PL212890B1 - Sposób wytwarzania materialu arkusza napelnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczen organicznych z wody - Google Patents
Sposób wytwarzania materialu arkusza napelnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczen organicznych z wodyInfo
- Publication number
- PL212890B1 PL212890B1 PL362421A PL36242103A PL212890B1 PL 212890 B1 PL212890 B1 PL 212890B1 PL 362421 A PL362421 A PL 362421A PL 36242103 A PL36242103 A PL 36242103A PL 212890 B1 PL212890 B1 PL 212890B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- polymerization
- polymer
- water
- monomer
- sheet material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 200
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 146
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 109
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 84
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 30
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title description 36
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 155
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 120
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 140
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 125
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 39
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 13
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 11
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 8
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 8
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 claims description 7
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 6
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims description 6
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 abstract description 32
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 79
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 59
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 58
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 239000000047 product Substances 0.000 description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 23
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 9
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 6
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229940048053 acrylate Drugs 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910000503 Na-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 2
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000014596 Berardinelli-Seip congenital lipodystrophy Diseases 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000003619 algicide Substances 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 1
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 229940094522 laponite Drugs 0.000 description 1
- XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B lithium magnesium sodium silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3 XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N magnesiosodium Chemical compound [Na].[Mg] NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012243 magnesium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- REGPDRSDSZELCD-UHFFFAOYSA-N phenol;zinc Chemical compound [Zn].OC1=CC=CC=C1 REGPDRSDSZELCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920006306 polyurethane fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 229920005653 propylene-ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910000276 sauconite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 239000000429 sodium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N terephthalaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=C(C=O)C=C1 KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229920003176 water-insoluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- GAWWVVGZMLGEIW-GNNYBVKZSA-L zinc ricinoleate Chemical compound [Zn+2].CCCCCC[C@@H](O)C\C=C/CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCC[C@@H](O)C\C=C/CCCCCCCC([O-])=O GAWWVVGZMLGEIW-GNNYBVKZSA-L 0.000 description 1
- 229940100530 zinc ricinoleate Drugs 0.000 description 1
- 229940118257 zinc undecylenate Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
- B01J20/267—Cross-linked polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28026—Particles within, immobilised, dispersed, entrapped in or on a matrix, e.g. a resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
- B01J20/3206—Organic carriers, supports or substrates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M14/00—Graft polymerisation of monomers containing carbon-to-carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials
- D06M14/08—Graft polymerisation of monomers containing carbon-to-carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials on to materials of synthetic origin
- D06M14/10—Graft polymerisation of monomers containing carbon-to-carbon unsaturated bonds on to fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials on to materials of synthetic origin of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Revetment (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania materiału arkusza napełnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczeń organicznych z wody, obejmujący etap osadzania ciekłego monomeru na podłożu adsorbującym ciekły monomer lub na podłożu absorbującym ciekły monomer, które zawiera katalizator polimeryzacji i/lub inicjator polimeryzacji dla późniejszej polimeryzacji monomeru, bez przedwczesnej polimeryzacji monomeru.
Tło wynalazku
Opublikowane zgłoszenie PCT WO 00/72958 A1 ('958) opisuje porowate podłoże, takie jak mata geotekstylna, zawierająca polimer, taki jak poliakryloamid i/lub polikwas akrylowy, który jest częściowo zobojętniony (na przykład polikwas akrylowy i poliakrylan sodu) oraz korzystnie także glinę. Polimer jest wytwarzany przeważnie in situ, natomiast monomer jest razem z gliną osadzony w geotkaninie dla otrzymania bariery hydraulicznej, która ma nadzwyczaj niskie przewodnictwo hydrauliczne i która jako aktywny materiał przegrody jest znacznie lż ejsza od aktywnego materiał u przegrody w wykł adzinach geosyntetycznych według wynalazku '958.
Stwierdzono, że sposób wytwarzania artykułu opisanego w publikacji WO 00/72958 dostarcza wyrób, który zawiera istotny procent wody co utrudnia nanoszenie go na powierzchnię w celu ochrony przed wnikaniem wody i znacznie zwiększa koszty przesyłania wyrobu i ogranicza korzyści wynikające z mał ego ciężaru jak i oszczę dnoś ci zwią zane z obecnoś cią w geotekstyliach mniej aktywnego materiału przegrody. Ponadto według publikacji WO 00/72958 A1, wodny roztwór polimeryzacyjny, katalizator polimeryzacji i środek sieciujący miesza się wstępnie i osadza w porowatym podłożu jednocześnie podczas wytwarzania sposobem ciągłym. Stwierdzono także, że można wytwarzać tylko małe porcje polimeryzowalnego monomeru, lub polimeryzowalny monomer zaczyna polimeryzować przed osadzeniem na porowatym podłożu, co pogarsza właściwości bariery hydraulicznej i zmniejsza zatrzymywanie ciał stałych.
Streszczenie wynalazku
Twórcy niniejszego wynalazku stwierdzili, że dzięki zastosowaniu katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji bezpośrednio na ciekłym absorbencie lub na podłożu adsorbującym (następnie wspólnie określanych mianem „ciekły sorbent), korzystnie na porowatej geotkaninie w postaci arkusza materiału, dla wytworzenia podłoża inicjującego polimeryzację lub arkusza materiału, uzyskuje się znacznie lepsze wyniki niż stosując sposoby znane ze stanu techniki.
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania materiału arkusza napełnionego polimerem przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczeń organicznych z wody obejmujący:
wytwarzanie materiału arkusza inicjującego polimeryzację poprzez kontaktowanie materiału arkusza będącego sorbentem cieczy lub materiału stosowanego do wytworzenia materiału arkusza będącego sorbentem cieczy z inicjatorem lub katalizatorem polimeryzacji; a następnie osadzanie na co najmniej części grubości materiału arkusza inicjującego polimeryzację monomeru zdolnego do polimeryzacji z zawierającego go roztworu polimeryzacyjnego zapewniając dokładny kontakt z katalizatorem lub inicjatorem polimeryzacji; i następnie poddawanie tego materiału arkusza polimeryzacji in situ osadzając, a tym samym unieruchomiając wytworzony polimer w materiale arkusza.
Stwierdzono, że całkowita polimeryzacja monomeru podczas kontaktu z inicjującym polimeryzację podłożem daje najlepsze wyniki retencji osadzonych i sprzężonych ciał stałych polimeru.
Zgodnie z niniejszym wynalazkiem tylko katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji oraz opcjonalnie środek sieciujący monomer i/lub alkaliczny środek zobojętniający ług dla monomeru i/lub wytwarzanego polimeru nanosi się na porowate podłoże przed osadzeniem monomeru na podłożu.
Zgodnie z korzystną postacią wynalazku jako roztwór polimeryzacyjny stosuje się roztwór zawierający czynnik sieciujący polimer, który to roztwór polimeryzacyjny korzystniej zawiera nośnik wybrany z grupy obejmującej wodę i rozpuszczalnik organiczny.
Korzystnie do wytwarzania materiału arkusza inicjującego polimeryzację stosuje się materiał arkusza lub materiał zawarty w materiale arkusza zawierający dodatkowo środek sieciujący i środek zobojętniający monomer. Jeszcze korzystniej środek zobojętniający monomer wprowadza się do materiału arkusza w ilości umożliwiającej zobojętnienie polimeru w 50-100% molowych. Równie korzystnie środek zobojętniający wprowadza się do materiału arkusza w ilości umożliwiającej zobojętnienie polimeru w 65-85% molowych.
PL 212 890 B1
Zgodnie z kolejną korzystną postacią wykonania sposobu według wynalazku materiał arkusza podczas polimeryzacji i sieciowania polimeru ogrzewa się do temperatury co najmniej 0°C dla polimeryzacji monomeru w materiale arkusza i odparowania wody z materiału arkusza, przy czym korzystniej materiał arkusza przepuszcza się przez piec o temperaturze od 177°C do 288°C dla usieciowania wytwarzanego polimeru in situ, jeszcze korzystniej piec ma temperaturę w zakresie od 204°C do 260°C.
W kolejnej korzystnej postaci wykonania sposobu wedł ug wynalazku stosuje się roztwór polimeryzacyjny zawierający glinę w ilości od 5% wagowych do 95% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą masę gliny i monomeru, przy czym korzystniej glina obejmuje pęczniejącą w wodzie glinę smektytową, a jeszcze korzystniej pęcznieją ca w wodzie glina smektytowa obejmuje sodową glinę smektytową, która najkorzystniej jest wybrana z grupy obejmującej montmorylonit sodowy, bentonit sodowy i ich mieszaniny. W korzystnej postaci sodową glinę smektytową otrzymuje się na drodze wymiany jonowej jonów sodu z jonami wapnia w wapniowej glinie smektytowej. Równie korzystnie stosowany w sposobie roztwór polimeryzacyjny zawiera od 25% wagowych do 80% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego, korzystnie roztwór polimeryzacyjny zawiera od 30% wagowych do 50% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego a jeszcze korzystniej roztwór polimeryzacyjny zawiera od 30% wagowych do 40% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą ilość roztworu polimeryzacyjnego. W jeszcze bardziej korzystnej postaci wykonania sposobu według wynalazku stosowana w sposobie glina obejmuje pęczniejącą w wodzie glinę smektytową i zawiera co najmniej 50% wagowych tej gliny w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego, przy czym korzystnie glina zawiera od 50 do 100% wagowych gliny smektytowej, w przeliczeniu na całkowitą masę gliny w roztworze polimeryzacyjnym.
Zgodnie z kolejnym korzystnym wykonaniem sposób według wynalazku dodatkowo obejmuje etap, w którym w materiale arkusza będącego sorbentem cieczy osadza się stały rozdrobniony materiał. Korzystnie jako stały rozdrobniony materiał stosuje się materiał absorbujący wodę, który korzystnie jest wybrany z grupy obejmującej polimer absorbujący wodę i glinę pęczniejącą w wodzie. Jako stały rozdrobniony materiał równie korzystnie stosuje się adsorbent związku organicznego, który korzystnie jest wybrany z grupy obejmującej glinę organofilową i zeolit. Sposób według wynalazku dodatkowo obejmuje etap, w którym włókna prasuje się dla zagęszczenia materiału arkusza i utrzymania włókien w stanie ściśniętym w temperaturze poniżej temperatury topnienia.
W kolejnym wariancie wykonania sposób według wynalazku dodatkowo obejmuje etapy: formowania luźnej maty włókien o wolnych przestrzeniach pomiędzy sąsiednimi włóknami poprzez nanoszenie włókien na powierzchnię podłoża tak, aby każde włókno stykało się z co najmniej jednym sąsiadującym włóknem;
nanoszenia pomiędzy włókna na części przestrzeni pomiędzy sąsiadującymi włóknami sproszkowego lub granulowanego materiału;
zagęszczania włókien materiału arkusza będącego sorbentem cieczy i zmniejszania znacznej części przestrzeni niewypełnionych materiałem proszkowym lub granulowanym; i chłodzenia polimeryzowalnego polimeru do temperatury poniżej temperatury jej topnienia dla połączenia polimeru z materiałem arkusza, którego włókna są w stanie zagęszczonym.
W jeszcze kolejnym wariancie wykonania sposób według wynalazku dodatkowo obejmuje etapy: wytwarzania materiału arkusza zawierającego stopiony polimer, który to materiał arkusza łączy się ze stopionym polimerem poprzez topienie polimeru; i mocnego wewnętrznego łączenia materiału arkusza z polimerem poprzez zestalanie stopionego polimeru. Korzystnie, sposób ten dodatkowo obejmuje etap, w którym inicjator lub katalizator polimeryzacji nanosi się na włókna przed, podczas lub po naniesieniu monomeru.
W korzystnej postaci wykonania sposobu według wynalazku monomer nanosi się na włókna inicjujące polimeryzację po wytworzeniu materiału arkusza inicjującego polimeryzację.
W jeszcze innej korzystnej postaci wykonania sposobu według wynalazku monomer nanosi się na włókna inicjujące polimeryzację przed wytworzeniem materiału arkusza inicjującego polimeryzację.
Korzystnie, sposób według wynalazku dodatkowo obejmuje etap, w którym monomer zdolny do polimeryzacji nanosi się na inicjujący polimeryzację materiał warstwowy poprzez osadzenie w materiale arkusza inicjującym polimeryzację zawiesiny monomeru i pęczniejącej w wodzie gliny.
Roztwór polimeryzacyjny zawierający polimeryzowany monomer, ale niezawierający katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji można więc mieszać w dużych porcjach i porcje te nie będą polimeryzować przedwcześnie przed osadzeniem na podłożu ciekłego sorbentu. Ponadto przez
PL 212 890 B1 zastosowanie zatrzymującego monomer podłoża zawierającego katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji możliwe jest naniesienie skutecznego roztworu polimeryzacyjnego na podłoże z minimalną ilością nośnika, takiego jak woda i/lub rozpuszczalnik organiczny, przy czym zawierający monomer roztwór polimeryzacyjny zostaje łatwo osadzony na podłożu zawierającym katalizator lub zawierającym inicjator w celu skrócenia czasu suszenia i kosztu rozpuszczalnika.
