JPS6159777B2 - - Google Patents
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- JPS6159777B2 JPS6159777B2 JP54007650A JP765079A JPS6159777B2 JP S6159777 B2 JPS6159777 B2 JP S6159777B2 JP 54007650 A JP54007650 A JP 54007650A JP 765079 A JP765079 A JP 765079A JP S6159777 B2 JPS6159777 B2 JP S6159777B2
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- JP
- Japan
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- emulsion
- phase
- oil
- internal phase
- external phase
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- Colloid Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Description
本発明は新規な液膜処方物、すなわち約−20℃
以上であるがエマルジヨンの内部相の沸点未満で
且つ約120℃以下の温度で安定であるエマルジヨ
ンに関する。このエマルジヨンは水とは不混和性
の外部相と、該外部相によつて包囲されていて且
つ該外部相とは不混和性の内部相とからなる。こ
〓〓〓〓
の外部相は油成分と添加剤とからなり、この添加
剤は界面活性剤および膜補強剤としての両方の作
用をする。これらの添加剤は下記の一般式を有す
るポリアミン誘導体およびこれらのポリアミン誘
導体の混合物から選ばれる:
(式中、ポリイソブチレン部分についてのnは
10〜60であり、xは3〜10であり、yは水素、水
素含有窒素基、水素および酸素を含有する窒素
基、10個までの炭素原子を有するアルキル基、お
よび窒素、酸素あるいはその両者を含有し且つ10
個までの炭素原子を有するアルキル基からなる群
から選ばれたものである)。
これらのエマルジヨン処方物は、殊に高温で、
安定な油中水型エマルジヨンが必要とされるいか
なる場合にも有用である。例えば、本発明の液膜
処方物は、水性被処理相、すなわち外相中に溶解
している成分をこのエマルジヨンの内部相中に捕
捉することにより除去するのに有用である。この
捕捉の実施態様においては、エマルジヨンの外部
相は上記の溶解している成分に対しては透過性で
あり、また内部相はその溶解している成分を非透
過性の形態に変え得る反応剤を含んでいる。別の
実施態様においては、本発明の液膜処方物は低速
解放機構として使用できる。この実施態様におい
ては、内部相はエマルジヨンから解放されるべき
成分を含んでいる。この低速解放の実施態様にお
いて使用する成分はエマルジヨンの外部相に極く
微かに可溶性であり、それ故にこの成分はある時
間にわたつて外部相を通つて水性の外側相中に透
過する。本発明のエマルジヨンを使用する場合に
は、エマルジヨンを添加する前に被処理相を冷却
する必要がない。これに対し、従来技術のエマル
ジヨン処方物を使用する場合には多くの場合冷却
が必要であつた。
液膜の意図された非常に多数の用途において、
液膜の安定性は極めて重要な性質である。この性
質は、エマルジヨンを使用してエマルジヨンの内
部相の内容物から被処理相を単離する場合に最も
重要である。なぜなら、このエマルジヨンの破壊
が生じるとこの単離性質が無くなるからである。
液膜技術において、エマルジヨンの安定性の重
要性が認識されており、それでエマルジヨンの安
定性を強化し得る多くの添加剤を開発することに
より対処されている。このような添加剤は2つの
異なつたタイプ、すなわち界面活性剤および補強
剤である。
補強剤および界面活性剤の両者ともにエマルジ
ヨンの安定性を高めるが、これらの添加剤は同一
の機能を発揮するものではない。界面活性剤は
「油」相と「水性」相との間の界面、すなわち水
性の被処理相とエマルジヨンとの油相との間の界
面およびエマルジヨンの油相と水性内部相との間
の界面の両方において本質的に薄膜を形成し、そ
れによつて液膜処方物の安定性を向上させる。補
強剤は種々の相の間の界面を強化するだけでな
く、油相、すなわち膜自体をも強化する。この効
果は、膜相の粘度の増大あるいは上述の二つの界
面における界面活性剤層との化学的相互作用のい
ずれか単独あるいはその組合せにより達成でき
る。本発明は本明細書に開示したいかなる特定の
理論によつても制限されるものではない。本明細
書において記載したいずれの理論も、本発明がよ
り良く理解されるように単に例示的目的で記載し
たものである。
二種の安定性、すなわち油膜相それ自体の安定
性及び界面の安定性を達成するためには、エマル
ジヨンの外部相に補強剤成分およびこれとは異な
る界面活性剤成分を添加する必要があつた。しか
しながら、このような方法では、エマルジヨンを
処方する者が、その所望のプロセスに使用できる
エマルジヨンを作るのに、数種の成分を特定の量
で注意深く処方しなければならないので、エマル
ジヨンの製造操作が複雑となる。更に、ある種の
界面活性剤とある種の補強剤とは完全に非共存性
であるが、すなわち相互作用してそれぞれの相手
の有用な性質を低下させるか、あるいは、ある種
の条件下、例えばある種の温度、濃度等の条件下
で非共存性である。
界面活性剤および補強剤の両機能を示す1種の
添加剤を使用すれば、上記の処方の問題はすべて
排除できる。
2種の機能を果たす1種の成分を使用すればそ
〓〓〓〓
れに固有の利点があるが、これらすべての利点に
加えて、他の利点もあることを見い出した。前記
で明記した添加剤のいずれかを以下に開示する範
囲および条件のもとで使用して得られる油中水型
エマルジヨンは高い温度条件(例えば100℃以
上)のもとで予想外に安定性を保つことを見い出
した。
従来技術のエマルジヨン処方物は稀には85℃以
上でも安定であるが、一方本発明のエマルジヨン
処方物は120℃といいう高い温度まで安定であり
得る。
バイオテクノロジー・アンド・バイオエンジニ
アリング(Biotechnology and
Bioengineering)、第17巻、1137〜1156頁(1975
年)に記載されたラーム R.モーハン(Raam
R.Mohan)及びノーマン N.リ(Norman N.
