (Zwick-Gerät) so eingeklemmt, daß die freien, nicht verklebten Enden eingespannt werden. Die Vorschubgeschwindigkeit des Apparates beträgt 100 mm/min. Der geklebte Teil muß während des Reißvorganges waagerecht von den beiden freien Enden weggehalten werden. Die Auswertung erfolgt nach DIN 53 530. Beispiel 1 Tabelle I Zusammensetzung des Voradduktes in Äquivalent &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz13&udf54; &udf53;vu10&udf54; Tabelle II Aufbau des vernetzten Einbettmaterials in Gewichtsteilen &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz9&udf54; &udf53;vu10&udf54;

Beispiel 2

a) Herstellung eines Voraddukts
8,25 Äquivalent 4,4&min;-Diphenylmethandiisocyanat, das 23,05 Mol-% dimerisiertes und trimerisiertes Diisocyanat enthält (Isonate 143 L) werden zusammen mit 2,5 Äquivalent Isophorondiisocyanat in einen Reaktor gefüllt und unter Rühren und Stickstoffeinleitung auf 80°C Innentemperatur erwärmt, bis eine klare Lösung vorliegt. Zwischenzeitlich wird in einem zweiten Reaktor eine Lösung aus 0,9 Äquivalent Rizinusöl und 1,3 Äquivalent Trimethylolpropan innerhalb 1 Std. bei 90°C hergestellt. Die anschließend auf 70°C abgekühlte Trimethylolpropan-Rizinusöl-Lösung wird danach während einer Stunde zu der auf 80°C vorgewärmten Diisocyanat-Lösung zugegeben. Die bei der exothermen Reaktion sich erhöhende Temperatur darf maximal 100°C erreichen. Die durch Kühlung geregelte Reaktionstemperatur soll aber 90° nicht unterschreiten. Das Reaktionsgemisch wird 2 Std. lang reagieren gelassen, bis die Mischung einen Isocyanatgehalt von 19,3 bis 19,7 Gew.-% erreicht hat.
b) Herstellung des Kettenverlängerers
7,31 Äquivalent Rizinusöl und 0,5 Äquivalent Trimethylolpropan werden unter Rühren und Stickstoffeinleitung bei 90°C innerhalb 1 Std. in einem Reaktor durch Rühren und Erwärmen zu einer homogenen Lösung verarbeitet.
c) Verwendung des Einbettmaterials zur Einbettung von Hohlfäden in Hämodialysatoren
213,52 g des unter a) hergestellten Voraddukts, das Raumtemperatur besitzt, werden bei 25°C mit 324,84 g des unter b) hergestellten Kettenverlängerers, der ebenfalls bei Raumtemperatur gelagert wurde, vermischt und luftfrei evakuiert. Dieser Schritt benötigt 15 Minuten. Danach besitzt die Mischung eine Viskosität von 3,8 Pa · s. Mit 100 g dieser Mischung wird nach dem Zentrifugenverfahren in einem Hämodialysator ein Hohlfaserbündel aus regenerierter Cellulose eingebettet. Die Zentrifuge wird mit 500 Upm bei 40°C betrieben. Nach 120 Minuten wird der Dialysator aus der Zentrifuge entnommen und zur Öffnung der Hohlfadenenden verschnitten. Das ausgehärtete Polyurethan läßt sich ohne Schwierigkeiten verschneiden. Es entsteht eine glatte Schnittfläche, ohne daß dabei Schneidstaub anfällt. Die Haftung an den Hohlfäden ist ausgezeichnet.

Claims

1. Einbettmaterial, erhalten durch Umsetzung eines NCO-Gruppen aufweisenden Produkts, das durch Umsetzung eines Gemisches aus Rizinusöl und Trimethylolpropan in einem molaren Verhältnis von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1 mit einem zwei- bis vierfachen Überschuß an NCO-Gruppen eines Gemisches aus 4,4&min;- Diphenylmethandiisocyanat mit einem Gehalt von 18 bis 28 Mol-% an dimerisiertem und trimerisiertem Diisocyanat und 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, das 10 bis 50 Mol-% 3-Isocyanatomethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, bezogen auf das Polyisocyanatgemisch, enthält, pro Äquivalent OH- Gruppen des Gemisches hergestellt worden ist, mit Rizinusöl oder einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan.

2. Einbettmaterial nach Anspruch 1, erhalten unter Verwendung eines Polyisocyanatgemischs, das 20 bis 30 Mol-% 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat enthält.

3. Verfahren zur Herstellung des Einbettmaterials nach Anspruch 1 durch Umsetzung eines NCO-Gruppen aufweisenden Voraddukts, das durch Umsetzung eines Gemisches von 0,5 : 1 bis 1,5 : 1 mit einem zwei- bis vierfachen Überschuß an NCO-Gruppen eines aromatischen Diisocyanats pro Äquivalent OH-Gruppen des Gemisches hergestellt worden ist, mit Rizinusöl oder einem Gemisch aus Rizinusöl und Trimethylolpropan nach Patent 28 13 197, dadurch gekennzeichnet, daß man anstelle des aromatischen Diisocyanats ein Gemisch aus 4,4&min;- Diphenylmethandiisocyanat mit einem Gehalt von 18 bis 28 Mol-% an dimerisiertem und trimerisiertem Diisocyanat und 3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, das 10 bis 50 Mol-% 3-Isocyanatomethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat, bezogen auf das Polyisocyanatgemisch, enthält, verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein solches Polyisocyanatgemisch verwendet, das 20 bis 30 Mol-% 3-Isocyanatometyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat enthält.

5. Verwendung des Einbettmaterials nach Anspruch 1 zum Einbetten von Membranen.