Odpowiednio, cechą sposobu ujawnionego w opisie niniejszego wynalazku jak i otrzymanych sposobem wyrobów jest dostarczenie sposobu wytwarzania arkusza materiału zawierającego osadzony polimer, który jest zasadniczo polimeryzowany tylko będąc w kontakcie z materiałem warstwowym inicjującym polimeryzację zawierającym ciekły sorbent poprzez osadzenie roztworu polimeryzowalnego monomeru niezawierającego katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji na materiale warstwowym zawierającym ciekły sorbent inicjujący polimeryzację poprzez kontakt z katalizatorem polimeryzacji i/lub inicjatorem polimeryzacji i polimeryzację monomeru in situ. Osadzony polimer jest polimeryzowany tylko będąc w kontakcie z materiałem warstwowym, do którego uprzednio wprowadzono katalizator polimeryzacji i/lub inicjator polimeryzacji polimeryzowalnego monomeru. Według sposobu niniejszego wynalazku ujawnionego w niniejszym opisie, wstępny etap pierwszego obciążenia arkusza materiału lub składników arkusza materiału, to jest włókien stosowanych do wytwarzania arkusza materiału, z katalizatorem polimeryzacji lub inicjatorem polimeryzacji przed kontaktowaniem arkusza materiału z polimeryzowalnym monomerem, powoduje trwałe spieczenie polimeru z podłożem. Ponadto można wytwarzać duże porcje roztworu polimeryzacyjnego lub zawiesiny zawierającej monomer, które nie zawierają katalizatora polimeryzacji i/lub inicjatora polimeryzacji dla polimeryzowalnego monomeru, bez przedwczesnej polimeryzacji monomeru.
Sposób według wynalazku umożliwia więc wytwarzanie wyrobu zawierającego polimer wytwarzany in situ, o bezpiecznej budowie i zawierający wzmocnienie arkusza materiału, to jest włókna arkusza materiału wymieszane i strukturalnie związane z wytwarzanym polimerem, przy czym polimer może występować w całej grubości wyrobu lub może być osadzony w dowolnej części arkusza materiału lub w dowolnej jego grubości przez odpowiednie rozmieszczenie katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji w celu otrzymania albo elastycznego albo sztywnego materiału zawierającej tkaninę. Sposób ujawniony w opisie niniejszego wynalazku umożliwia również wytwarzanie rozmaitych modyfikowanych wyrobów, włącznie z wyrobami charakteryzującymi się skoncentrowanymi obszarami polimeru, wyrobów, w których co najmniej część polimeru zastępuje jeden lub kilka dodatkowych lub alternatywnych składników, takich jak glina pęczniejąca z wodą, na przykład glina smektytowa z polimerem lub bez niego, i/lub materiał do obróbki zanieczyszczeń, taki jak zeolit lub glina organofilowa do usuwania zanieczyszczeń, na przykład zanieczyszczeń organicznych wody lub materiałów podwodnego złoża, na przykład w glebie; maksymalne związanie polimeru z materiałem warstwowym; naniesienie warstwy (warstw) nieprzepuszczającego wody materiału uszczelniającego na jedną lub na obie główne powierzchnie wyrobu, takiej jak warstwa materiału uwalnianego, warstwa materiału nieprzepuszczającego wodę lub warstwa kleju dla lepszego zamknięcia powierzchni wytwarzanego wyrobu; naniesienie stałych lub ciekłych materiałów klejowych na jedną lub obie główne powierzchnie i/lub na dowolne krawędzie wyrobu dla lepszego zatrzymywania zasadniczo całej ilości polimeru polimeryzowanego podczas wytwarzania; możliwość wstawienia jednego lub kilku materiałów usztywniających do środka lub na powierzchnię wyrobu podczas wytwarzania, takich jak warstwa włókien szklanych; lina; karton; stosunkowo sztywne materiały faliste, na przykład karton falisty i tym podobne, w pewnym miejscu wewną trz, pomię dzy lub na powierzchni i/lub na spodzie gł ównych powierzchni wyrobu dla uzyskania różnych stopni elastyczności lub sztywności; i podatność na łączne umocnienie konstrukcyjne lub możliwość unieruchomienia włókien przed, podczas lub po polimeryzacji otoczonej przez materiał (y) polimerowy dowolnym sposobem, na przykład przez dziurkowanie igłowe, zszywanie, pikowanie, związanie przez nasycenie, stopienie powłoki polimeru na sąsiednich włóknach do stanu zagęszczonego lub ściśniętego, sklejenie włókien i/lub chemiczne związanie włókien przez stopienie wytworzonego polimeru; i wprowadzenie do arkusza materiału warstwy o różnych wymiarach i/lub kształtach i/lub denier włókien, samych lub w mieszaninie z innymi włóknami, dla wykorzystania zalet każdego z nich przez przyklejenie ich do wytworzonego polimeru.
W praktycznej realizacji niniejszego wynalazku, warstwa arkusza materiał u lub podł o ż e ciekł ego sorbenta może być luźną matą włókien, którą, kontaktowano lub poddano obróbce wstępnej, na przykład poprzez zanurzenie lub natryskiwanie, z zastosowaniem katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji, a następnie matę poddaną wstępnej obróbce kontaktowano z polimeryzowalnym monomerem podczas polimeryzacji monomeru in situ. W takiej praktycznej realizacji wynalazku luźną
PL 212 890 B1 matę włókien można zagęścić przed, podczas lub po polimeryzacji monomeru/monomerów in situ. Zagęszczenie wyrobu wykonuje się w celu nadania macie dostatecznej integralności konstrukcyjnej w celu przesył ania, manipulowania lub instalowania bez znaczą cego ubytku polimeru. Polimer wytworzony in situ jest otoczony przez włókna kontaktujące się z nim z wytworzeniem arkusza materiału napełnionego polimerem, przy czym polimer jest wprowadzony do co najmniej części całkowitej grubości wyrobu, w sąsiednich płaszczyznach, które określają prostopadłą głębokość włókien, dzięki naniesieniu polimeru na włókna podczas wytwarzania arkusza materiału. Matę zawierającą monomer lub polimer można zagęścić strukturalnie, na przykład przez zeszycie lub dziurkowanie igłowe i/lub przez związanie powleczonych polimerem włókien przed, podczas lub po polimeryzacji. Zeszycie lub dziurkowanie igłowe można wykonać na jednej lub na obu głównych powierzchniach w wybranych miejscach w celu otrzymania mocnego konstrukcyjnie materiału tkaniny zawierającej polimer rozproszony równomiernie wzdłuż całej grubości lub tylko na części grubości wyrobu. Monomer może być polimeryzowany jako powłoka włókien w wyrobie z luźnych włókien, który zagęszczano na przykład przez nakłuwanie igła, i następnie ogrzewano polimer do temperatury topnienia (korzystnie na gorąco natychmiast po opuszczeniu pieca polimeryzacyjnego) w taki sposób, aby wykonać etap zagęszczenia sąsiednich stykających się włókien powleczonych polimerem. W tym momencie matę można ochłodzić do temperatury poniżej temperatury topnienia polimeru w celu stopienia sąsiednich włókien z zestalonym polimerem.
Ten sposób umożliwia zapewnienie dużej elastyczności wytwarzania tkanin napełnionych lub częściowo napełnionych jednym lub kilku polimerami w różnych sąsiednich lub oddzielonych płaszczyznach, o dowolnej pożądanej grubości, wzdłuż grubości wykończonej tkaniny i dla zmiennej ilości polimeru i jego rozmieszczenia, przy czym jest on pewnie wprowadzony pomiędzy włókna i utrwalony na nich podczas przesyłania, manipulowania lub instalowania na włóknach lub na innych składnikach wyrobu. Ponadto, w wyniku wprowadzenia polimeryzowalnego monomeru przed zestaleniem się maty, wytworzony polimer ma większą przyczepność do sąsiednich włókien oraz pomiędzy nimi i dlatego istnieje mniejsze prawdopodobieństwo jego ubytku z gotowej tkaniny podczas przesyłania, manipulowania lub instalowania.
Zarówno katalizator jak i inicjator polimeryzacji lub monomer można zabrać z części maty, jeśli to jest potrzebne, aby uzyskać jedną lub kilka objętości lub powierzchni przekroju wolnych od polimeru, co dostarcza wolne miejsce lub objętość na rozszerzający się monomer lub dostarcza wolną objętość lub wolne objętości w celu wprowadzenia innych dodatków, na przykład materiałów proszkowych lub granulowanych, takich jak glina absorbująca wodę, na przykład glina z montmorylonitu sodowego lub wapniowego glina organofilowa, zeolit lub inna substancja usuwająca zanieczyszczenia, jak ujawniono w patentach zgłaszającego, na przykład w opisach US 5,043,076 i 5,237,945, przy czym oba te patenty włączono do niniejszego opisu jako odnośniki. Na przykład dostateczną porowatość tkaniny można otrzymać przez pominięcie wprowadzania polimeru w założonej grubości na górną powierzchnię główną, na dolną powierzchnię główną lub wzdłuż pośrednich trzech grubości wymiarowych gotowego wyrobu, aby umożliwić wentylację boczną gazu poprzez część wyrobu niezawierającą napełniacza. Alternatywnie można zatężyć polimer w pobliżu górnych lub dolnych włókien powierzchniowych na jednej lub na obu głównych powierzchniach, aby umożliwić wytłaczanie warstwy polimeru z wnętrza wyrobu na powierzchnię płaską znajdującą się bezpośrednio nad i/lub pod jedną lub dwiema zewnętrznymi powierzchniami wyrobu, co daje uszczelniającą warstwę polimeru zdolną do uszczelniania nakładek lub szwów pomiędzy wyrobami sąsiednimi lub nakładającymi się.
Wyrób wytwarzany sposobem według niniejszego wynalazku może zachować stosunkowo ciężki, jednorodny rozkład polimeru dyspergowanego pomiędzy włóknami arkusza materiału i silnie przywierającego do włókien arkusza materiału. Warstwy nieprzepuszczające wody takiego wyrobu mogą przywierać do jednej lub do obu głównych powierzchni zewnętrznych wyrobu lub mogą znajdować się pomiędzy sąsiednimi wyrobami lub warstwami pojedynczego wyrobu, a podczas instalowania mogą zachodzić na sąsiednie wyroby, dając podczas stosowania wyrobu dodatkowe warstwy nieprzepuszczalne stosowane do wyrównywania terenu, jako wykładzina dna w basenach lub jako przegroda wodna do innych znanych zastosowań.
Zgodnie z inną praktyczną postacią realizacji wynalazku, luźną matę włóknistego arkusza materiału zagęszczano (zabezpieczano strukturalnie razem do osiągnięcia określonej grubości) przed, podczas lub po polimeryzacji monomerycznego środka impregnującego naniesionego po skontaktowaniu arkusza materiału lub jego składników, na przykład włókien, przez dziurkowanie igłowe, zszywanie, pikowanie i/lub związanie stopionych włókien powleczonych polimerem. Etap zagęszczania
PL 212 890 B1 wykonywano poprzez sprasowanie maty luźnych włókien, tak aby dziurkowanie igłowe spowodowało splątanie włókien rozmieszczonych pionowo z włóknami zorientowanymi poziomo. Smarowanie zapewnia wilgotny monomer, albo zamiast tego można wprowadzić wodę podczas smarowania igłowego po zakończeniu polimeryzacji monomeru. Można także eliminować igłowanie lub zszywanie poprzez proste ściskanie luźnej maty razem z polimerem, wtedy, gdy polimer ma temperaturę równą temperaturze topnienia lub wyższą i przez następne ochłodzenie polimeru dla zestalenia, natomiast matę ściska się dostatecznie w celu uzyskania kontaktu z sąsiednimi włóknami powleczonymi polimerem.
Według innego wykonania niniejszego wynalazku, włókna, których co najmniej część jest otoczona przez monomer lub polimer, można połączyć ze sobą przez dziurkowanie igłowe. Podczas dziurkowania igłowego, większość poziomo zorientowanych włókien lub włókien ciągłych lub pasm materiału zostaje przemieszczona z zasadniczo poziomej orientacji i pod naciskiem przyjmuje zasadniczo pionową orientację pod działaniem licznych igieł, które są pionowo wkłuwane w jedną lub obie główne powierzchnie wyrobu, natomiast wyrób podczas wytwarzania ma postać maty, co najmniej na części grubości wyrobu. Podczas dziurkowania igłowego wyrób ściska się w przybliżeniu do grubości końcowej, a włókna częściowo przesunięte konstrukcyjnie utrzymują matę razem w postaci ściśniętej lub w postaci o zmniejszonej grubości, a sąsiednie włókna są trwale przytrzymywane razem przez wytworzony polimer. Włókna, włókna ciągłe i pasma materiału można różnymi sposobami zagęścić przed, podczas lub po polimeryzacji monomeru w celu trwałego połączenia ze sobą włókien w postaci ściśniętej, stosunkowo gęstej, na przykład przez dziurkowanie igłowe, stopienie razem powłoki polimeru na sąsiednich włóknach i zestalenie stopionego polimeru, na przykład przez ochłodzenie poniżej temperatury topnienia, z jednoczesnym ściśnięciem wyrobu wystarczającym dla umocowania razem z są siednimi wł óknami i zagę szczenia mat wł ókien w postaci pojedynczej, bardziej gę stej warstwy tkaniny zawierającej polimer o dowolnej korzystnej grubości. W gotowym wyrobie włókna powleczone polimerem mogą otaczać materiał proszkowy lub granulowany, na przykład materiał absorbujący wodę, taki jak absorbująca wodę glina albo inny napełniacz lub materiał aktywny. Gdy proszkowym lub granulowanym materiałem jest pęczniejąca w wodzie glina, na przykład bentonit sodowy, to glina znajduje się korzystnie w wyrobie w ilości zasadniczo wystarczającej do zatrzymania przepływu wody przez wyrób.