Li)による論文「液体膜でカプセル化した完全セ
ルによる硝酸塩および亜硝酸塩の還元(Nitrate
and Nitrite Reduction by Liquid Membrane
Encapsulated Whole Cells)」の1140頁には、
ENJ―3029は補強剤および界面活性剤の両作用を
するポリアミンであることが開示されている。
しかしながら、この論文には、上記の作用をす
るENJ―3029の成分が下記の一般式を有するポリ
アミン誘導体の群に属することは開示されていな
い:
(式中、nは10〜60であり、xは3〜10であ
り、そしてyは基本的に二種の基の組合せであ
り、その一方は10個までの炭素原子を有する酸素
含有炭化水素基であり、他方は10個までの炭素原
子を有する窒素含有炭化水素基である)。
上記の論文は、ENJ―3029の組成を明記するこ
となしで、ちなみにその2元的な能力を単に開示
するのみであつて、ENJ―3029を単一の界面活性
剤兼補強剤成分として使用する実施例をも示して
いない。
この論文はENJ―3029の2元的な能力を1140頁
に特定的に述べており、その頁にはその開示した
研究に使用した特定の油相の成分がリストされて
いる。このリストには2%の界面活性剤、すなわ
ちスパン―80(Span―80)、並びに10%のENJ―
3029が載つている。従つて、この論文の著者は
ENJ―3029の二元的な能力の可能性を述べている
とはいえ、この識見を明示する実施例においてさ
えもそれを単一の界面活性剤兼補強剤としては使
用していない。この論文の著者はENJ―3029を他
の界面活性剤と組合せて使用した。
更に、この論文は、このような2元的な性能を
発揮すべく使用できるENJ―3029の量の下限も上
限も教示していない。また、この論文は、他のい
かなる条件上の制限やこれらの処方物の予想外の
安定特性、例えば適当な量のENJ―3029を使用し
ているエマルジヨンの高温安定性も開示していな
い。事実、この論文は、33℃以上の温度で使用さ
れるいかなるエマルジヨンも開示しておらず、い
わんや120℃までの温度でENJ―3029を単一の界
面活性剤兼補強剤として使用するエマルジヨンを
教示していない。
油中水型エマルジヨンの外部相が油成分と下記
のものからなる群から選ばれた添加剤とからなる
油中水型エマルジヨンは予想外の安定性を示し且
つ120℃のような高温において殊に安定であるこ
とが予想外にも発見された:
次の一般式を有するポリアミン誘導体およびこ
れらポリアミン誘導体の混合物:
(式中、ポリイソブチレン部分についてのnは
10〜60であり、xは3〜10であり、そしてyは水
素、水素含有窒素基、水素および酸素を含有する
窒素基、10個までの炭素原子を有するアルキル
基、および窒素、酸素あるいはその両者を含有し
且つ10個までの炭素原子を有するアルキル基から
なる群から選ばれたものである)。
上述の添加剤は、界面活性剤兼補強剤の両者の
機能を発揮するように、エマルジヨンの油外部相
中に個々に使用することができる。
エマルジヨンの内部相は水性相である。この水
性相はその特定の用途により酸性でも、塩基性で
〓〓〓〓
もあるいは中性でもよい。この内部相は、被処理
相から拡散してくる化合物と反応するための1種
またはそれ以上の化学剤あるいはその被処理相中
へ拡散する1種またはそれ以上の化学剤のいずれ
かを含有する。
本発明においては、液膜(エマルジヨンの外部
相)の処方は大いに簡略化される。本発明におい
て、界面活性剤兼膜補強剤の両方の作用をする添
加剤を溶剤中に溶解させる。これによつて膜成分
を配合するための操作が簡略化でき、また界面活
性剤と補強剤との間の望ましくない反応を避ける
ことができるという両方の利点がある。更に多成
分系の場合よりもはるかに高い温度安定性が得ら
れるという利点もある。
界面活性剤は通常は小さい分子であり、この小
さい分子は多くの理由で昇温下では不安定になり
得る。界面活性剤はエマルジヨンが分散している
被処理相中の成分あるいはカプセル化した相のい
ずれかと化学的に反応することがある。またこの
界面活性剤の不安定性は被処理相および/または
カプセル化した相中での高い溶解度によつても、
あるいは高い表面活性(これはエマルジヨンが被
処理相を乳化することを意味する)によつても生
じ得る。上述のいずれの現象が生じても、膜補強
剤が存在する場合であつても不安定な液膜組成物
が生じることになる。これに対して本発明は重合
