PL178800B1 - Sposób wytwarzania porowatych kulek z karbaminianu celulozy - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania porowatych kulek z karbaminianu celulozy na drodze koagulacji karbaminianu celulozy z jego alkalicznych roztworów, znamienny tym, że z wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy formuje się krople do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze nie wyższej niż 100°C, korzystnie 30-60°C, zawierającej wodny roztwór kwasu, korzystnie nieorganicznego o stężeniu nie niższym niż 0,1 % wagowego, korzystnie 5-25% wagowych oraz nadtlenek wodoru w ilości 0,1-35% wagowych, korzystnie 0,5-2% wagowych, a następnie tak wytworzone kulki poddaje się płukaniu i suszeniu.

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania porowatych kulek z karbaminianu celulozy.

Kulisty kształt i dostępne porowate wnętrze znacznie powiększająpowierzchnię wyrobu w porównaniu z produktami litymi zajmującymi taką samą objętość. Powstanie tak zwanej struktury próżniowej poprzez rozwinięcie powierzchni wewnętrznej przyczynia się zwykle do zwiększenia zdolności adsorpcji, poprawy zdolności termoizolacyjnych czy zmniejszenia ciężaru właściwego wyrobu.

Znane sposoby wytwarzania porowatych wyrobów z pochodnych celulozy polegają zwykle na wprowadzeniu środków porotwórczych do roztworu polimeru.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 91/00142 znany jest sposób wytwarzania kulek ze spienionego roztworu wiskozy powstającego wskutek wprowadzenia do roztworu gazów takich jak: powietrze, azot, tlen, wodór, dwutlenek węgla lub siarki, dwusiarczek węgla czy acetylen lub związków chemicznych wydzielających w czasie rozkładu gazy jak: węglan amonowy, węglan cynkowy, sodowy czy magnezowy. Spieniony roztwór wiskozy poddaje się formowaniu i koagulacji w kwaśnej kąpieli.

Znane są z patentu europejskiego nr 0451706 i z patentu francuskiego nr 1297504 metody wytwarzania porowatych wyrobów celulozowych, polegające na wprowadzaniu do masy wiskozowej dodatków utrzymujących kształt wyrobu oraz substancji krystalicznych, które po rozpuszczeniu tworzą kanały spulchniające wyrób.

Z patentu europejskiego nr 0025639 znany jest sposób wytwarzania porowatych kulistych mikrocząstek celulozy, polegający na zmydlaniu zdyspergowanych cząstek trójoctanu celulozy i usuwaniu z nich wyższego alkoholu alifatycznego wcześniej do niego wprowadzonego.

Sposób wytwarzania porowatych kulek z karbaminianu celulozy według wynalazku polega na tym, że z wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy formuje się krople do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze nie wyższej niż 100°C, korzystnie 30-60°C, zawierającej wodny roztwór kwasu, korzystnie nieorganicznego o stężeniu nie niższym niż 0,1 % wagowego, korzystnie 5-25% wagowych oraz nadtlenek wodoru w ilości 0,1-35% wagowych, korzystnie 0,5-2% wagowych, a następnie tak wytworzone kulki poddaje się płukaniu i suszeniu.

Alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy, z którego formowane są krople, może zawierać dodatkowo 0,1-50% wagowych skrobi i/lub substancji bioaktywnych, takich jak: pestycydy, nawozy mineralne czy organiczne.

178 800

Według wynalazku korzystnym jest poddanie wytworzonych kulek w stanie mokrym suszeniu pod zmniejszonym ciśnieniem lub w strumieniu gorącego powietrza.

Kąpiel koagulacyjna zawierająca kwas oraz nadtlenek wodoru dyfunduje w głąb formowanych kropel, gdzie ze względu na środowisko alkaliczne przyspieszony jest rozkład nadtlenku wodoru. Wydzielający się w wyniku rozkładu tlen tworzy we wnętrzu kulki kanaliki i przestrzenie, dzięki czemu kulka ma strukturę porowatą.

Otwieranie por w kulkach można uzyskać stosując obniżone ciśnienie w procesie koagulacji, płukania czy na wykończonych mokrych kulkach, Prowadzenie procesu suszenia pod zmniejszonym ciśnieniem lub w strumieniu gorącego powietrza powoduje utrwalanie otwartej porowatej struktury kulek w stanie suchym.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że środek porotwórczy - nadtlenek wodoru dodaje się do kąpieli koagulacyjnej, dzięki czemu właściwości roztworu karbaminianu celulozy pozostają nie zmienione i nie zakłócone są warunki formowania, Wytworzone porowate kulki charakteryzują się otwartą gąbczastą strukturą o dużej dostępności powierzchni wewnetrznej, co jest widoczne na zdjęciu mikroskopowym,

Porowate kulki z karbaminianu celulozy mają zastosowanie do tworzenia produktów silnie adsorpcyjnych, do oczyszczania czy odzyskiwania ważnych składników ze ścieków, do ekstrakcji barwników czy też jako nośniki substancji bioaktywnych,