Odpowiednio, przedmiotem niniejszego wynalazku jest nowy i ulepszony sposób wytwarzania materiału arkusza napełnionego polimerem przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczeń organicznych z wody poprzez wprowadzenie polimeryzowalnego monomeru do maty włókien zawierającej katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji podczas wytwarzania wyrobu i podczas następnego zagęszczania maty włókien zawierającej monomer lub polimer dla utrwalenia położenia polimeru i gliny w materiale warstwowym włókien z włóknami związanymi zestalonym polimerem w zagęszczonej tkaninie, z wytworzeniem nieoczekiwanej integralności strukturalnej wyrobu.
Sposobem według niniejszego wynalazku można otrzymać ulepszony sposób zawierający pęczniejący w wodzie montmorylonit sodowy i/lub glinę z bentonitu sodowego wprowadzoną poprzez włókna elastycznej tkaniny, wytwarzany za pomocą jednego lub kilku sposobów z przedmuchiwaniem powietrza i który jest zagęszczony przez zszywanie lub dziurkowanie igłowe. Polimer powleczony na zewnętrznych niniejszego wynalazku powierzchniach włókien można związać przez stopienie i/lub powlec wodnym roztworem kleju w celu wzmocnienia wyrobu, przez smarowanie wnikania igły i/lub usztywnienie wyrobu w celu łatwiejszej instalowania oraz w celu zapobieżenia zakleszczeniu po zainstalowaniu na nierównej powierzchni gruntu.
Zgodnie ze sposobem według wynalazku można otrzymać ulepszony wyrób zawierający polimer wprowadzony we włókna, tkaniny elastycznej, przy czym włókna wyrobu mogą być mieszaniną włókien syntetycznych i/lub włókien naturalnych o różnej długości, grubości, składzie i/lub właściwościach fizycznych lub chemicznych.
Ponadto, zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku można uzyskać nowy i ulepszony wyrób będący membraną z wodoodpornego arkusza materiału, zdolnego do zatrzymywania wody znajdującej się nad membraną w takim stopniu, że woda przenika przez membranę z szybkością 1 x 10-7 cm/s lub wolniej, przy czym membrana jest wytwarzana z maty zawierającej od okoł o 5% do około 90%, i od około 10% do około 95% polimeru absorbującego wodę lub adsorbującego wodę, korzystnie więcej niż 50% wagowych, w przeliczeniu na suchy wyrób. Membrana zawiera absorbujący wodę lub adsorbujący wodę materiał polimerowy otaczający co najmniej część włókien, przy czym polimer jest połączony z włóknami. Wyrób można zagęścić i ponadto można strukturalnie unieruchomić włókna przez splecenie polimeru na miejscu i w otoczeniu przez polimeryzację in situ. Materiał
PL 212 890 B1 warstwowy wytwarzany w ten sposób może zachować równomierny i równy rozkład materiału polimerowego i, jeśli to jest potrzebne, może zawierać polimer razem ze sproszkowanym lub granulowanym materiałem wodoodpornym, (albo bez niego), takim jak pęczniejąca w wodzie glina oraz może być zagęszczonym w dowolnej części wyrobu.
Innym aspektem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania arkusza materiału, który zawiera wytwarzany polimer, opcjonalnie jeden lub kilka napełniaczy i jest strukturalnie wzmocniony za pomocą arkusza materiału zawierającego ciekły sorbent, zwłaszcza włóknistego arkusza materiału, takiego jak tkana lub nietkana geotkanina przez wytwarzanie geotkaniny lub włókien stosowanych do wytwarzania geotkaniny z użyciem katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji dla wytworzenia arkusza materiału inicjującego polimeryzację i następnie osadzenie w geowłókninie jednego lub kilku monomerów polimeryzowalnych. Polimeryzacja monomeru nie zacznie się, dopóki monomer nie skontaktuje się z materiałem warstwowym inicjującym polimeryzację, tak, że monomer będzie zasadniczo całkowicie spolimeryzowany in situ dla uzyskania i utrwalenia położenia polimeru i gliny w materiale warstwowym i opcjonalnie w celu dostatecznego usieciowania polimeru. Dostateczne usieciowanie uzyskuje się przez użycie co najmniej około 0,01% wagowych, korzystnie co najmniej 0,1% wagowych środka sieciującego, w przeliczeniu na ilość polimeryzowalnego monomeru. Korzystnym jest, co wskazano powyżej wprowadzenie środka sieciującego monomer w stosunku do ilości monomeru od około 1:100 do około 1:1000; korzystniej od około 1:250 do 1:750; najkorzystniej od 1:400 do 1:600.
Powyższe i inne zalety i korzyści sposobu wytwarzania według wynalazku jak również możliwych do otrzymania tym sposobem wyrobów będą bardziej jasne na podstawie szczegółowego opisu zamieszczonego poniżej.
Krótki opis Figur
Figura przedstawia schematyczny diagram korzystnego sposobu wytwarzania arkusza materiału napełnionego polimerem.
Szczegółowy opis korzystnych wykonań wynalazku
Niniejszy wynalazek może być lepiej zrozumiany przez odniesienie do następującego szczegółowego opisu wynalazku i podanych w nim przykładów. Przyjmuje się, że niniejszy wynalazek nie ogranicza się do tych szczególnych składników, wyrobów, sposobów i/lub warunków, które można oczywiście zmieniać. Przyjmuje się także, że terminologia stosowana w niniejszym opisie ma na celu przybliżyć szczególne wykonania wynalazku i nie powinna być jego ograniczeniem.
Zakresy podawane w niniejszym opisie jako „około lub „w przybliżeniu oznaczają jedną szczególną wartość, a i/lub „około lub „w przybliżeniu odnoszą się do innej szczególnej wartości. Podobnie, gdy wartości podaje się w przybliżeniu, to przez użycie poprzedzającego „około przyjmuje się, że dana wartość tworzy inną odmianę wynalazku.
W odniesieniu do rysunku, wynalazek dotyczy arkusza materiału 10 napełnionego polimerem. W jednej odmianie, materiał warstwowy 10 napełniony polimerem jest splecioną matrycą zawierającą spolimeryzowany in situ polimer organiczny i związany z absorbentem ciekłego monomeru lub z podłożem adsorbującym ciekły monomer, gdzie wytwarza się polimer (jest on produktem polimeryzacji jednego lub kilku monomerów), przy czym jest on w kontakcie z podłożem podczas wytwarzania arkusza materiału napełnionego polimerem w celu wplecenia polimeru w podłoże. W korzystnej odmianie niniejszego wynalazku, materiał warstwowy 10 jest spleciony z matrycą cząsteczek polimeru organicznego i z włóknami podłoża włóknistego 12, korzystnie z nietkaną tkaniną lub z geotkaniną.
Różne materiały wzmacniające można wprowadzić do środka i/lub na zewnątrz wyrobu, aby uzyskać strukturalne wzmocnienie lub różne stopnie sztywności wyrobu; części wyrobu wzdłuż jego grubości mogą zawierać różne włókna bądź te same włókna o różnych wymiarach, długościach, grubościach i gęstościach w celu uzyskania różnych właściwości i charakterystyki włókien; części wyrobu wzdłuż jego grubości można pozostawić z małymi stężeniami polimeru lub bez polimeru, tak, aby część wyrobu była bardzo porowata, co umożliwia odprowadzenie gazów uwięzionych od dołu w wyrobie; z włóknami wprowadzanymi z urządzenia do wprowadzania włókien na powierzchnię podłoża pod działaniem siły ciężkości mogą być mieszane sproszkowane lub granulowane materiały, takie jak glina spęczniona wodą, aby uzyskać napełnioną gliną matę, którą następnie kontaktuje się z katalizatorem polimeryzacji monomeru lub inicjatorem polimeryzacji monomeru przed kontaktowaniem z polimeryzowaInym monomerem. Dowolna z tych właściwości może być wykorzystana pojedynczo lub razem z inną dowolną właściwością w celu wytworzenia unikalnych wyrobów napełnionych polimerem i mających dowolną liczbę różnych właściwości.
PL 212 890 B1
Według jednej ważnej odmiany niniejszego wynalazku stwierdzono, że napełniona polimerem mata może być związana przez dziurkowanie igłowe, zszycie lub ściśnięcie innym sposobem w celu wplecenia w sąsiednie włókna jednej tkaniny lub w celu wplecenia w górne i/lub dolne warstwy tkaniny w celu wzmocnienia napełnionego polimeru. Włókna moż na unieruchomić strukturalnie za pomocą nici, włókien, włókien ciągłych lub pasm materiału włóknistego, który dziurkowano igłowo w celu wplecenia włókien w określonych odległościach (na przykład w odległościach od 0,000508 do 0,127 metra (2 do 500 milicali), korzystnie około 0,000508 do 0,00508 (2 do 20 milicali)).
Opcjonalna powłoka zewnętrzna ciekłego spoiwa na jednej lub na obu powierzchniach zewnętrznych zagęszczonej maty zasadniczo zwiększa wytrzymałość wyrobu.
Według innego ważnego wykonania niniejszego wynalazku, oprócz wytwarzania wyrobów z arkusza materiału napełnionego polimerem można także wytwarzać wyroby, które oprócz polimeru zawierają pęczniejącą w wodzie glinę lub materiał zdolny do usuwania zanieczyszczeń lub oddziaływania z jednym bądź z kilkoma rozpuszczalnymi w wodzie zanieczyszczeniami zawartymi w wodzie, który styka się z wyrobem napełnionego polimerem materiału.
Niektórymi z ważnych zanieczyszczeń znajdujących w wodach, stawach, lagunach, na terenach o strukturze podziemnej i na innych terenach uwalniających wodę, zwłaszcza gdy tereny te obejmują ścieki przemysłowe, są jony metali ciężkich i rozpuszczalne w wodzie materiały organiczne. Według stanu techniki wiadomo, że naturalne i syntetyczne zeolity mogą usuwać ze ścieków zasadniczą część jonów metali ciężkich, oraz że gliny organofilowe mogą usuwać z roztworu rozpuszczalne w wodzie materiały organiczne. Jednak według stanu techniki zaproponowano, aby usuwanie tych materiałów ze ścieków wykonywać współbieżnie przy oczyszczaniu całego strumienia ścieków w celu usunięcia tych materiałów, co wymaga częstego zastępowania materiałów do obróbki z powodu znacznych objętości ścieków, które w celu sklarowania strumieni ścieków przechodzą przez zeolity lub gliny organofilowe. Według ważnej odmiany niniejszego wynalazku stwierdzono, że po wprowadzeniu gliny organofilowej razem z gliną lub bez gliny pęczniejącej w wodzie, takiej jak bentonit sodowy, i/lub po zastosowaniu mieszaniny gliny pęczniejącej w wodzie z zeolitem lub z gliną organofilową, jako częścią roztworu lub zawiesiny monomeru, glina pęczniejąca w wodzie po uwodnieniu rozszerzy się i zeolit i/lub glina organofilowa po łączona z pę cznieją c ą w wodzie gliną utworzy materiał odpowiedni do oczyszczania wody, w którym zeolit i/lub glina organofilowa będą działać wielokrotnie dłużej niż w przypadku, gdyby całą ilość ścieków oczyszczano według stanu techniki przy pełnym kontakcie z całą objętością strumienia ścieków, ponieważ tylko taka ilość wody będzie oczyszczona, jaka przenika przez glinę pęczniejącą w wodzie i/lub polimer.