分子鎖上に極性基を導入して、その得られた分子
がその極性基の故に界面活性剤であり、且つその
重合分子主鎖の故に膜補強剤でもあるようにする
ことを開示する。
後記の化合物はエマルジヨンの安定性を大いに
強化する。すべてのこれらの化合物は、重合分子
鎖に結合した極性基を有しているので、このよう
な予想外の安定性はその極性基がその化合物に界
面活性を与え且つ重合分子主鎖がその化合物に補
強剤特性を与えるという事実から生じ得るのであ
る。この組合せによつて予想外の安定特性が生じ
るのである。事情は上述のとおりだとしても、補
強剤兼界面活性剤として外部相中で使用できる他
の可能な添加剤も存在する。このような添加剤と
しては流動点降下剤、スラツジ分散剤および潤滑
油に使用される粘度指数改良剤がある。再言する
が、本発明はいずれの特定の理論によつても限定
されるものではない。
エマルジヨンの外部相は油成分および添加成分
からなる。一般的に云えば、油成分は水とは不混
和性の溶剤からなり、これは炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、エーテル、高級酸素化化合物、例え
ばアルコール、ケトン、酸およびエステルからな
る群から選び得る。勿論、この油成分は本発明の
組成物を使用する条件で液体でなければならず、
前記の選択した特定の添加剤を溶解し得るもので
なければならず、更に前記の特定の添加剤との協
力により内部相を有する安定な油中水型エマルジ
ヨンを形成し得るものでなければならない。多く
の用途において、この内部相は水性であるが、選
択した添加剤―油成分外部相混合物を有する安定
なエマルジヨンの内部相を形成し且つ保持する溶
剤であればいずれも使用可能である。
高い温度と強酸若しくは強塩基を使用する場合
には、油成分を慎重に選択することが必須であ
る。エステルの如き溶剤は容量に加水分解される
ので使用すべきではない。溶剤の揮発性も別の制
限事項である。従つて、85℃で揮発するか、ある
いは水蒸気蒸留できる炭化水素や他の溶剤は使用
すべきではない。本発明の組成物を水浄化プロセ
スに使用する場合には、水中に毒性のある残留物
を残す溶剤は避けねばならない。更に、エマルジ
ヨンを被処理物流から容易に分離することが必要
なプロセス、例えば水浄化プロセスにおいては、
その油成分は、その処方したエマルジヨンの比重
が被処理物流の比重とは少なくとも約0.025異な
るように選択すべきである。比重の差が約0.025
未満であると、被処理相からエマルジヨンを分離
するのに時間を要するようになり、望ましくな
い。その他の考慮すべき点は当業者にとつて明ら
かであろう。上述の理由により、好ましい溶剤は
次の群から選択される:
200℃より高い沸点を有する石油留分。70℃あ
るいはそれ以上の融点を有している高沸点ノルマ
ルパラフインは、これらのパラフインがそれらの
融点を低下させるための他の溶剤と混合されてい
る場合を除いては使用すべきではない。塩素のよ
うなハロゲンあるいはベンゼン環により軽度に、
すなわち5モル%未満の量で置換されているパラ
フイン系溶剤は使用できる。芳香族型の溶剤も使
用することができる。一層好ましい溶剤は6〜
100個の炭素原子、最も好ましくは10〜65個の炭
〓〓〓〓
素原子を有するイソパラフインの如き石油留分で
ある。この種の溶剤の例として、ソルベント・ニ
ユートラルタイプとして知られている、エクソ
ン・ケミカル・カンパニーから入手できる精製イ
ソパラフインがある。これらの溶剤の殆んど全て
がこのような用途に適しており、その例としては
例えばソルベント・ニユートラル100、ソルベン
ト・ニユートラル150、ソルベント・ニユートラ
ル600およびその中間の各種のグレードの溶剤が
ある(数字は37.8℃(100〓)における粘度(セ
ンチストークス)を示す)。他の適当な溶剤とし
ては、同じくエクソン・ケミカル製であるアイソ
パーMシリーズがある。37.8℃(100〓)でそれ
ぞれ479.4センチストークスおよび412.2センチス
トークスの粘度を有する石油潤滑油であるブライ
ト・ストツク(bright stock)、コレイ(Coray)
90の如き他の石油留分も適している。多くの用途
においては、例えばソルベント・ニユートラル
100とソルベント・ニユートラル600との組合せあ
るいはソルベント・ニユートラル100とアイソパ
ーMとの組合せの如き混合溶剤を使用することも
望ましい。
添加剤は下記のものからなる群から選ばれる:
次の一般式を有するポリアミン誘導体および該
