NL8006974A

NL8006974A - Voor oplosmiddelen en brandstoffen niet-doorlatende houder of deel daarvan.

Info

Publication number: NL8006974A
Application number: NL8006974A
Authority: NL
Original assignee: Leer Koninklijke Emballage
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1981-09-01
Also published as: GB2069870B; JPS56131637A; EP0035292A2; GB2069870A; EP0035294A2; US4371574A; ZA81905B; EP0035292A3; ZA81906B; JPS642060B2; EP0035292B1; EP0035294B1; JPS56133163A; US4348436A; NL8006626A; EP0035294A3

Description

L « <*+ 1T.0. 29.667

Voor oplosmiddelen en brandstoffen niet-doorlatende houder of deel daarvan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een houder of deel daarvan, die niet-doorlatend is voor oplosmiddelen en brandstoffen, t welke in hoofdzaak bestaat uit vaste, niet aromatische polymeren, die een lineaire koolstof-koolstofhoofdketenstructuur hebben en een veelvoud 5 vrije waterstofatomen bevatten, die aan de koolstof atomen gebonden zijn, welke houder of deel daarvan voorzien is van een inwendig en een uitwendig oppervlak, terwijl ten minste van het inwendige oppervlak een deel van de waterstofatomen vervangen is door sulfonzuurgroepen en een werkwijze ter vervaardiging ervan.

10 In het algemeen heeft de hiervoor vermelde soort van houder uit stekende eigenschappen, zoals licht in gewicht, sterk, stootvast en niet aantastbaar door een grote groep chemicaliën. Polyethyleen bijvoorbeeld, heeft echter van zichzelf een grote doorlatendheid voor vele organische oplosmiddelen, in het bijzonder koolwaterstoffèn en gechloreerde koolwater-15 stoffen. Dit heeft gebruik ervan op ruime schaal, voor bijvoorbeeld benzinetanks voor voertuigen of verzendcontainers, waarbij deze oplosmiddelen in het te verpakken produkt aanwezig zijn, belemmerd.

Verschillende methoden voor het verminderen van deze doorlatendheid zijn bekend en een van de meest succesvolle ervan is de sulfonering 20 van het oppervlak van de container door behandeling met zwaveltrioxyde en neutralisatie van de op het polyethyleenoppervlak gevormde sulfon-zuren (zie de Amerikaanse octrooischriften 2.793.964·, 2.613.957 en 3.740.258).

Hoewel de doorlatendheid voor droge oplosmiddelen veel vermin-25 derd is door middel van sulfonering, is gebleken, dat een gesulfoneerd oppervlak de bereikte afsluitende eigenschappen verliest wanneer het gedurende een periode van enkele dagen in aanraking is met een oplosmiddel, dat een aanzienlijke hoeveelheid water bevat. Wanneer een dergelijk gesulfoneerd polyethyleenoppervlak gedurende enkele weken in aan-30 raking is met een vochtig oplosmiddel neemt de doorlatendheid toe tot een onaanvaardbaar niveau.

Het effekt van water in verschillende oplosmiddelen op de doorlatendheid van gesulfoneerd polyethyleen wordt in tabel A aangegeven. Oplosmiddelen, die sneller door de wand heendringen blijken in sterkere 35 mate door water beïnvloed te worden.

8006974 -2-

TABEL A

De invloed van water in verschillende oplosmiddelen op de doorlatend·» heid van gesulfoneerde polyethyleenflessen na zes weken bewaren bjj 20°C.