Według innej ważnej odmiany niniejszego wynalazku reagujący z zanieczyszczeniem materiał zawierający dowolny adsorbent zanieczyszczeń organicznych, na przykład glinę organiczną lub zeolit; odczynnik reagujący z zanieczyszczeniami organicznymi; lub substancję zobojętniającą zanieczyszczenia organiczne można wprowadzić jako osobną substancję powyżej lub poniżej lub zmieszaną z monomerem i/lub gliną pęczniejącą w wodzie, tak, że ilość oczyszczanego materiału podczas usuwania zanieczyszczeń jest jedynie materiałem, który przenika przez polimer i/lub glinę pęczniejącą z wodą. W tej odmianie niniejszego wynalazku, korzystne wyroby zawierają warstwę materiału absorbującego wodę wybranego z grupy zawierającej polimer absorbujący wodę, glinę absorbującą wodę i ich mieszaniny; i warstwę materiału usuwającego zanieczyszczenie organiczne, taką jak materiał adsorbujący związek organiczny umieszczony nad lub pod materiałem adsorbującym wodę, takim jak glina organiczna lub zeolit, umieszczonym tak, aby dowolne zanieczyszczenie organiczne, które przechodzi przez warstwę materiału adsorbującego wodę, zostało adsorbowane przez materiał adsorbujący związek organiczny. Obie te warstwy: (1) materiał absorbujący wodę i (2) materiał adsorbujący zanieczyszczenia organiczne, można umieścić obok siebie i otoczyć osobnymi tkaninami, które razem dziurkowano igłowo, albo warstwy można umieścić w osobnych tkaninach, na przykład w warstwach tkaniny geosyntetycznej, które mogą być ułożone w stosie i mogą być lub nie być połączone razem, na przykład przez dziurkowanie igłowe, łączenie za pomocą stopionego materiału lub przy pomocy spoiwa, albo innym sposobem. Według jednej odmiany niniejszego wynalazku, wyroby, które można umieścić pod wodą w celu wniesienia ich na zanieczyszczone złoże gleby, w taki sposób aby zanieczyszczenia organiczne, na przykład PCB, musiały przechodzić przez materiał absorbujący wodę, na przykład przez polimer absorbujący wodę i/lub przez absorbującą wodę glinę smektytową przed adsorbowaniem ich przez warstwę adsorbującego związek organiczny materiału, takiego jak na przykład glina organiczna i/lub zeolit, aby zapobiec zanieczyszczeniu przez zanieczyszczenia organiczne wody znajdującej się nad wytwarzanym wyrobem.
PL 212 890 B1
Według innej ważnej właściwości tej odmiany niniejszego wynalazku, materiał do usuwania zanieczyszczeń organicznych można zmieszać z polimerem lub wprowadzić jako osobny materiał poniżej lub powyżej polimeru i może to być dowolny materiał zdolny do adsorbowania, absorbowania lub reagowania z zanieczyszczeniem organicznym w celu adsorbowania, absorbowania, insolubilizacji lub zobojętnienia zanieczyszczenia organicznego. Jako przykłady dodatkowych materiałów zdolnych do usuwania lub zobojętnienia zanieczyszczeń organicznych można wymienić absorbujące włókna, takie jak mikrokrystaliczna celuloza, glina attapulgitowa, rycynolan cynku adsorbowany na włóknie absorpcyjnym lub na innym materiale absorpcyjnym, bezpostaciową proszkową krzemionkę; syntetyczny krzemian wapnia; pulpę poliolefinową, glinokrzemian sodu (zeolit sodowy typu A); maltodekstran; glinokrzemiany sodu (uwaga: wszystkie powyższe związki są absorbentami). Inne materiały takie jak adsorbenty, obejmują gliny organiczne; mikrokrystaliczną celulozę; kompozycje na podstawie hydrożelu krzemionki; attapulgity; syntetyczne magnezokrzemiany sodu; syntetyczne krzemiany wapnia; dwutlenek krzemu; gliny aktywowane kwasem; zeolity sodowe typu A; i tym podobne, dostarczane jako osobna warstwa lub w mieszaninie z polimerem i/lub pęczniejącą w wodzie gliną. Można tu zaliczyć także inne materiały takie jak algicydy, materiały przeciwbakteryjne, bakterycydy, środki odkażające i/lub fungicydy takie jak fenol; undecylenian cynku N.F.; chlorek acetylotyrydyniowy N.F.X.III i tym podobne.
Najkorzystniejszym dodatkiem, oprócz monomeru, jest pęczniejąca w wodzie glina.
Włóknami stosowanymi do wytwarzania wyrobów napełnianych polimerem są na przykład włókna z jedwabiu sztucznego, polietylen, polipropylen, poliestry, poliamidy, polimery i kopolimery akrylowe, włókna szklane, kopolimery propylen-etylen, kopolimery propylen-poliamid, włókna poliuretanowe, włókna rozpuszczalne, na przykład włókna z poli(alkoholu winylowego) i tym podobne. Korzystna długość włókien mieści się w zakresie od około 0,0127 do około 635 metra (od około 0,5 do około 25 cali), korzystniej od około 0,0254 do około 0,127 (od około 1 do 5 cali), a korzystna wartość gęstości liniowej mieści się w zakresie od około 9000 g/m do około 45000000 g/m (od około 1 do około 5000 denier), korzystniej od 36000 do około 4500000 g/m (od około 4 do około 500 denier), najkorzystniej od około 270000 do około 1800000 g/m (od około 30 do około 200 denier). Użyteczne są włókna stosowane do wytwarzania tkanin typu geotkanin, a tkaniny typu geotkanin są korzystne z powodu ich odpornoś ci bakteriologicznej i chemicznej, ale mogą to być także włókna biodegradowalne, ponieważ po zainstalowaniu tkanina służy jedynie do utrzymywania polimeru w odpowiednim położeniu. W pewnych instalacjach grubość wyrobu nie ma znaczenia i wyroby takie można wytwarzać w dowolnej grubości, na przykład od około 0,000762 m do około 0,001016 m (od około 3 milicali do około 4 cali), przy czym zawierają one od około 0,976 do około 146,47 kg na metr kwadrat (od około 0,2 do około 30 funtów na stopę kwadratowa) pęczniejącej w wodzie gliny.
Według innej odmiany praktycznej realizacji wynalazku część lub wszystkie włókna stosowane do wytwarzania arkusza materiału według niniejszego wynalazku są degradowane lub rozpuszczalne w wodzie, na przykład włókna poli(alkoholu winylowego), przy czym po kontakcie z wodą w cią gu określonego czasu zasadniczo pozostaje tylko polimer i inny dodatek. Włókna degradowalne lub rozpuszczalne w wodzie można także selektywnie wprowadzać do wyrobów według niniejszego wynalazku w celu wprowadzenia tylko wzdłuż krawędzi wyrobu, gdzie wyroby mogą być łączone lub nakładane na zakładkę na inny podobny wyrób, dzięki czemu po uwodnieniu polimer zostanie rozproszony w części łączenia. Do wyrobów można wprowadzać inne materiały filtracyjne, takie jak węgiel aktywny i tym podobne, a takż e róż ne nieprzepuszczają ce wody materiał y warstwowe, geokratki lub tkaniny sieciowe z polimerów, włókna ciągłe i inne, tkane lub nietkane geotkaniny można wprowadzać do środka wyrobu albo na jedną lub na obie powierzchniowe strony wyrobu w celu nadania dodatkowej wytrzymałości konstrukcyjnej i/lub lepszej nieprzepuszczalności wody.
Wyroby uzyskane sposobem według niniejszego wynalazku mogą to być zasadniczo pojedyncze nietkane włókniny, dzięki czemu można, gdy jest to potrzebne je wydłużać, z zachowaniem pożądanych właściwości polimeru. Do środka tego wyrobu można ponadto podczas wytwarzania wprowadzać elementy odwadniające i inne wyroby stosowane w technice przegród wodnych i w technice odwadniania.
Do środka wyrobów uzyskanych sposobem według niniejszego wynalazku można także wprowadzić herbicydy, materiały bakteriobójcze, chemiczne wskaźniki śladowe, różne barwniki ujawniające kontakt z danym związkiem chemicznym lub z klasą związków chemicznych i tym podobne. Do środka lub w pobliżu zewnętrznej powierzchni wyrobu można wprowadzać nawozy, ta odmiana niniejszego
PL 212 890 B1 wynalazku jest szczególnie korzystna w przypadku rozpuszczalnych w wodzie polimerów w odniesieniu do właściwości arkusza materiału dotyczących uwalniania nawozów w czasie.
Według innej odmiany praktycznej realizacji wynalazku do wyrobów można wprowadzić w pobliżu ich jednej lub kilku krawędzi włókna rozpuszczające się przy kontakcie z rozpuszczalnikiem. Po całkowitym zainstalowaniu wyrobów zawierających włókno rozpuszczalne w rozpuszczalniku można nanieść rozpuszczalnik na szwy lub na nakładające się powierzchnie w celu uzyskania bardziej skutecznego uszczelnienia szwów lub nakładających się powierzchni.
Zastosowania wyrobów napełnionych lub częściowo napełnionych polimerem uzyskanych sposobem według wynalazku są w zasadzie nieograniczone, ponieważ można wytwarzać wyrób całkowicie elastyczny, dość sztywny lub sztywny i można go nakładać na silnie konturowane i nachylone, chropowate lub gładkie powierzchnie, a także na powierzchnie pionowe, jak ściany fundamentów, tamy, wzdłuż boków kanałów lub poniżej nachyleń na terenach z dużą liczbą zbiorników, w technice nawadniania lub w technice gospodarowania zasobami wodnymi poniżej poziomu uszczelniania wodnego i poniż ej pomostów na placu, betonach i tym podobnych. Dużą zaletą wyrobu jest pozostawienie w konstrukcji tkaniny miejsca na rozszerzający się polimer i/lub na glinę pęczniejącą w wodzie, dzięki czemu można uniknąć tworzenia się wybroczeń lub pęknięć sąsiedniego betonu lub innych elementów konstrukcyjnych spowodowanych przez nadmierne rozszerzanie się pęczniejącej w wodzie gliny. Wyroby uzyskane sposobem według niniejszego wynalazku umożliwiają rozszerzanie się polimeru i/lub gliny w wyrobie, w bok, pionowo lub w obu kierunkach, w miejscu przewidzianym w wyrobie, aby zapobiec nakładaniu nieodpowiednich sił na sąsiednie powierzchnie betonu lub innych elementów konstrukcyjnych.
Wyroby uzyskane sposobem według niniejszego wynalazku są szczególnie odpowiednie do wytwarzania przegrody wodnej dla ściany przybrzeżnej w celu ochrony powierzchni, które mogą być pionowe, nachylone i poziome. Wyroby są bardzo trwałe ze względu na sposób ich wytwarzania, ponieważ ich wytrzymałość nie zależy od wybrania dowolnego sposobu strukturalnego łączenia ze sobą dwóch oddzielnych warstw tkaniny.
Tkaniny napełnione polimerem, sposobem według niniejszego wynalazku nadają się także szczególnie do wytwarzania wodnej przegrody poniżej betonu, który jest warstwowo natryskiwany na zewnętrzną powierzchnię wyrobów, zawierających polimer, i opcjonalnie, glinę, takich jak natryskiwane betony Shotcrete i Gunite. W sposobach nanoszenia betonów Shotcrete i Gunite, kompozycję betonu natryskuje się pod znacznym ciśnieniem na ochranianą powierzchnię w cienkiej warstwie, która prawie natychmiast schnie i dlatego można nanosić na nią dodatkowe warstwy do dowolnej pożądanej grubości. Wyroby w postaci warstwowej bariery według stanu techniki, mające pośrednią warstwę gliny przyklejonej lub połączonej przez dziurkowanie igłowe do dwóch zewnętrznych warstw tkaniny, nie mają wytrzymałości strukturalnej i odporności na działanie sił ścinających wymaganych w celu zapobieżenia, aby naniesiony natryskiwany beton nie spowodował wyciśnięcia z wyrobu pośredniej warstwy gliny z pozostawieniem bardzo małej zdolności bariery do zahamowania wody. Wyroby według jednej odmiany niniejszego wynalazku zawierają polimer i opcjonalnie glinę pęczniejącą w wodzie, mocno przytrzymywaną dookoła otaczających włókien pojedynczej tkaniny, przy czym znaczne ciśnienie i siła przyłożona przez natryskiwaną na nie warstwę betonu zasadniczo nie powodują znacznej straty polimeru lub gliny pęczniejącej w wodzie. Ponadto wyroby uzyskane sposobem według niniejszego wynalazku pochłaniają siły przyłożone do powierzchni tkaniny, dzięki czemu naniesione warstwy betonu nie będą odskakiwać od wyrobów, ale będą przywierać do powierzchni tkaniny w celu wydajnego i ekonomicznego naniesienia betonu na powierzchnię arkusza materiału z zachowaniem poniżej skutecznej bariery wodnej. Jeden ze sposobów wytwarzania wyrobów jako pojedynczej tkaniny przez włączenie pęczniejącej w wodzie gliny i/lub polimeru w jednej warstwie, jak ujawniono w niniejszym opisie, i z wprowadzeniem zeolitu lub organofilowej gliny w innej warstwie podczas wytwarzania tkaniny, ujawniono w patencie zgłaszającego US 5,237,945, który włączono do niniejszego opisu jako odnośnik.
Korzystnym polimerem organicznym do stosowania w praktycznej realizacji wynalazku jest polimer absorbujący wodę, korzystnie zawierający mieszaninę soli metali alkalicznych poli(kwasu akrylowego) z poli(kwasem akrylowym). Stwierdzono, że wplecenie polimeru organicznego w podłoże 12 wytwarza materiał 10 bariery hydraulicznej mający stosunkowo małą przepuszczalność wody, przy czym zawiera on stosunkowo małą ilość polimeru organicznego.