ポリアミン誘導体の混合物:
(式中、ポリイソブチレン部分についてのnは
10〜60であり、xは3〜10であり、そしてyは水
素、水素含有窒素基、水素および酸素を含有する
窒素基、10個までの炭素原子を有するアルキル
基、および窒素、酸素あるいはその両者を含有し
且つ10個までの炭素原子を有するアルキル基から
なる群から選ばれたものである)。
上述の添加剤は、油外部相に添加するとエマル
ジヨン中で界面活性剤兼補強剤として機能し得る
ことが予想外にも見い出された。上述の添加剤を
使用したエマルジヨン処方物は、強化された安定
性、特に例えば120℃までの高温における強化さ
れた安定性を発揮する。安定のままであるという
事は、これらのエマルジヨン組成物が実質的にそ
のままの状態であり、膜の破壊が最小であること
を意味する。上述の添加剤を外部相中に含有する
エマルジヨンの安定性は、被処理相あるいはカプ
セル化した相中に高温において上記添加剤を化学
的に攻撃する成分が存在すると、より高温では悪
影響を受けることにも留意すべきである。それ故
に、本発明に係る添加剤は、被処理相中あるいは
カプセル化した相中のいずれかに昇温時にこれら
の添加剤と化学的に反応する成分が存在するとき
には使用すべきではない。例えば、廃水中のH2S
は式()の化合物(ENJ―3029)と80℃で強く
反応し、その結果エマルジヨンの破壊が生じる。
上述の添加剤は従来技術の大部分の他の界面活
性剤、補強剤および液体イオン交換剤と共存性で
ある。そこで、上述の添加剤を使用しているエマ
ルジヨン処方物は改良された安定特性を発揮する
が、必要に応じて他の共存性である界面活性剤、
補強剤あるいは液体イオン交換剤をこのエマルジ
ヨンに添加することができる。
添加剤成分は外部相の約0.001重量%〜約50重
量%、好ましくは約0.01重量%〜約30重量%、最
も好ましくは約0.1重量%〜約10重量%を占め
る。
内部相は上述した如く、選択した添加剤―油成
分からなる外部相混合物を有する安定なエマルジ
ヨンの内部相を形成、保持するいかなる溶剤でも
よい。この内部相は外部相と不混和性である。最
も好都合には、内部相は水性相である。
内部相の成分あるいはその成分の組合せは主と
してその意図する用途に従つて選択する。
本発明のエマルジヨンは、安定な油中水型エマ
ルジヨンが、特に高い温度で要求される場合は常
に有用である。例えば、本発明の液膜処方物は水
性被処理相、すなわち外側相中に溶解している成
分を、その成分をエマルジヨンの内部相中に捕捉
して除去するのに有用である。この捕捉の実施態
様においては、エマルジヨンの外部相はその溶解
している成分に対しては透過性であり、且つその
内部相は該溶解した成分を不透過性形態に変化さ
せ得る化学剤を含有している。
米国特許第3779907号明細書には、ある種の油
中水型エマルジヨン処方物を利用して水溶液から
溶解している成分を除去する方法が開示されてい
〓〓〓〓
る。同様に、この内部相は溶解している成分(エ
マルジヨン中を透過したもの)を不透過性の形態
に変化させ得る化学剤を含有している。本発明の
エマルジヨンは、米国特許第3779907号明細書に
開示されたエマルジヨン処方物の代わりに使用し
て、溶解している成分を同じように除去すること
ができる。この特許明細書には、本発明のエマル
ジヨンによつて除去できる種類の溶解している成
分、特定の成分を除去するのに適当である内部相
用の化学剤、すなわち溶解している成分を不透過
性の形態に変化させる化学剤の選択および濃度、
またもし必要と考えられる場合の可溶化添加剤、
例えば液体イオン交換剤の選定が開示されてい
る。
別の実施態様として、本発明の液膜処方物は低
速度放出機構としても使用できる。この実施態様
では、エマルジヨンの内部相はこのエマルジヨン
から放出されるべき成分を含有している。この低
速度放出の実施態様に利用される成分はエマルジ
ヨンの外部相に極く微かに可溶性のものであり、
そのことによりこの成分は長時間にわたつてエマ
ルジヨンの外部相を通つて水性の外側相中へ透過
する。この放出速度は、内部相の放出されるべき
成分がエマルジヨンの外部相中にどの程度溶解す
るかによつて決まる。この成分が外部相に溶解性
であればあるほど、この成分はエマルジヨンの外
にそれだけ速く透過することになる。当業者であ
れば、内部相中に存在する所定の化学成分につい
てある種の放出に対して要求される外部相の成分
を選択することが可能であろう。この選択は特定