J "“Ί ' 2 1

Doorlatendheid (g mm/m /dag) gesulfoneerd onbehandeld 5 xyleen 0,6 20 xyleen + 1 % water 5,0 20 benzine 0,9 28 benzine + 1 % water 3,0 28 iso-octaan 0,1 1,4 10 iso-octaan + 1 % water 0,1 1,4 petroleumether 0,3 11 petroleumether + 1 % water 0,6 11 r _ ___________________

Voort is gebleken, dat actinische straling, d.w.z. zonlicht, de kleur van gesulfoneerd polyethyleen beïnvloedt. Dit verklaart waarom 15 gesulfoneerde polyethyleenoppervlakken door licht beïnvloed worden, wanneer deze worden blootgesteld aan daglicht achter een glazen venster. Aanraking van een gesulfoneerd polyethyleenoppervlak met water in daglicht bevordert synergistisch een verslechtering van dit gesulfoneerd polyethyleenoppervlak. Waarschijnlijk wordt een dergelijk oppervlak afge-20 broken door water en/of licht en worden residuën geabsorbeerd door de vloeistof.

De verkleuring van gesulfoneerd polyethyleen door daglicht kan opgeheven worden door een polyethyleen te gebruiken, dat een zwart pigment en/of kleurstof bevat. Bij blootstelling aan daglicht is zwart poly-25 ethyleen minder gevoelig voor het hiervoor genoemde effekt dan een natuurlijk polyethyleen, zoals blijkt uit tabel B, die betrekking heeft op het effekt op toenamen, en derhalve verslechtering van doorlatend-heids-eigenschappen.

8006974 t* s-*

-3-TABEL B

Doorlatendheid van gesulfoneerde polyethyleenflessen voor xyleen - het effekt van water in het xyleen en daglicht na 6 weken bewaren bij 20°C.

' ' ' ' ..... ' J ..... 1 2 behandeling situatie kleur van doorlatendheid (gmm/m /dag) de fles ----

5 xyleen xyleen + 1 h^O

gesulfoneerd daglicht natuurlijk 0,6 9,8 zwart 0,3 4,1 gesulfoneerd donker natuurlijk 0,3 3,6 zwart 0,4 3,7 10 gesulfoneerd daglicht natuurlijk 17 17 zwart 20 22

Waargenomen werd, dat water of licht afzonderlijk de concentratie van sulfonaatgroepen op het oppervlak van een gesulfoneerd polyethyleen in 15 weken met ongeveer 30 % vermindert. Water en licht tezamen 15 verminderen de zwavelconcentratie in die tijd tot nul.

Zelfs wanneer een gesulfoneerd polyethyleenoppervlak niet met vloeistof in aanraking is, vermindert de aanwezigheid van oplosmiddel-damp of waterdamp in de atmosfeer de concentratie van sulfonaatgroepen, wanneer de monsters in daglicht zijn. Bij afwezigheid van licht wordt de 20 concentratie echter niet wezenlijk veranderd, zoals blijkt uit tabel C.

TABEL C

Invloed van zonlicht en atmosfeer op de zwavelconcentratie van gesulfoneerd polyethyleen.

2

Zwavelconcentratie (g/m ) na 25 6 weken opslag bij 20 C.

in daglicht in donker droge lucht . 0,9 1,0 verzadigde waterdamp 0,2 0,8 verzadigde xyleendamp 0,3 1,0 8006974 -4-

Gevonden werd nu, dat houders of delen daarvan, die in hoofdzaak bestaan uit vaste, niet-aromatische polymeren die een lineaire koolstof-koolstofhoofdketenstructuur hebben en een veelvoud vrije waterstofatomen bevatten, die aan de koolstofatomen zijn gebonden, met een 5 doorlatendheid voor vochtige oplosmiddelen en brandstoffen van minder dan 1/7, desgewenst minder dan 1/40, van de doorlatendheid van onbehandelde houders of delen daarvan, met een dikte van 1 mm, verkregen kunnen worden door ten minste het inwendige oppervlak ervan, waarvan een deel van de waterstofatomen vervangen is door sulfonzuur- of sulfonaatgroepen, 10 te behandelen met een oplossing in water, die ijzersulfaat en fenantro-line, beide in een concentratie van ten minste 0,05 gew.% bij 20°C, bevat, waarbij ten minste een deel van de kationen van dat oppervlak door het bedoelde ijzer-fenantroline complex vervangen wordt.