Ponadto stwierdzono, że materiał 10 bariery hydraulicznej zawierający zarówno polimer absorbujący wodę, jak również glinę pęczniejącą w wodzie, wykazuje zmniejszoną przepuszczalność wody na jednostkę wagi materiału bariery hydraulicznej w porównaniu do typowych mat lub przegród hydraPL 212 890 B1 ulicznych, zwłaszcza do wykładzin z gliny geosyntetycznej (GLC) (GLC od „geosynthetic clay liner).
Stwierdzono w szczególności, że materiał 10 przegrody hydraulicznej powinien mieć przewodnictwo hydrauliczne 1x10-8 cm/s lub mniej, korzystnie 1 x 10-9 cm/s lub mniej. Stwierdzono ponadto, że materiał 10 bariery hydraulicznej może mieć mniejszą grubość i mniejszą wagę w porównaniu do typowych GCL. Materiał 10 bariery hydraulicznej może być szczególnie odpowiedni dla takich zastosowań w geośrodowisku, jak absorpcja, zatrzymywanie i przechowywanie wody.
Na przykład, materiał 10 bariery hydraulicznej można zastosować w podziemnych garażach, handlowych promenadach i tym podobnych w celu niedopuszczenia do wdzierania się do nich wody; do wyrównywania terenu odpadkami; w sztucznych zbiornikach wody; oraz do takich geośrodowiskowych zastosowań, w których jest potrzebna bariera hydrauliczna o małej przepuszczalności. W korzystnej odmianie sposobu niniejszego wynalazku polimer organiczny tworzy się lub wytwarza się podczas polimeryzacji monomeru organicznego spieczonego z gliną, korzystnie z pęczniejącą w wodzie gliną. Sposób wytwarzania materiału 10 bariery hydraulicznej obejmuje etapy osadzania polimeryzowalnego monomeru organicznego w porowatym podłożu, przy czym najpierw do porowatego podłoża wprowadzano katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji lub do jednego lub kilku składników porowatego podłoża, na przykład do włókien geotkaniny podczas wytwarzania geotkaniny i wykonywano polimeryzację polimeryzowalnego monomeru in situ z wytwarzaniem materiału 10 bariery hydraulicznej.
Polimeryzowalny monomer nanosi się na inicjujące polimeryzację podłoże z roztworu polimeryzacyjnego, zawierającego polimeryzowalny monomer organiczny. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, roztwór polimeryzacyjny zawiera także glinę, korzystnie glinę pęczniejącą w wodzie, taką jak glina smektytu sodowego, w szczególności glina montmorylonitu sodowego lub bentonitu sodowego, z wytwarzaniem zawiesiny 14, którą osadzono w porowatym podłożu 12, które przedtem poddano obróbce, na przykład kontaktowano, zanurzano lub natryskiwano w celu uzyskania zawartości katalizatora polimeryzacji lub inicjatora polimeryzacji monomeru organicznego w ilości wystarczającej dla całkowitej polimeryzacji następnie osadzonego monomeru. W korzystnym wykonaniu niniejszego wynalazku etap mieszania roztworu polimeryzacyjnego prowadzi się do uzyskania zasadniczo jednorodnego roztworu polimeryzacyjnego.
Polimeryzowalny monomer miesza się z wodą i zawiera on środek zobojętniający, taki jak wodorotlenek sodu, korzystnie przed wprowadzeniem dowolnej opcjonalnej gliny, w celu wytworzenia roztworu polimeryzacyjnego w postaci zawiesiny 14 dla ułatwienia zobojętnienia co najmniej części polimeryzowalnego monomeru organicznego (najkorzystniejsze jest zobojętnienie 65-85% molowych) przed wprowadzeniem gliny i następnym wtrąceniem do gliny częściowo zobojętnionego polimeryzowalnego monomeru organicznego. Korzystnie, roztwór polimeryzacyjny także zawiera środek sieciujący dla polimeru, przy czym po polimeryzacji częściowo zobojętnione cząsteczki monomeru są dostatecznie usieciowane dla otrzymania nierozpuszczalności w wodzie i absorbancji wody. Korzystnie miesza się razem polimeryzowalny monomer, wodę, środek sieciujący i środek zobojętniający z wytworzeniem jednorodnego roztworu przed wprowadzeniem gliny w celu wytwarzania roztworu lub zawiesiny polimeryzacyjnej dla uzyskania konsystencji i jednorodności wtrącenia w glinę. W korzystnym wykonaniu niniejszego wynalazku etap mieszania roztworu wykonuje się tak, aby otrzymać zasadniczo jednorodny roztwór polimeru.
Opcjonalny etap wprowadzania gliny do roztworu monomeru w celu wytworzenia roztworu polimeryzacyjnego lub zawiesiny polimeryzacyjnej 14 można wykonać dowolnym sposobem, który powoduje wprowadzenie pożądanej ilości gliny i monomeru dla wytworzenia zawiesiny polimeryzacyjnej 14, która jest stosunkowo lepka, ale która może być przesunięta do podłoża inicjującego polimeryzację 12. Ponadto roztwór polimeryzacyjny zawierający glinę jest korzystnie ścinany podczas mieszania i/lub podczas osadzania zawiesiny w porowatym podłożu w celu wplecenia części polimeryzowalnego monomeru pomiędzy płytki gliny przed osadzeniem zawiesiny 14 w podłożu 12 i korzystnie w celu częściowego złuszczenia płytek gliny przed lub podczas kontaktowania z porowatym podłożem 12 zawiesiny polimeryzacyjnej 14.
Stopień wymieszania zawiesiny 14 zmienia się w zależności od właściwości zawiesiny 14. Na przykład glinę można po prostu zmieszać z roztworem polimeryzacyjnym, bez względu na stopień wymieszania lub jednorodność otrzymanej zawiesiny 14. Etap mieszania wykonuje się korzystnie tak aby zawiesina 14 była wymieszana przed następnym osadzeniem zawiesiny 14 w podłożu 12 zawierającym katalizator lub inicjator. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku etap mieszania podczas wytwarzania zawiesiny wykonuje się tak, aby zawiesina 14 była zasadniczo jednorodna.
PL 212 890 B1
Można stosować dowolny mieszalnik 16, za pomocą, którego można wymieszać glinę i roztwór monomeru dla uzyskania pożądanych właściwości zawiesiny 14. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, mieszalnik 16 zawiera skrobaki zawiesiny 17 i można wymieszać glinę i roztwór polimeryzacyjny, tak aby otrzymana zawiesina 14 była zasadniczo jednorodna. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, etap mieszania wykonuje się w ciągu czasu wystarczającego do zmieszania gliny i roztworu polimeryzacyjnego, aby otrzymana zawiesina była zasadniczo jednorodna. Korzystnie stosuje się minimalną ilość wody wystarczającą do uzyskania jednorodnej zawiesiny, która może być przenoszona mechanicznie lub wpompowana do podłoża 12 w celu osadzenia zawiesiny w podłożu. Jak widać na fig. 1, w korzystnej odmianie wynalazku stosuje się tłok 32 z zestawu tłoka 30 w celu przesyłania zawiesiny o dużej lepkości do podłoża ciekłego sorbentu dla etapu osadzenia. Jeśli zawiesina jest zbyt lepka dla pompowania, to do przenoszenia zawiesiny do podłoża 12 w celu osadzenia stosuje się pas przenośnika, korzystnie mający przykrytą zawiesiną szerokość, taką samą jak szerokość podłoża 12 i można ją zastosować do przeniesienia zawiesiny do podłoża 12 w celu osadzenia w nim.
Jak podano powyżej, etap osadzania monomeru obejmuje mieszanie zawiesiny polimeryzowalnego monomeru organicznego i gliny z podłożem 12.
W korzystnym wykonaniu niniejszego wynalazku, zawiesinę 14 osadzono w zawierającym katalizator podłożu 12 ciekłego sorbenta przy lepkości zawiesiny od około 30 do około 80 Pa^s (od około 30 000 cP do około 80 000 cP), korzystniej od około 40 do około 60 Pa^s (od około 40 000 do około 60 000 cP) w celu absorbcji i/lub adsorbcji zawiesiny 14 do i/lub pomiędzy składnikami podłoża 12. Zawiesinę 14 przesyła się do co najmniej części grubości podłoża 12. Dowolna ilość lub stopień osadzenia zawiesiny 14 w albo pomiędzy częściami podłoża 12 jest dopuszczalny, dopóki osadzanie monomeru umożliwia wymieszanie i sorbcję monomeru i gliny pomiędzy składnikami i/lub w części składników, na przykład włókien podłoża, dla późniejszej polimeryzacji monomeru na co najmniej części grubości podłoża dla wytworzenia materiału 10 przegrody hydraulicznej. Ponadto stopień i ilość osadzenia jest wystarczająca, jeśli umożliwi związanie lub wplecenie otrzymanego polimeru absorpyjnego i gliny na co najmniej części grubości podłoża 12.
Korzystnie etap osadzania zawiera etap łączenia podłoża 12 z zawiesiną 14, aby zawiesina 14 była równomiernie rozdzielona na co najmniej części grubości podłoża 12. Zawiesinę 14 korzystnie miesza się dokładnie, a korzystniej jest ona zasadniczo jednorodna dzięki czemu złączenie zawiesiny 14 z podłożem 12 także powoduje rozdzielenie monomeru, gliny splecionej monomerem i złuszczonych płytek gliny na całej pożądanej grubości podłoża 12. Korzystniej zawiesina jest rozdzielona na całej grubości porowatego podłoża 12 dla ułatwienia wytwarzania stosunkowo jednorodnego materiału 10 przegrody hydraulicznej.
Jak omówiono poprzednio, porowate podłoże 12 może być dowolnym porowatym materiałem absorbującym ciecz lub adsorbentem cieczy lub substancją mieszalną z monomerem i dowolnymi innymi, jeśli takie są, składnikami zawartymi w polimeryzacyjnej zawiesinie 14. Można stosować dowolne podłoże ciekłego sorbentu, które może przyjąć i zatrzymać co najmniej część zarówno katalizatora polimeryzacji, jak i inicjatora polimeryzacji, a następnie polimeryzowalny monomer i opcjonalnie glinę w celu wytworzenia materiału 10 bariery hydraulicznej po polimeryzacji monomeru. Korzystniej podłoże 12 zawiera włókniste podłoże 12 zawierające wiele włókien. Można stosować dowolne podłoże włókniste 12, które po polimeryzacji monomeru może wytworzyć materiał 10 przegrody hydraulicznej.
W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, podłożem 12 jest materiał geotkaniny. Można zastosować dowolny tkany lub nietkany materiał geotkaniny, korzystnie materiał nietkany. Ponadto materiał geotkaniny może być w dowolnej postaci odpowiedniej do wytwarzania pożądanego materiału bariery hydraulicznej 10. Jednak w korzystnej odmianie wykonania, podłoże włókniste 12 jest zasadniczo płaską płytą zawierającą co najmniej jedną warstwę materiału geotkaniny.
W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, etap osadzenia obejmuje osadzenie zawiesiny 14, zawartości wody mniejszej od 50% wagowych a także monomeru i gliny, pomiędzy włóknami podłoża 12 zawierającego inicjator lub katalizator. Etap osadzania można wykonać dowolnym sposobem i dowolnym urządzeniem, otrzymując po osadzeniu zawiesinę 14 o dużej lepkości absorbowaną pomiędzy i/lub w częściach składnika, na przykład we włóknach podłoża 12. Inaczej mówiąc, zawiesina 14 może być osadzona lub skierowana do międzywęzłowych przestrzeni lub pustych miejsc międzywęzłowych lub pustych miejsc pomiędzy włóknami i/lub absorbowanych przez włókna włóknistego podłoża 12, i/lub może być absorbowana przez włókna podłoża 12. Zawiesina 14 może być na przykład osadzona pomiędzy włóknami włóknistego podłoża 12 za pomocą próżni, płuPL 212 890 B1 kania, walcowania, obciążenia hydraulicznego, sączenia pod ciśnieniem lub natrysku. Jeśli same włókna absorbują wodę to monomer będzie także absorbowany we włóknach.
W korzystnej odmianie niniejszego wynalazku, co najmniej część zawiesiny 14 jest osadzona pomiędzy włóknami w przestrzeni międzywęzłowej lub w pustych miejscach. Reszta zawiesiny 14, która nie została osadzona, może być rozproszona lub rozprowadzona pomiędzy włóknami włóknistego podłoża 12 lub rozprowadzona na włóknach bądź dokoła włókien z wytworzeniem warstwy lub powłoki zawiesiny 14. Dopuszczalna jest dowolna ilość lub stopień osadzenia zawiesiny 14 pomiędzy włóknami podłoża 12 wystarczający dla umożliwienia następnej polimeryzacji monomeru.
W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, większa część zawiesiny 14 jest osadzona w podłożu 12, podczas gdy mniejsza część zawiesiny 14 może opcjonalnie być rozproszona lub rozdzielona na powierzchni podłoża 12. Korzystnie dowolna zawiesina 14, którą można rozdzielić na powierzchni podłoża 12 ma grubość mniejszą od około 2,0 mm, korzystniej mniejszą od około 1,0 mm, najkorzystniej mniejszą od około 0,50 mm dla uzyskania dobrej przyczepności wytwarzanego polimeru i gliny do powierzchni wyrobu 10.