の外部相中のその所定の成分の溶解度に基づいて
行われる。
この低速度放出の実施態様は広範囲の用途に使
用することができる。この低速度放出の実施態様
に使用し得る成分としては殺虫剤、PH調節用の苛
性若しくは酸性成分、医薬成分、肥料あるいはあ
る種の化学反応を開始させるための化学剤があ
る。
本発明の内部相は全エマルジヨンの約25重量%
〜約90重量%、好ましくは約33重量%〜約80重量
%を占める。
本発明のエマルジヨンは各種の相の流動性が保
持できるいかなる圧力下においても使用し得る。
便宜上、実施例においては大気圧を使用してい
る。またこれらのエマルジヨンは約−20〜約120
℃、好ましくは約0℃〜約100℃、および最も好
ましくは約25℃〜約85℃のいずれかの温度で使用
し得る。温度の上限についての唯一の制限は、こ
のエマルジヨンのいずれかの成分の沸点より低く
なければならないことである。このことは、例え
ばエマルジヨンの内部相が水性であつて、内部相
の温度を所定の水準、例えば120℃に高めるのに
十分な量の溶質を含有していない場合に生じる。
以下の実施例および参考例は例示のためであつ
て、本発明を制限するものではない。
参考例1〜2および実施例1〜2
参考例1〜2および実施例1における被処理相
は水に溶解した1000ppmのフエノールを含有し
ている模擬廃水相であつた。膜相は参考例1では
2%のスパン80、参考例2では2%のスパン―80
および2%のENJ―3029、即ち式()の化合
物、そして実施例1では3%ENJ―3029を含有し
ていた。カプセル化した化学剤相は0.5%NaOH
水溶液であつた。エマルジヨンを作る操作は3例
のすべての実験について同一であつた。界面活性
剤、あるいは膜補強剤あるいはその両者をS100N
中に溶解させた。次にカプセル化すべき苛性溶液
を撹拌しながら油相中に注入してエマルジヨンを
形成させた。苛性溶液:油相の重量比は1:2で
あつた。このエマルジヨンを1:1の重量比で被
処理液体とゆるやかに混合した。被処理相をサン
プリングするために時々撹拌を止めた。参考例1
〜2および実施例1は25℃で行つた。被処理相の
サンプルを分析してフエノールの濃度を求めた。
その結果は第1表の通りであつた。
参考例1〜2および実施例1で得られたフエノ
ール除去の結果を比較すれば、スパン80のような
界面活性剤を単独で使用してもフエノールの水溶
液からフエノールを除去するための安定で且つ有
効な液膜エマルジヨンを作り得ないことが判る。
スパン―80をENJ―3029のような膜補強剤と組合
せて使用すると、安定なエマルジヨンが得られ
た。参考例2の安定性に実質的に等しい安定性の
エマルジヨンは界面活性剤兼膜補強剤としてENJ
―3029のみを使用しても得られた。このように、
実施例1は、安定なエマルジヨンを作るのに別々
の界面活性剤と補強剤成分の両方を使用する必要
がないことを証明している。このことは両方の機
〓〓〓〓
能を発揮する添加剤(ここではENJ―3029)によ
り達成できた。
参考例1の除去率に比較して参考例2および実
施例1において示された有効な除去率は、参考例
2および実施例1のエマルジヨン処方物のより高
い安定性に起因していた。この高い安定性によつ
て参考例1のエマルジヨンの破壊が最小限になつ
た。参考例2および実施例1のエマルジヨン処方
物によりエマルジヨンの破壊が最小限になる結果
として参考例2および実施例1によるフエノール
の除去率がより有効になつた。
実施例2における膜相と被処理相は実施例1の
場合と同一であつた。カプセル化した内部相は30
%NaOH溶液に高めた。苛性溶液:油相の重量比
およびエマルジヨン:被処理相の重量比は前記の
各参考例および実施例において使用したのと同じ
であつた。この実験の温度も25℃であつた。結果
は第1表に記載の通りであつた。ENJ―3029を用
いたエマルジヨン処方物の破壊が低いのでフエノ
ールの高い除去率が達成できた。この処方物は、
より一層高濃度の苛性溶液(参考例1では0.5%
であるのに対し実施例2では30%NaOH)を使用
したにもかかわらず安定のままであつた。
ENJ―3029は、20センチポイズの粘度を有する
鉱物中に懸濁した次の構造の化合物の混合物であ
ることに留意すべきである:
式中、mは約40の整数であり、それでこのポリ
アミン誘導体の分子量は約2000である。
The present invention provides novel liquid film formulations, i.e.