Bij voorkeur wordt een mengsel van een 1 gew. procents oplossing 15 van ferrosulfaat in water en van een 1 gew. procents oplossing van fenantroline in water, gebruikt.

Voorbeeld I Polyethyleenmonsters.

Flessen werden door BP Chemicals Ltd. door blazen gevormd uit 20 hun Rigidex 00255.

Sulfonering

De flessen werden gedroogd door droge lucht of stikstof (minder dan 2 dpm water) door de fles te leiden. Droge lucht of stikstof, die 15 vol. % S0^ bevatte, werd vervolgens in de fles geleid totdat deze 25 de oorspronkelijk lucht of stikstof had vervangen. Na de damp 2 minuten in de fles te hebben gelaten, werd deze verwijderd door droge lucht of stikstof enkele minuten door de fles te blazen. Wanneer neutralisatie met ammoniakgas vereist was, werd dit vervolgens door de fles geleid en met lucht uitgeblazen. Eventueel achterblijvend zwaveltrioxyde en/of ammoniak 30 werd met water uitgewassen. Indien vereist, werd bij deze trap met 5 % ammoniumhydroxide geneutraliseerd en de fles opnieuw gewassen en bij omgevingstemperatuur gedroogd.

De doorlatendheid van de flessen werd gemeten door een fles te vullen met xyleen, de bovenzijde dicht te lassen en de dichtgelaste fles 35 te wegen. De fles wordt bij kamertemperatuur bewaard tot een constant gewichtsverlies waargenomen werd. Een soortgelijke proef werd uitgevoerd met een andere fles, waarbij aan het xyleen 1 gew.% water was toegevoegd.

8006974 -5- 2

Doorlatendheid voor droog xyleen 0,2 g mm/m /dag 2

Doorlatendheid voor xyleen + 1 gew.% water 6,2 g mm/m /dag

Doorlatendheid van een niet-gesulfoneerde fles voor droog xyleen 20 g mm/m^/dag

5 Voorbeeld II

Twee flessen' werden op de in voorbeeld I beschreven wijze behandeld. Twee andere flessen werden op soortgelijke manier behandeld, met dien verstande dat nadat het zwaveldioxyde er met droge stikstof uitgespoeld was, het polyethyleenoppervlak geneutraliseerd werd door ammoniak-10 gas door de fles te leiden. De ammoniak werd daarna met stikstof verwijderd en de flessen werden gewassen en gedroogd. Een fles van elke soort werd verder behandeld als hieronder beschreven.

Er werd een oplossing gemaakt door te mengen een 1 gew.% oplossing van ferrosulfaat in water en een 1 gew.% oplossing van fenan-15 troline in water. De twee flessen werden met deze oplossing gevuld en na enige minuten geledigd. Zij werden daarna uitgespoeld met water en gedroogd.

De doorlatendheid van alle vier flessen voor xyleen dat 1 gew.% water bevat werd daarna gemeten op de in voorbeeld I beschreven wijze; de resultaten worden vermeld in tabel D.

20 TABEL D

2

Nabehandeling Doorlatendheid (g mm/m /dag) na sulfonering Ammonia Ammoniak gas

Geen . 3.2 5.1 25 Gewassen met ijzer fenantroline complex 1.0 0.5

Voorbeeld III

Verscheidene flessen werden op de in voorbeeld I beschreven wijze gesulfoneerd. Het oppervlak werd geneutraliseerd met waterrijk 30 ammoniak, ammoniakgas en in sommige gevallen niet geneutraliseerd. De nabehandeling werd uitgevoerd op de in voorbeeld II beschreven wijze, maar de tijd voor de omzetting en de temperatuur van de oplossing verschilden. De doorlatendheid voor xyleen dat 1 gew.% water bevat wordt in tabel E aangegeven.