Ponadto, w korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku zawiesina 14 jest osadzona pomiędzy włóknami podłoża 12 przez przyłożenie siły ściskającej do włóknistego podłoża 12. Siłę ściskającą, jak omówiono poniżej przykłada się korzystnie w kierunku zasadniczo prostopadłym do płaszczyzny włóknistego podłoża 12. Siłę ściskającą można przyłożyć dowolnym sposobem i za pomocą dowolnej metody lub urządzenia, które umożliwia uzyskanie korzystnego stopnia lub ilości osadzonej zawiesiny 14 pomiędzy włóknami włóknistego podłoża 12.
Na przykład można przyłożyć siłę ściskającą do włóknistego podłoża 12 przy użyciu pary przyciskających wałków 18, jak pokazuje fig. 1. Ponadto siłę ściskającą do włóknistego podłoża 12 można przyłożyć przy użyciu próżni.
Po etapie osadzania sposób obejmuje etap polimeryzacji monomeru w celu wytwarzania materiału bariery hydraulicznej 10. Polimeryzację monomeru można wykonać dowolnym sposobem polimeryzacji odpowiednim dla monomeru w celu wytworzenia materiału bariery hydraulicznej 10 o pożądanych właściwościach i charakterystyce. Korzystnie polimeryzację monomeru wykonuje się przez ogrzewanie monomeru w piecu o ciągłym działaniu po etapie osadzenia. Korzystnie etap ogrzewania wystarcza do wysuszenia bariery hydraulicznej do zawartości wilgoci poniżej około 15% wagowych, korzystniej około 7-12% wagowych, w przeliczeniu na suchą wagę przegrody hydraulicznej 10.
Etap ogrzewania można przeprowadzić w dowolnej temperaturze powyżej temperatury wrzenia wody w celu polimeryzowania monomeru i wytworzenia materiału przegrody hydraulicznej 10. Przy czym temperatura etapu ogrzewania może się zmieniać w zależności od pożądanej charakterystyki i właściwości otrzymanego materiału przegrody hydraulicznej 10. Stwierdzono, że zawiesinę 14 ogrzewa się korzystnie do temperatury co najmniej 100°C (212°F), korzystniej do temperatury od około 140°C do około 288°C, najkorzystniej do temperatury od około 177°C do temperatury około 288°C, a szczególnie korzystnie do temperatury od około 204°C do temperatury około 260°C. W najbardziej korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku zawiesinę ogrzewano do temperatury od około 232°C do temperatury około 260°C.
Można stosować dowolny grzejnik odpowiedni do ogrzewania zawiesiny 14, a więc także monomeru, do pożądanej temperatury w celu polimeryzacji monomeru osadzanego w podłożu 12, bez stopienia lub bez degradacji podłoża 12 w inny sposób. Ponadto etap ogrzewania można prowadzić w ciągu dowolnego czasu wystarczającego do wytworzenia materiału bariery hydraulicznej 10 o korzystnych właściwościach bariery hydraulicznej. Na przykład, etap ogrzewania można wykonywać w ciągu od około 30 s do około 2 godzin. Przy czym ilość monomeru polimeryzowanego podczas ogrzewania może się zmieniać w zależności od czasu i temperatury etapu ogrzewania, co wpływa na właściwości i charakterystykę otrzymanego materiału przegrody hydraulicznej 10. Ponadto stwierdzono, że czas reakcji polimeryzacji lub czas trwania etapu ogrzewania jest odwrotnie proporcjonalny do temperatury polimeryzacji.
Zgodnie z ważną zaletą korzystnej odmiany sposobu wytwarzania ujawnionego według niniejszego wynalazku nie ma miejsca znacząca polimeryzacja monomeru przed osadzeniem zawiesiny polimeryzacyjnej na podłożu 12, przy czym większa część polimeryzacji zachodzi podczas wymienionego etapu polimeryzacji lub etapu ogrzewania, przy czym katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji jest wyodrębniany z monomeru po osadzeniu monomeru w podłożu 12. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku nie ma więc miejsca znacząca polimeryzacja monomeru przed osadzeniem zawiesiny 14 w zawierającym inicjator lub katalizator włóknami włóknistego
PL 212 890 B1 podłoża 12. Tak więc, przed etapem ogrzewania nie zachodzi polimeryzacja monomeru w monomerze osadzonym w podłożu zawierającym inicjator lub katalizator. Hamowanie polimeryzacji monomeru przed etapem osadzenia jest ważną zaletą ujawnionego sposobu wytwarzania. W zależności od zastosowania materiału bariery hydraulicznej 10, materiał bariery hydraulicznej 10 może opcjonalnie zawierać warstwę przykrywającą i/lub warstwę nośnika umieszczoną powyżej bądź poniżej wyrobu 10. W szczególności, warstwa przykrywająca 24 znajduje się korzystnie wzdłuż co najmniej jednego boku podłoża 12, którym, w korzystnej odmianie jest geotkanina.
W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, podłożem 12 może być dowolny materiał warstwowy adsorbujący wodę. Korzystniej podłożem włóknistym 12 jest geotkanina.
Ponadto, podłożem 12 jest korzystnie podłoże włókniste zawierające wiele włókien. Korzystniej podłoże włókniste 12 jest geotkaniną. Można stosować dowolną geotkaninę, zarówno tkaną jak nietkaną o dowolnej gramaturze i wytwarzaną z dowolnego materiału odpornego na temperaturę polimeryzacji, który jest zgodny z przewidywanym zastosowaniem materiału przegrody hydraulicznej i który stanowi materiał przegrody hydraulicznej 10 o pożądanych właściwościach przegrody wodnej. Jednak korzystnie geotkanina ma gramaturę od około 0,05 do około 0,80 kg/m2, korzystniej od 0,10 do 0,40 kg/m2, najkorzystniej od 0,10 do 0,20 kg/m2.
Ponadto, geotkanina może mieć dowolny kształt odpowiedni do otrzymywania pożądanego materiału 10 bariery hydraulicznej dowolnej wielkości lub kształtu chroniącego przed znacznym kontaktem z wodą. W korzystnym wykonaniu wynalazku włókniste podłoże 12 jest zasadniczo płaskim arkuszem zawierającym co najmniej jedną warstwę geotkaniny. Tak więc jak omówiono powyżej, w korzystnym etapie osadzenia monomeru stosuje się siłę ściskającą w kierunku zasadniczo prostopadłym do płaszczyzny geotkaniny 12. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku włókniste podłoże 12 zawiera warstwę geotkaniny, takiej jak PETROMAT 4597, PETROMAT 4551 lub PETROMAT 4506 wytwarzany przez Amoco lub korzystniej poliester GEO-4-REEMAY 60, wytwarzany przez Foss, Inc., o grubości 2 mm; lub inny poliester 25WN040-60, wytwarzany przez CUMULUS Corporation, o grubości 5 mm.
Wodny roztwór polimeryzacyjny zawiera wodę i pewną ilość polimeryzowalnego monomeru organicznego. Można zastosować dowolny monomer organiczny, który po polimeryzacji daje absorbujący wodę polimer organiczny. Jednak korzystnie monomer organiczny ma następujący wzór strukturalny:
H2C=CH-C-O-R w którym R jest wybrane z grupy obejmującej metal alkaliczny, atom H, grupę CH3, CH2CH3, CH(CH3)2; i ich mieszaniny.
W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku monomer wybiera się z grupy obejmującej kwas akrylowy, akrylan metali alkalicznych, na przykład akrylan sodu i w szczególności ich mieszaniny zawierające 50-90% molowych akrylanu metali alkalicznych i 10-50% molowych kwasu akrylowego, korzystniej około 65-85% molowych akrylanu metali alkalicznych i 25-35% molowych kwasu akrylowego, w przeliczeniu na całkowitą ilość moli polimeryzowalnego monomeru.
W odniesieniu w szczególności do wykonania niniejszego wynalazku, które w zawiesinie polimeryzacyjnej 14 zawiera glinę stwierdzono, że stosunek wagowy monomeru organicznego (lub polimeru) do gliny osadzonej w podłożu, wystarczający do bardzo wydajnego wytwarzania pożądanego materiału bariery hydraulicznej 10, przy czym po polimeryzacji monomeru prawie niepotrzebne jest suszenie, mieści się w zakresie od 1:1 do 1:5, korzystnie od 1:1 do 1:4, najkorzystniej od 1:2 do 1:4, w przeliczeniu na łączną wagę w zawiesinie monomeru, zobojętnionego monomeru i gliny.
Ujawniony wynalazek jest użyteczny podczas wytwarzania podłoża dowolnego ciekłego sorbenta, w szczególności arkusza materiału, z zawiesiną monomeru w glinie, w którym polimer jest polimeryzowany in situ po wstępnym wprowadzeniu do porowatego podłoża dostatecznej ilości katalizatora polimeryzacji i/lub inicjatora polimeryzacji dla całkowitej polimeryzacji polimeryzowalnego monomeru lub monomerów kontaktowanych z podłożem 12, bez przedwczesnej polimeryzacji monomeru.
Roztwór polimeryzacyjny korzystnie zawiera także związek sieciujący monomer. Można zastosować dowolny związek sieciujący zdolny do jednorodnego mieszania się z monomerem organicznym i odpowiedni do sieciowania tego monomeru organicznego. Związek sieciujący jest wybrany korzystnie z grupy zawierającej żywicę fenolowo-formaldehydową, aldehyd tereftalowy i bisakryloamid N,N-metylenu (MBA), w ilości wystarczającej do wytworzenia in situ, polimeru nierozpuszczalnego w wodzie.
PL 212 890 B1
Można zastosować dowolną ilość związku sieciującego lub dowolny stosunek związku sieciującego do monomeru wystarczający dla dostatecznego sieciowania monomeru. Jednak, jak podano powyżej, rzeczywista ilość lub stosunek związku sieciującego zmienia się w zależności, między innymi od pożądanej charakterystyki lub właściwości materiału bariery hydraulicznej 10, włącznie z jego zdolnością absorbowania wody (WAC) (WAC od „water-absorbing capacity). Stwierdzono na przykład, że gdy stosunek związku sieciującego do monomeru wzrasta, to rozpuszczalność w wodzie otrzymanego polimeru absorbującego maleje. Jednak, ponadto, gdy stosunek związku sieciującego do monomeru zwiększono, to uzyskana zdolność absorbowania wody także wzrasta. Jednak ponadto, gdy zwiększa się stosunek związku sieciującego do monomeru, to maleje wartość WAC otrzymanego polimeru absorbującego. Tak więc trzeba osiągnąć pożądaną równowagę pomiędzy WAC i rozpuszczalnością w wodzie absorbującego zawierającego polimer materiału 10 bariery hydraulicznej. W jednej odmianie niniejszego wynalazku, stosunek wagowy środka w zawiesinie 14 mieści się w zakresie poniżej około 1:100, korzystnie w zakresie od około 1:1000 do około 1:100, korzystniej w zakresie od około 1:750 do 1:250, najkorzystniej w zakresie od 1:600 do 1:400.
Ponadto, roztwór lub zawiesina polimeryzacyjna jest korzystnie roztworem kwaśnym. W szczególności, roztwór polimeryzacyjny ma korzystnie wartość pH poniżej 7. Wartość pH roztworu polimeryzacyjnego można nastawić w dowolny sposób za pomocą dowolnej substancji lub związku, który może dać kwaśny roztwór i który jest mieszalny ze składnikami roztworu polimeryzacyjnego. Jednak roztwór polimeryzacyjny korzystnie zawiera ponadto wystarczającą ilość związku alkalicznego dla zobojętnienia korzystnie 50-100% molowych, korzystniej 50-90% molowych monomeru, na przykład kwasu akrylowego, który tworzy zobojętniony poliakrylan in situ, najkorzystniej w ilości 65-85% molowych.
Można zastosować dowolny związek alkaliczny, który jest zdolny do co najmniej częściowego zobojętnienia monomeru lub wytworzonego polimeru. Szczególnie użyteczny związek alkaliczny jest wybrany z grupy obejmującej wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu, wodorotlenek amonu i ich mieszaniny. W szczególności związkiem alkalicznym jest wodorotlenek sodu.
Jak wskazano uprzednio, do roztworu polimeryzacyjnego można wprowadzić pewną ilość pęczniejącej w wodzie gliny w celu wytworzenia zawiesiny 14. W tej odmianie niniejszego wynalazku można wprowadzić dowolną glinę lub zmieszać z roztworem polimeryzacyjnym z wytworzeniem zawiesiny 14, jak powyżej.