The above relates to an emulsion that is stable at temperatures below the boiling point of the internal phase of the emulsion and below about 120°C. The emulsion consists of an external phase that is immiscible with water and an internal phase that is surrounded by and immiscible with the external phase. ko〓〓〓〓
The external phase of is composed of an oil component and an additive, which acts both as a surfactant and as a membrane reinforcing agent. These additives are selected from polyamine derivatives and mixtures of these polyamine derivatives having the following general formula: (In the formula, n for the polyisobutylene part is
10 to 60, x is 3 to 10, and y is hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen and oxygen, an alkyl group having up to 10 carbon atoms, and nitrogen, oxygen, or both. and 10
(selected from the group consisting of alkyl groups having up to 1 carbon atoms). These emulsion formulations, especially at high temperatures,
It is useful wherever a stable water-in-oil emulsion is required. For example, the liquid film formulations of the present invention are useful for removing components dissolved in the aqueous treated phase, ie, the external phase, by trapping them in the internal phase of the emulsion. In this embodiment of entrapment, the external phase of the emulsion is permeable to the dissolved components, and the internal phase is a reactive agent capable of converting the dissolved components into a non-permeable form. Contains. In another embodiment, the liquid film formulation of the present invention can be used as a slow release mechanism. In this embodiment, the internal phase contains the components to be released from the emulsion. The component used in this slow release embodiment is only slightly soluble in the external phase of the emulsion, so it permeates through the external phase into the aqueous external phase over a period of time. When using the emulsion of the invention, there is no need to cool the phase to be treated before adding the emulsion. In contrast, cooling was often required when using prior art emulsion formulations. In the vast number of intended applications of liquid films,
The stability of liquid films is a very important property. This property is most important when emulsions are used to isolate the phase to be treated from the contents of the internal phase of the emulsion. This is because when the breakage of the emulsion occurs, this isolation property is lost. In liquid film technology, the importance of emulsion stability has been recognized and addressed by the development of a number of additives that can enhance emulsion stability. Such additives are of two different types: surfactants and reinforcing agents. Both reinforcing agents and surfactants increase emulsion stability, but these additives do not perform the same function. Surfactants are used at the interface between the "oil" and "aqueous" phases, i.e. between the aqueous treated phase and the oil phase of the emulsion and the interface between the oil phase and the aqueous internal phase of the emulsion. Both form essentially thin films, thereby improving the stability of the liquid film formulation. Reinforcing agents not only strengthen the interfaces between the various phases, but also the oil phase, ie the film itself. This effect can be achieved by increasing the viscosity of the membrane phase or by chemical interaction with the surfactant layer at the two interfaces mentioned above, either alone or in combination. The invention is not limited to any particular theory disclosed herein. Any theory described herein is presented for purposes of illustration only so that the invention may be better understood. In order to achieve two types of stability: stability of the oil film phase itself and stability of the interface, it was necessary to add a reinforcing component and a different surfactant component to the external phase of the emulsion. . However, such methods require emulsion manufacturing operations to be complicated because the emulsion formulator must carefully formulate several ingredients in specific amounts to create an emulsion that can be used in the desired process. It becomes complicated. Moreover, some surfactants and some reinforcing agents are completely incompatible, i.e., they interact to reduce the useful properties of each partner, or, under certain conditions, For example, they are incompatible under certain conditions of temperature, concentration, etc. All of the above formulation problems can be eliminated by using one additive that exhibits both surfactant and reinforcing functions. If you use one type of ingredient that performs two types of functions,
There are inherent advantages to this, but we have found that in addition to all these advantages there are also others. Water-in-oil emulsions obtained using any of the additives specified above under the ranges and conditions disclosed below are unexpectedly stable under high temperature conditions (e.g. above 100°C). It was found that the Emulsion formulations of the prior art are rarely stable above 85°C, whereas emulsion formulations of the present invention can be stable up to temperatures as high as 120°C. Biotechnology and Bioengineering
Bioengineering), Volume 17, pp. 1137-1156 (1975
Raam R. Mohan
R. Mohan) and Norman N. Li.
Nitrate and Nitrite Reduction by Complete Cell Encapsulated in Liquid Film
and Nitrite Reduction by Liquid Membrane
On page 1140 of “Encapsulated Whole Cells”,
ENJ-3029 is disclosed to be a polyamine that acts as both a reinforcing agent and a surfactant. However, this article does not disclose that the component of ENJ-3029 that has the above-mentioned effect belongs to the group of polyamine derivatives having the following general formula: (wherein n is 10 to 60, x is 3 to 10, and y is essentially a combination of two groups, one of which is an oxygen-containing hydrocarbon having up to 10 carbon atoms) group and the other is a nitrogen-containing hydrocarbon group having up to 10 carbon atoms). The above paper, without specifying the composition of ENJ-3029, incidentally merely discloses its dual capabilities and uses ENJ-3029 as a single surfactant and reinforcing component. No working examples are shown. The paper specifically describes the dual capabilities of ENJ-3029 on page 1140, which lists the specific oil phase components used in the disclosed work. This list includes 2% surfactant, Span-80, and 10% ENJ-
3029 is listed. Therefore, the authors of this paper
Although describing the possible dual capabilities of ENJ-3029, even the examples demonstrating this insight do not use it as a single surfactant-reinforcing agent. The authors of this paper used ENJ-3029 in combination with other surfactants. Furthermore, this article does not teach any lower or upper limits to the amount of ENJ-3029 that can be used to achieve such dual performance. Also, this article does not disclose any other conditional limitations or unexpected stability properties of these formulations, such as high temperature stability of emulsions using appropriate amounts of ENJ-3029. In fact, this paper does not disclose any emulsions used at temperatures above 33°C, much less teach emulsions using ENJ-3029 as a single surfactant and reinforcing agent at temperatures up to 120°C. I haven't. Water-in-oil emulsions whose external phase consists of an oil component and an additive selected from the group consisting of It has unexpectedly been discovered that polyamine derivatives and mixtures of these polyamine derivatives have the following general formula: (In the formula, n for the polyisobutylene part is
10 to 60, x is 3 to 10, and y is hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen and oxygen, an alkyl group having up to 10 carbon atoms, and nitrogen, oxygen or (selected from the group consisting of alkyl groups containing both and having up to 10 carbon atoms). The above-mentioned additives can be used individually in the oil external phase of the emulsion so as to perform both surfactant and reinforcing agent functions. The internal phase of the emulsion is an aqueous phase. This aqueous phase can be acidic or basic depending on its specific use.