Porowate kulki z karbaminianu celulozy będące nośnikami substancji bioaktywnych lub też zawierające owe substancje w swej strukturze, ze względu na możliwość kontrolowanego i stopniowego ich uwalniania, znajdują zastosowanie jako środki ochrony roślin lub składniki nawozowe oraz w farmacji jako leki weterynaryjne,

Przedmiot wynalazku ilustrują przedstawione poniżej przykłady, nie ograniczając jego zakresu,

Przykład I, Wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy o stężeniu 6,4% wagowych wkraplano do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 60°C, zawierającej wodny roztwór kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych oraz nadtlenek wodoru w ilości 0,5% wagowych, Do formowania kropli użyto pojemnika z otworami w dnie, w których osadzono krótkie rurki o długości ok, 15 mm, Następnie uformowane krople w postaci kulek odsączano na sicie i poddawano pod próżnią płukaniu w gorącej kąpieli wodnej o temperaturze 80°C, po czym kulki suszono w strumieniu gorącego powietrza lub w suszarce próżniowej w temperaturze 60-80°C,

Otrzymano foremne kulki o średnicy około 5 mm z widocznymi pod mikroskopem elektronowym otworkami i mikroporami,

Przykład II, Wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy o stężeniu 6,8% wagowych wkraplano, za pomocąurządzeniajak w przykładzie I, do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 50°C, zawierającej wodny roztwór kwasu solnego o stężeniu 20% wagowych oraz nadtlenek wodoru w ilości 1,7% wagowych,

Płukanie i suszenie uformowanych kulek prowadzono jak w przykładzie I, Otrzymano foremne, porowate kulki o średnicy około 5 mm,

Przykład III, Wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy o stężeniu 7,1% wagowych wkraplano, jak w przykładzie I, do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 40°C, zawierającej wodny roztwór kwasu ortofosforowego o stężeniu 12% wagowych oraz 1% wagowy nadtlenku wodoru,

Płukanie i suszenie uformowanych kulek prowadzono jak w przykładzie I, Otrzymano foremne, porowate kulki o średnicy około 5 mm,

Przykład IV. Wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy o stężeniu 6,4% wagowych zmieszano z wodnym alkalicznym roztworem skrobi o stężeniu 6,3% wagowych, w stosunku wagowym 1: 1, Następnie powstałamieszamnę wkraplano, jak w przykładzie I, do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 60°C, zawierającej wodny roztwór kwasu siarkowego o stężeniu 3% wagowych oraz 0,5% wagowego nadtlenku wodoru,

Płukanie i suszenie uformowanych kulek prowadzono jak w przykładzie I, Otrzymano foremne, porowate kulki o średnicy około 5 mm,

178 800

Przykład V. Wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy o stężeniu 6,3% wagowych zmieszano z wodnym alkalicznym roztworem skrobi o stężeniu 5,9% wagowych, w stosunku wagowym 3:1. Proces formowania, koagulacji i wykończania kulek prowadzono jak w przykładzie I.

Otrzymano foremne, porowate kulki o średnicy około 5 mm.

Przykład VI. 3 kg wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy o stężeniu 6,6% wagowych zmieszano z 1kg wodnego alkalicznego roztworu skrobi o stężeniu 6,7% wagowych oraz ze 170 g 2,6-dwunitro-4-trójfluorometylo-N,N-dwupropyloanilmy. Powstałą mieszaninę poddano procesowi formowania, koagulacji i wykończania jak w przykładzie I.

Otrzymano porowate kulki o średnicy około 5 mm, zawierające w swej strukturze pestycydy.

Przykład VII. Do 3 kg wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy o stężeniu 7,4% wagowych dodano 1 kg mocznika i 150 g siarczanu potasowego. Wszystkie składniki wymieszano, a powstałą mieszaninę poddano procesowi formowania, koagulacji i wykończania jak w przykładzie I.

Otrzymano porowate kulki o średnicy około 5 mm, zawierające w swej strukturze składniki nawozowe.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania porowatych kulek z karbaminianu celulozy na drodze koagulacji karbaminianu celulozy z jego alkalicznych roztworów, znamienny tym, że z wodnego alkalicznego roztworu karbaminianu celulozy formuje się krople do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze nie wyższej niż 100°C, korzystnie 30-60°C, zawierającej wodny roztwór kwasu, korzystnie nieorganicznego o stężeniu nie niższym niż 0,1% wagowego, korzystnie 5-25% wagowych oraz nadtlenek wodoru w ilości 0,1-35% wagowych, korzystnie 0,5-2% wagowych, a następnie tak wytworzone kulki poddaje się płukaniu i suszeniu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodny alkaliczny roztwór karbaminianu celulozy zawiera skrobię i/lub substancje bioaktywne, jak: pestycydy, nawozy mineralne czy organiczne, w ilości 0,1-50% wagowych.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kulki w stanie mokrym poddaje się suszeniu pod zmniejszonym ciśnieniem lub w strumieniu gorącego powietrza.

   * * *