Jak wskazano uprzednio, do roztworu polimeryzacyjnego można wprowadzić pewną ilość pęczniejącej w wodzie gliny w celu wytworzenia zawiesiny 14. Można wprowadzić dowolną glinę, którą po hydratacji można wtrącić do polimeryzowalnego roztworu i zmieszać z roztworem polimeryzacyjnym z wytworzeniem zawiesiny 14, jak opisano powyżej. Korzystnymi glinami pęczniejącymi w wodzie są gliny smektytowe wybrane z grupy obejmującej montmorylonit, saponit ze związkami żelaza, nontronit, laponit, bejdelit, saponit żelaza, hektoryt, saukonit, stewensyt i ich mieszaniny. Korzystnymi glinami są gliny smektytowe, korzystnie glina smektytu sodowego, szczególnie montmorylonit i bentonit sodowy. Do roztworu polimeryzacyjnego można wprowadzić inne, niepęczniejące w wodzie gliny lub napełniacze, takie jak węglan wapnia, talk, mika, wermikulit, kaolin, dwutlenek tytanu, dwutlenek krzemu i tym podobne, przy czym roztwór polimeryzacyjny (w tej odmianie gliny) zawiera co najmniej około 5% pęczniejącej w wodzie gliny, korzystnie co najmniej około 20% wagowych pęczniejącej w wodzie gliny.
Szczególny stosunek wagowy lub względne ilości monomeru organicznego można korzystnie wybrać w zakresie stosunku od około 20% wagowych do około 50% wagowych monomeru (włącznie ze środkiem zobojętniającym) i od około 50% wagowych do 80% wagowych gliny w przeliczeniu na całkowitą wagę monomeru, zobojętnionego monomeru i gliny w zawiesinie polimeryzacyjnej.
Zgodnie z ważną cechą korzystnych metod i wyrobów opisanych w niniejszym, zawiesina polimeryzacyjna 14 powinna zawierać mniej niż około 50% wagowych wody, korzystnie mniej niż około 40% wagowych wody, w przeliczeniu na całą wagę zawiesiny 14. Korzystnie, zawiesina 14 zawiera od około 30% wagowych do około 50% wagowych wody na całą wagę zawiesiny 14. W korzystnej odmianie, zawiesina 14 zawiera od około 35% wagowych do około 45% wagowych wody, w przeliczeniu na całą wagę zawiesiny 14, aby umożliwić pompowanie poprzez tłok 32. Zawiesinę, zawierającą tylko około 20% wagowych wody można przesyłać do podłoża 12 w celu osadzenia w podłożu z zastosowaniem transportera (niepokazanego), jednocześnie dostarczając wystarczającą ilość wody dla jednorodnego rozprowadzenia monomeru w całej masie gliny i podłoża 12.
Nawiązując do rysunku opracowano urządzenie i ciągły sposób wytwarzania materiału 10 bariery hydraulicznej. Najpierw wprowadzono warstwę geowłókniny zawierającej włókniste podłoże 12 zasilone poprzez kąpiel zawierającą katalizator polimeryzacji lub inicjator polimeryzacji 20 i następnie
PL 212 890 B1 przepuszczano ją przez parę walców wyżymających 22 dla usunięcia nadmiaru katalizatora i/lub inicjatora. Alternatywnie, katalizator polimeryzacji i/lub inicjator polimeryzacji można za pomocą dysz rozpylających 31 rozpylić na podłożu 12. W korzystnej odmianie wykonania niniejszego wynalazku, podłoże nasyca się katalizatorem polimeryzacji i/lub inicjatorem polimeryzacji, następnie przykłada się próżnię do dolnej powierzchni 33 nasyconego podłoża 12 za pomocą urządzenia próżniowego 35 będącego w kontakcie z dolną powierzchnią 33 nasyconego podłoża 12 w celu usunięcia nadmiaru katalizatora polimeryzacji i/lub inicjatora polimeryzacji dla zawrócenia ich do sposobu. Zawierające (obciążone przez) katalizator i inicjator włókniste podłoże 12 po usunięciu nadmiaru katalizatora i/lub inicjatora wprowadzono następnie pod rolkę prowadzącą 24 i pomiędzy parę ustawionych poziomo rolek osadzających 18, gdzie zawiesinę 14 odciśnięto (ściśnięto) od podłoża 12 zawierającego katalizator polimeryzacji i/lub inicjator polimeryzacji).
Roztwór lub zawiesinę 14 miesza się w pojemniku 26 na zawiesinę, w którym składniki zawiesiny 14 miesza się za pomocą mieszalnika 16. Po wymieszaniu i korzystnie po ścinaniu w pojemniku na zawiesinę 26, w którym roztwór polimeryzacyjny zawiera pęczniejącą w wodzie glinę, mieszalnik podnosi się z pojemnika 26 i przesuwa wzdłuż torów 28, aby pojemnik 26 znalazł się bezpośrednio pod zestawem pompy tłokowej 30, który zawiera przesuwający się pionowo wysokociśnieniowy tłok 32. Tłok 32 przesuwa się następnie ku dołowi w pojemniku 26 dla przetłoczenia zawiesiny 14 o dużej lepkości i z małą zawartością wody przez elastyczny przewód 29 o średnicy 20,32 cm (8 cali) w celu wprowadzenia zawiesiny do obszaru odbiornika zawiesiny w kształcie litery V pomiędzy wałkami wyciskającymi 18. Zawiesinę 14 o dużej lepkości trudno przetłoczyć przez wąski przewód i dlatego stosuje się przewód o średnicy co najmniej około 10,16 cm (4 całe). Pomiędzy wałkami wyciskającymi 18 zawiesina 14 jest nanoszona na warstwę włóknistego podłoża 12 geotkaniny zawierającej katalizator inicjujący polimeryzację i/lub inicjator, przy czym podłoże 12 przesuwa się pomiędzy wałkami wyciskającymi 18. Wałki wyciskające 18 przetłaczają zawiesinę 14 do podłoża 12 pod ciśnieniem wystarczającym dla osadzenia zawiesiny 14 na całej grubości podłoża 12. Jak pokazuje fig. 1, geotkanina 12 zawierająca katalizator polimeryzacji i/lub inicjator polimeryzacji przesuwa się w kontakcie z osadzającymi wałkami 18, przy czym siła ściskania przetłacza osadzoną zawiesinę 14 pomiędzy włóknami włóknistego podłoża 12. Ponadto, wałki 18 powodują dostateczne ścinanie zawiesiny polimeryzacyjnej dla wytrącenia monomeru do gliny i dla co najmniej częściowego złuszczenia gliny do postaci oddzielnych płytek, jeśli nie zostały już wtrącone i złuszczone przez mieszalnik 16.
Gdy roztwór polimeryzacyjny 14 nie zawiera gliny, to ten roztwór 14 nie jest zwykle tak lepki, że trudno wpompować go do arkusza materiału 12 za pomocą głowic 37 i można go nanieść dowolnym innym sposobem, na przykład do obszaru koryta 39 pomiędzy wałkami odciskającymi.
Ściśnięta geotkanina z osadzoną na niej zawiesiną 14 przechodzi następnie przez grzejnik lub piec 34 dla przeprowadzenia polimeryzacji monomeru i wplecenia otrzymanego polimeru i gliny do podłoża 12. Polimeryzacja powoduje splecenie wytwarzanego polimeru i gliny z włóknami geotkaniny. W wyniku otrzymuje się materiał 10 bariery hydraulicznej. Jeśli to jest korzystne, to materiał 10 bariery hydraulicznej można dodatkowo wysuszyć, następnie zwinąć i zapakować.
Materiał 10 bariery hydraulicznej rozszerza się przy kontakcie z wodą. Stwierdzono, że przy kontakcie z wodą nienapełnione puste miejsca lub przestrzenie międzywęzłowe włóknistego podłoża 12 napełniają się najpierw uwodnionym żelem polimeru. Dalsza hydratacja żelu polimeru powoduje rozszerzenie całego materiału 10 bariery hydraulicznej. Następnie stwierdzono, że pod działaniem standardowego efektywnego obciążenia naprężającego 20 kPa, przewodnictwo hydrauliczne opisanego materiału przegrody hydraulicznej jest mniejsze lub równe około 1x10-9 cm/s. Ponadto stwierdzono, że przewodnictwo hydrauliczne zwykle maleje ze wzrostem standardowego efektywnego obciążenia.
P r z y k ł a d y
Mieszano zawiesinę polimeryzacyjną zawierającą (11,91% wagowych) (354 funty) kwasu akrylowego; (37,65% wagowych) (1119 funtów) gliny montmorylonitu sodowego; (5,28% wagowych aktywnego NaOH) (314 funtów 50% roztworu NaOH), (45,12% wagowych) (1184 funty) wody, razem z wodą wprowadzoną z NaOH; i (0,03% wagowych) (0,772 funty) środka sieciującego metylenobisakryloamidu (MBA). Wprowadzony NaOH wystarcza do zobojętnienia 80% molowych kwasu akrylowego.
Zawiesinę osadzono w tkaninie poliestrowej GEO-4-REEMAY 60 firmy Foss Inc., o grubości 2 mm i gramaturze 1,66 kg/m2 (0,34 lb/ft2), którą do standardowego efektywnego obciążenia naprężającego zanurzano wstępnie w inicjatorze polimeryzacji (roztwór nadsiarczanu sodu zawierający 16-30% aktywnego nadsiarczanu sodu) w celu pełnego nasycenia arkusza materiału takiego, że tkanina, po
PL 212 890 B1 usunięciu pod próżnią nadmiaru inicjatora zawiera 0,260 g/m2 inicjatora nadsiarczanu sodu (2,8 g na stopę kwadratową) tkaniny przed osadzeniem na niej zawiesiny. W korzystnej odmianie niniejszego wynalazku nanosi się na tkaninę od 0,37 do 1,30 g/m2 wodnego roztworu nadsiarczanu sodu o stężeniu 28% wagowych aktywnej substancji (od 4 do 14 g na stopę kwadratową) tkaniny do całkowitej ilości od 0,260 g/m2 nadsiarczanu sodu (od 2,8 g na stopę kwadratową) i następnie inicjująca polimeryzację tkanina jest nasycana kwasem akrylowym wziętym w ilości 2,6 g/m2 (28 g na kwadratową stopę). Korzystna naniesiona na mokro ilość roztworu polimeryzacyjnego wynosi 21,55 g/m2 (232 g zawiesiny na stopę kwadratową) tkaniny. Przygotowano 5 różnych próbek, przy czym każda zawierała różne ilości zawiesiny i każdą polimeryzowano in situ w różnych temperaturach pieca. Dane przedstawione w tabeli 1 pokazują, że w temperaturach niższych od 191 °C do 232°C otrzymano lepsze wyniki podczas badania nieprzepuszczalności zarówno w badaniu przepuszczalności przy demineralizowanej wodzie (DI Perm), jak również przy wodzie zawierającej 3,5% soli (3,5% Salt Perm):
T a b e l a 1
| próbka | Temperatura pieca, °C | ilość, kg/m2 (lb/ ft2). | swobodne pęcznienie (mokra waga/ /sucha waga) | Przepuszczalność DI cm/s | Przepuszczalność soli 3,5% cm/s |
| 1 | 191 | 1,3505 (0,2766) | 13,307 | 7,80 x 10 | 1,70 x 10 |
| 2 | 204 | 1,447 (0,2959) | 12,004 | 9,06 x 10-10 | 2,40 x 10-10 |
| 3 | 218 | 1,3783 (0,2823) | 13,510 | 1,20 x 10-9 | 2,9 x 10 |
| 4 | 232 | 1,2147 (0,2488) | 14,362 | 8,40 x 10-10 | 2,6 x 10'10: |
| 5 | 246 | 1,4047 (0,2877) | 14,318 | 8,30 x 10-10 | 6,00 x 10 |
T a b e l a 2
Próba porównawcza według stanu techniki ST Bentomat Hydrauiic Barrier
| ilość gliny | Przepuszczalność DI | Przepuszczalność słonej wody, cm/s |
| 4,15 kg/m2 (0,85 lb/ft2) | 2,60 x 10-9 cm/s | 5,0 x 106 cm/s |
Porównanie przepuszczalności uzyskanej dla barier hydraulicznych według wynalazku (Tabela 1) z typową barierą według stanu techniki ST Bentonite Hydraulic Barrier (Tabela 2) wykazuje nieoczekiwanie małą przepuszczalność wody dla barier hydraulicznych wytwarzanych według niniejszego wynalazku, w szczególności dla wody zanieczyszczonej solą. Kompozycje bariery hydraulicznej według stanu techniki o trzykrotnie większej zawartości gliny umożliwiają przepuszczanie około 3000 razy większej ilości wody zanieczyszczonej solą w porównaniu do kompozycji hydraulicznych według niniejszego wynalazku. Dla wody demineralizowanej, kompozycje barier hydraulicznych według stanu techniki, ponownie zawierających trzykrotnie większą ilość gliny w porównaniu do ilości gliny w kompozycjach opisanych w niniejszym wynalazku, umożliwiają przechodzenie przez kompozycję trzykrotnie większej ilości wody demineralizowanej niż kompozycje barier hydraulicznych ujawnione w niniejszym opisie.