It may also be neutral. The internal phase contains either one or more chemical agents for reacting with compounds diffusing from the treated phase or one or more chemical agents for diffusing into the treated phase. . In the present invention, the formulation of the liquid film (the external phase of the emulsion) is greatly simplified. In the present invention, an additive that functions as both a surfactant and a membrane reinforcing agent is dissolved in a solvent. This has the advantage of both simplifying the procedure for formulating membrane components and avoiding undesirable reactions between surfactants and reinforcing agents. A further advantage is that much higher temperature stability can be achieved than in the case of multi-component systems. Surfactants are usually small molecules that can become unstable at elevated temperatures for many reasons. Surfactants may chemically react with either the components in the treated phase in which the emulsion is dispersed or with the encapsulated phase. The instability of this surfactant is also due to its high solubility in the treated phase and/or the encapsulated phase.
Alternatively, it can also be caused by high surface activity, which means that the emulsion emulsifies the phase to be treated. Any of the above phenomena will result in an unstable liquid film composition even in the presence of a film reinforcing agent. In contrast, the present invention introduces a polar group onto the polymeric molecular chain so that the resulting molecule is both a surfactant due to its polar group and a membrane reinforcing agent due to its main chain of the polymeric molecule. Disclose what you will do. The compounds listed below greatly enhance the stability of the emulsion. This unexpected stability is due to the fact that all these compounds have polar groups attached to the polymeric molecular chain, and the polar groups confer surface activity on the compound and the polymeric backbone is attached to the compound. may arise from the fact that it imparts reinforcing properties to This combination results in unexpected stability properties. Although the situation is as described above, there are also other possible additives that can be used in the external phase as reinforcing agents and surfactants. Such additives include pour point depressants, sludge dispersants and viscosity index improvers used in lubricating oils. Again, the invention is not limited to any particular theory. The external phase of the emulsion consists of the oil component and additive components. Generally speaking, the oil component consists of a water-immiscible solvent selected from the group consisting of hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, higher oxygenated compounds such as alcohols, ketones, acids and esters. obtain. Of course, this oil component must be liquid under the conditions of use of the composition of the invention;
It must be capable of dissolving the specific additives selected above and, in cooperation with the specific additives, forming a stable water-in-oil emulsion with an internal phase. . In many applications, this internal phase is aqueous, but any solvent that will form and maintain a stable emulsion internal phase with the selected additive-oil component external phase mixture can be used. Careful selection of oil components is essential when using high temperatures and strong acids or bases. Solvents such as esters should not be used as they will be hydrolyzed to volume. Solvent volatility is another limitation. Therefore, hydrocarbons and other solvents that volatilize at 85°C or can be steam distilled should not be used. When using the compositions of the invention in water purification processes, solvents that leave toxic residues in the water must be avoided. Furthermore, in processes where it is necessary to easily separate the emulsion from the stream to be treated, such as water purification processes,
The oil component should be selected such that the specific gravity of the formulated emulsion differs from the specific gravity of the stream to be treated by at least about 0.025. The difference in specific gravity is approximately 0.025
If it is less than this, it will take time to separate the emulsion from the phase to be treated, which is not desirable. Other considerations will be apparent to those skilled in the art. For the reasons mentioned above, preferred solvents are selected from the following group: Petroleum fractions with a boiling point above 200°C. High boiling normal paraffins having melting points of 70° C. or higher should not be used unless these paraffins are mixed with other solvents to lower their melting points. Mildly due to halogens such as chlorine or benzene rings,
That is, paraffinic solvents substituted in an amount of less than 5 mol % can be used. Aromatic type solvents can also be used. A more preferable solvent is 6 to
100 carbon atoms, most preferably 10-65 carbon
It is a petroleum fraction such as isoparaffin having elementary atoms. An example of this type of solvent is purified isoparaffin, known as Solvent Neutral Type, available from Exxon Chemical Company. Almost all of these solvents are suitable for such applications, including, for example, Solvent Neutral 100, Solvent Neutral 150, Solvent Neutral 600, and various grades in between. indicates the viscosity (centistokes) at 37.8℃ (100〓). Other suitable solvents include the Isopar M series, also manufactured by Exxon Chemical. bright stock, Coray, petroleum lubricants with viscosities of 479.4 centistokes and 412.2 centistokes, respectively, at 37.8°C (100〓)
Other petroleum fractions such as 90 are also suitable. In many applications, e.g. solvent neutral
It is also desirable to use mixed solvents such as a combination of Solvent Neutral 100 and Solvent Neutral 600 or a combination of Solvent Neutral 100 and Isopar M. The additive is selected from the group consisting of: polyamine derivatives and mixtures of said polyamine derivatives having the following general formula: (In the formula, n for the polyisobutylene part is