8006974

V

-6-

TABEL E

. .......................- -----------—------------------ --1. I.I.I. M . ; 2

Tijd en temperatuur Doorlatendheid (g mm/m /dag) niet geneu- ammonia ammoniak traliseerd gas 5 20°C / 2 minuten 1.0 1.7 1Λ 20°C / 30 minuten 1.0 0.5 0Λ 50°C / 2 minuten 0.9 1.0 1.2 v 1

Voorbeeld IV

Verscheidene polyethyleenflessen werden gemodificeerd op de 10 in voorbeeld III beschreven wijze onder toepassing van ammoniak gas voor het neutraliseren van het gesulfoneerde oppervlak. De reactietijd werd op 2 minuten bij 20°C gehouden, maar de concentraties van ferrosulfaat en fenantroline werden gevarieerd. De resultaten van de doorlatendheid-proeven onder toepassing van xyleen dat 1 gew.% water bevat worden in 15 tabel F vermeld.

TABEL F

Concentratie van Concentratie van Doorlatendheid 2 F e S0^ (gew.%) fenantroline (gew.%) (g mm/m /dag) 0.05 0.05 3.2 20 0.2 0.2 1.6 0.2 0.5 2.8 0.5 0.2 1.7

0.5 0.5 IA

8006974

Claims

1. Houder of deel daarvan, die in hoofdzaak bestaat uit vaste, niet-aromatische polymeren, die een lineaire koolstof-koolstofhoofdketenstructuur hebben en een veelvoud vrije waterstofatomen bevatten : gebonden aan de koolstofatomen met een doorlatendheid voor vochtige 5 oplosmiddelen en brandstoffen van minder dan 1/7, desgewenst minder dan 1/A-O, van de doorlatendheid van onbehandelde houders of delen daarvan, met een dikte van 1 mm, welke houders of delen daarvan een inwendig en een uitwendig oppervlak hebben, terwijl ten minste van het inwendig oppervlak een deel van de waterstofatomen vervangen is door sulfonzuur- of 10 sulfonaatgroepen en behandeld is met een oplossing in water, die ijzer -sulfaat en fenantroline bevat, beide in een concentratie van 0,05 gew.% bij 20°C, waarbij ten minste een deel van de kationen van dat oppervlak vervangen is door het jjzer-fenantroline complex.

2. Houder of deel daarvan volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat het vaste, niet-aromatische polymeer polyethyleen is.

3. Houder of deel daarvan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een laag, die niet-geneutraliseerde sulfon-zuurgroepen draagt, behandeld is met een oplossing in water die ferro-20 sulfaat in een concentratie van 0,5 gew.% en fenantroline eveneens in een concentratie van 0,5 gew.% bevat.

4. Werkwijze voor het niet-doorlatend maken van houders of delen daarvan, voor vochtige of droge oplosmiddelen, brandstoffen, dampen en gassen, welke houders of delen daarvan in hoofdzaak bestaan 25 uit vaste niet-aromatische polymeren die een lineaire koolstof-koolstof-hoofdkétenstructuur hebben en een veelvoud vrije waterstofatomen gebonden aan de koolstofatomen bevatten, met het kenmerk, dat men de inwendige en/of uitwendige oppervlakken van de houders of delen daarvan, behandelt met zwaveltrioxyde, de overmaat zwaveltrioxyde 30 met een stroom droge lucht verwijdert, gevolgd door wassen met een water bevattende oplossing, vervolgens behandelt met een oplossing in water die ferrosulfaat en fenantroline bevat, beide in een concentratie van ten minste 0,05 gew.% bij 20°C.

5. Werkwijze volgens conclusie 4·, met het ken-35 merk, dat men een houder of deel daarvan toepast, dat uit polyethyleen bestaat. 8006974 -8- é. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men de houder of een deel daarvan, die niet-geneutrali-seerde sulfonzuurgroepen draagt, behandelt met een oplossing in water die ferrosulfaat in een concentratie van 0,5 gew.% bevat en fenantroline 5 eveneens in een concentratie van 0,5 gew.%. 8 0 06S 7 4