Claims (31)
1. Sposób wytwarzania materiału arkusza napełnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczeń organicznych z wody, znamienny tym, że obejmuje:
wytwarzanie materiału arkusza inicjującego polimeryzację poprzez kontaktowanie materiału arkusza będącego sorbentem cieczy lub materiału stosowanego do wytworzenia materiału arkusza będącego sorbentem cieczy z inicjatorem lub katalizatorem polimeryzacji; a następnie
PL 212 890 B1 osadzanie na co najmniej części grubości materiału arkusza inicjującego polimeryzację monomeru zdolnego do polimeryzacji z zawierającego go roztworu polimeryzacyjnego zapewniając dokładny kontakt z katalizatorem lub inicjatorem polimeryzacji; i następnie poddawanie tego materiału arkusza polimeryzacji in situ osadzając, a tym samym unieruchomiając wytworzony polimer w materiale arkusza.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako roztwór polimeryzacyjny stosuje się roztwór zawierający czynnik sieciujący polimer.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór polimeryzacyjny zawiera nośnik wybrany z grupy obejmującej wode i rozpuszczalnik organiczny.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wytwarzania materiału arkusza inicjującego polimeryzację stosuje się materiał arkusza lub materiał zawarty w materiale arkusza zawierający dodatkowo środek sieciujący i środek zobojętniający monomer.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że środek zobojętniający monomer wprowadza się do materiału arkusza w ilości umożliwiającej zobojętnienie polimeru w 50-100% molowych.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że środek zobojętniający wprowadza się do materiału arkusza w ilości umożliwiającej zobojętnienie polimeru w 65-85% molowych.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał arkusza podczas polimeryzacji i sieciowania polimeru ogrzewa się do temperatury co najmniej 100°C dla polimeryzacji monomeru w materiale arkusza i odparowania wody z materiału arkusza.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że materiał arkusza przepuszcza się przez piec o temperaturze od 177°C do 288°C dla usieciowania wytwarzanego polimeru in situ.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że piec ma temperaturę w zakresie od 204°C do 260°C.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się roztwór polimeryzacyjny zawierający glinę w ilości od 5% wagowych do 95% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą masę gliny i monomeru.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że glina obejmuje pęczniejącą w wodzie glinę smektytową.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że pęczniejąca w wodzie glina smektytowa obejmuje sodową glinę smektytową.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że sodowa glina smektytowa jest wybrana z grupy obejmującej montmorylonit sodowy, bentonit sodowy i ich mieszaniny.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że sodową glinę smektytową otrzymuje się na drodze wymiany jonowej jonów sodu z jonami wapnia w wapniowej glinie smektytowej.
15. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że roztwór polimeryzacyjny zawiera od 25% wagowych do 80% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że roztwór polimeryzacyjny zawiera od 30% wagowych do 50% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego.
17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że roztwór polimeryzacyjny zawiera od 30% wagowych do 40% wagowych wody, w przeliczeniu na całkowitą ilość roztworu polimeryzacyjnego.
18. Sposób według zastrz. 10 albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, znamienny tym, że glina obejmuje pęczniejącą w wodzie glinę smektytową i zawiera co najmniej 50% wagowych tej gliny w przeliczeniu na całkowitą masę roztworu polimeryzacyjnego.
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że glina zawiera od 50 do 100% wagowych gliny smektytowej, w przeliczeniu na całkowitą masę gliny w roztworze polimeryzacyjnym.
20. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap, w którym w materiale arkusza będącego sorbentem cieczy osadza się stały rozdrobniony materiał.
21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że jako stały rozdrobniony materiał stosuje się materiał absorbujący wodę.
22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że materiał absorbujący wodę jest wybrany z grupy obejmującej polimer absorbujący wodę i glinę pęczniejącą w wodzie.
23. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że jako stały rozdrobniony materiał stosuje się adsorbent związku organicznego.
24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że materiał adsorbenta związku organicznego jest wybrany z grupy obejmującej glinę organofilową i zeolit.
PL 212 890 B1
25. Sposób według zastrz. 20 albo 21, albo 22, albo 23, albo 24, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap, w którym włókna prasuje się dla zagęszczenia materiału arkusza i utrzymania włókien w stanie ściśniętym w temperaturze poniżej temperatury topnienia.
26. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etapy:
formowania luźnej maty włókien o wolnych przestrzeniach pomiędzy sąsiednimi włóknami poprzez nanoszenie włókien na powierzchnię podłoża tak, aby każde włókno stykało się z co najmniej jednym sąsiadującym włóknem;
nanoszenia pomiędzy włókna na części przestrzeni pomiędzy sąsiadującymi włóknami sproszkowego lub granulowanego materiału;
zagęszczania włókien materiału arkusza będącego sorbentem cieczy i zmniejszania znacznej części przestrzeni niewypełnionych materiałem proszkowym lub granulowanym; i chłodzenia polimeryzowalnego polimeru do temperatury poniżej temperatury jej topnienia dla połączenia polimeru z materiałem arkusza, którego włókna są w stanie zagęszczonym.
27. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etapy: wytwarzania materiału arkusza zawierającego stopiony polimer, który to materiał arkusza łączy się ze stopionym polimerem poprzez topienie polimeru; i mocnego wewnętrznego łączenia materiału arkusza z polimerem poprzez zestalanie stopionego polimeru.
28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że obejmuje etap, w którym inicjator lub katalizator polimeryzacji nanosi się na włókna przed, podczas lub po naniesieniu monomeru.
29. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że monomer nanosi się na włókna inicjujące polimeryzację po wytworzeniu materiału arkusza inicjującego polimeryzację.
30. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że monomer nanosi się na włókna inicjujące polimeryzację przed wytworzeniem materiału arkusza inicjującego polimeryzację.
31. Sposób według zastrz. 1 albo 29, albo 30, znamienny tym, że dodatkowo obejmuje etap, w którym monomer zdolny do polimeryzacji nanosi się na inicjujący polimeryzację materiał warstwowy poprzez osadzenie w materiale arkusza inicjującym polimeryzację zawiesiny monomeru i pęczniejącej w wodzie gliny.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/254,946 US6852813B2 (en) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | Polymer-filled sheet material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL362421A1 PL362421A1 (pl) | 2004-04-05 |
| PL212890B1 true PL212890B1 (pl) | 2012-12-31 |
Family
ID=29420126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL362421A PL212890B1 (pl) | 2002-09-25 | 2003-09-25 | Sposób wytwarzania materialu arkusza napelnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczen organicznych z wody |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6852813B2 (pl) |
| EP (1) | EP1402944A3 (pl) |
| KR (1) | KR101083869B1 (pl) |
| CN (2) | CN101172225B (pl) |
| AU (1) | AU2003236448B2 (pl) |
| NO (1) | NO332837B1 (pl) |
| PL (1) | PL212890B1 (pl) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548179B2 (en) * | 2002-09-04 | 2013-04-17 | Daio Paper Corporation | Method for producing water-absorbing composite |
| US7157010B1 (en) * | 2004-02-18 | 2007-01-02 | Civil & Environmental Consultants, Inc. | Polymeric flocculant infused silt fence |
| US20090126947A1 (en) * | 2007-05-31 | 2009-05-21 | Baker Hughes Incorporated | Swellable material and method |
| US7870965B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-01-18 | Huesker, Inc. | Geotextile composite for filtration of contaminated liquids and sediments |
| US10016954B2 (en) * | 2007-11-19 | 2018-07-10 | Amcol International Corporation | Self healing salt water barrier |
| US10012079B2 (en) * | 2007-11-19 | 2018-07-03 | Amcol International Corporation | Self healing salt water barrier |
| BE1018511A3 (nl) * | 2008-04-15 | 2011-02-01 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor het verwijderen van organische componenten uit een mengsel van organische componenten en water en een inrichting voor het toepassen van zulke werkwijze. |
| CN101498078B (zh) * | 2009-02-27 | 2011-07-06 | 俞飞 | 一种无粉吸水膨胀无纺布及其生产方法 |
| US8273435B2 (en) * | 2009-06-01 | 2012-09-25 | Polymer Ventures, Inc. | Polyol coatings, articles, and methods |
| US7939138B2 (en) * | 2009-06-01 | 2011-05-10 | Polymer Ventures, Inc. | Grease resistant coatings, articles and methods |
| GB2479198B (en) | 2010-04-01 | 2012-05-09 | H & R Chempharm Uk Ltd | Method of forming a crosslinked superabsorbent polymer on a nonwoven or woven substrate |
| PL2505719T3 (pl) | 2011-03-31 | 2016-10-31 | Samoczynnie naprawiająca się bariera dla słonej wody | |
| US20160236172A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-18 | The Procter & Gamble Company | Absorbent Fibrous Structures Comprising a Soil Absorbing Agent and a Detackifier |
| AU2019404344A1 (en) | 2018-12-21 | 2021-07-01 | Tremco Incorporated | Building foundation system |
| CN114929786B (zh) * | 2020-03-23 | 2024-02-23 | 株式会社Lg化学 | 超吸收性聚合物膜及其制备方法 |
| EP4074764A4 (en) * | 2020-03-23 | 2023-06-21 | Lg Chem, Ltd. | METHOD FOR MAKING A SUPERABSORBENT RESIN FILM |
| EP4074762A4 (en) * | 2020-03-23 | 2023-06-21 | Lg Chem, Ltd. | SUPERABSORBENT POLYMER FILM COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF |
| CN113713789B (zh) * | 2021-08-31 | 2023-06-02 | 西安交通大学 | 一种基于湿度驱动的二氧化碳吸附膜可变形结构 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0647626B2 (ja) | 1986-07-01 | 1994-06-22 | 三菱油化株式会社 | 吸水性複合材料の製造法 |
| US5237945A (en) | 1990-12-17 | 1993-08-24 | American Colloid Company | Water barrier formed from a clay-fiber mat |
| US5174231A (en) | 1990-12-17 | 1992-12-29 | American Colloid Company | Water-barrier of water-swellable clay sandwiched between interconnected layers of flexible fabric needled together using a lubricant |
| CA2310483C (en) * | 1999-05-26 | 2004-05-04 | Alberta Research Council Inc. | Reinforced networked polymer/clay alloy composite |
| AU4903900A (en) * | 1999-05-26 | 2000-12-18 | Alberta Research Council Inc. | Networked polymer/clay alloy |
-
2002
- 2002-09-25 US US10/254,946 patent/US6852813B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-08-22 AU AU2003236448A patent/AU2003236448B2/en not_active Ceased
- 2003-08-29 EP EP03255415A patent/EP1402944A3/en not_active Withdrawn
- 2003-09-24 NO NO20034259A patent/NO332837B1/no not_active IP Right Cessation
- 2003-09-24 CN CN2007101623438A patent/CN101172225B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-24 KR KR1020030066229A patent/KR101083869B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-09-24 CN CNB031594972A patent/CN100354468C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-25 PL PL362421A patent/PL212890B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040027380A (ko) | 2004-04-01 |
| EP1402944A3 (en) | 2008-02-20 |
| US6852813B2 (en) | 2005-02-08 |
| US20040059071A1 (en) | 2004-03-25 |
| NO332837B1 (no) | 2013-01-21 |
| CN1497096A (zh) | 2004-05-19 |
| AU2003236448B2 (en) | 2008-12-04 |
| NO20034259D0 (no) | 2003-09-24 |
| CN100354468C (zh) | 2007-12-12 |
| KR101083869B1 (ko) | 2011-11-15 |
| AU2003236448A1 (en) | 2004-04-08 |
| CN101172225B (zh) | 2011-11-02 |
| CN101172225A (zh) | 2008-05-07 |
| EP1402944A2 (en) | 2004-03-31 |
| PL362421A1 (pl) | 2004-04-05 |
| NO20034259L (no) | 2004-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL212890B1 (pl) | Sposób wytwarzania materialu arkusza napelnionego polimerem, przeznaczonego do adsorbowania zanieczyszczen organicznych z wody | |
| JP2647580B2 (ja) | 粘土・繊維マットから形成された防水材 | |
| EP0606700B1 (en) | Water barrier formed from a clay-fiber mat | |
| AU770095B2 (en) | Reinforced networked polymer/clay alloy composite | |
| US5346566A (en) | Water barrier of water-swellable clay or other abrasive material sandwiched between interconnected layers of flexible fabric sewn or needled together using a lubricant and/or a liquid adhesive | |
| JP2014503715A (ja) | 誘導溶接防水 | |
| US6737472B2 (en) | Reinforced networked polymer/clay alloy composite | |
| WO2006069689A1 (de) | Textile zwei- oder dreidimensionale gebilde enthaltend quellfähige materialien | |
| JP6698522B2 (ja) | 組成物、製造品、基本的にイオン性液体不浸透性のバリアを配置する方法、浸出物を封じ込める方法、および浸出物封込めシステム | |
| PL212989B1 (pl) | Sposób wytwarzania absorbujacego wode arkusza materialu | |
| KR101746342B1 (ko) | 기능성 벤토텍스, 벤토쉬트 및 벤토텍스쉬트 | |
| AU659316B2 (en) | Water barrier formed from a clay-fiber mat | |
| CA2310483C (en) | Reinforced networked polymer/clay alloy composite | |
| KR101733356B1 (ko) | 기능성 드레인레이어, 가스레이어, 카바레이어 | |
| IE912069A1 (en) | Water barrier formed from a clay-fiber mat |