10 to 60, x is 3 to 10, and y is hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen and oxygen, an alkyl group having up to 10 carbon atoms, and nitrogen, oxygen or (selected from the group consisting of alkyl groups containing both and having up to 10 carbon atoms). It has been unexpectedly discovered that the additives described above can function as surfactants and reinforcing agents in emulsions when added to the oil external phase. Emulsion formulations using the above-mentioned additives exhibit enhanced stability, especially at elevated temperatures, for example up to 120°C. Remaining stable means that these emulsion compositions remain substantially intact and membrane disruption is minimal. The stability of emulsions containing the above-mentioned additives in the external phase may be adversely affected at higher temperatures by the presence of components in the treated or encapsulated phase that chemically attack the above-mentioned additives at elevated temperatures. It should also be noted that Therefore, the additives according to the invention should not be used when there are components either in the treated phase or in the encapsulated phase that chemically react with these additives at elevated temperatures. For example, H2S in wastewater
reacts strongly with the compound of formula () (ENJ-3029) at 80°C, resulting in the destruction of the emulsion. The additives described above are compatible with most other surfactants, reinforcing agents and liquid ion exchange agents of the prior art. Thus, emulsion formulations using the above-mentioned additives exhibit improved stability properties, but may optionally contain other compatible surfactants,
Stiffeners or liquid ion exchange agents can be added to this emulsion. The additive components represent from about 0.001% to about 50%, preferably from about 0.01% to about 30%, and most preferably from about 0.1% to about 10% by weight of the external phase. The internal phase can be any solvent that forms and maintains a stable emulsion internal phase with an external phase mixture of selected additive-oil components, as described above. This internal phase is immiscible with the external phase. Most conveniently the internal phase is an aqueous phase. The component or combination of components of the internal phase is selected primarily according to its intended use. The emulsions of this invention are useful whenever stable water-in-oil emulsions are required, especially at high temperatures. For example, the liquid film formulations of the present invention are useful for removing components dissolved in the aqueous treated phase, ie, the outer phase, by trapping the components in the inner phase of the emulsion. In this entrapment embodiment, the external phase of the emulsion is permeable to the dissolved components, and the internal phase contains a chemical agent capable of converting the dissolved components into an impermeable form. are doing. U.S. Pat. No. 3,779,907 discloses a method for removing dissolved components from an aqueous solution using certain water-in-oil emulsion formulations.
Ru. Similarly, this internal phase contains chemical agents that can convert dissolved components (those that permeate through the emulsion) into an impermeable form. The emulsion of the present invention can be used in place of the emulsion formulation disclosed in US Pat. No. 3,779,907 to provide the same removal of dissolved components. This patent specification describes the types of dissolved components that can be removed by the emulsion of the invention, chemical agents for the internal phase that are suitable for removing specific components, i.e. the selection and concentration of the chemical agent that converts it into a permeable form;
and solubilizing additives, if deemed necessary.
For example, the selection of liquid ion exchange agents is disclosed. In another embodiment, the liquid film formulations of the present invention can also be used as a slow release mechanism. In this embodiment, the internal phase of the emulsion contains the components to be released from the emulsion. The ingredients utilized in this slow release embodiment are only slightly soluble in the external phase of the emulsion;
This allows the component to permeate through the external phase of the emulsion into the aqueous external phase over an extended period of time. The rate of release depends on the extent to which the components of the internal phase to be released are dissolved in the external phase of the emulsion. The more soluble this component is in the external phase, the faster it will permeate out of the emulsion. One skilled in the art will be able to select the components of the external phase required for a certain release for a given chemical component present in the internal phase. This selection is based on the solubility of the given component in the particular external phase. This slow release embodiment can be used in a wide variety of applications. Ingredients that can be used in this slow release embodiment include pesticides, caustic or acidic ingredients for pH adjustment, pharmaceutical ingredients, fertilizers, or chemical agents to initiate some type of chemical reaction. The internal phase of the present invention is approximately 25% by weight of the total emulsion.
up to about 90% by weight, preferably about 33% to about 80% by weight. The emulsions of the present invention can be used under any pressure that allows the fluidity of the various phases to be maintained.
For convenience, atmospheric pressure is used in the examples. These emulsions also have a temperature of about -20 to about 120
C., preferably from about 0.degree. C. to about 100.degree. C., and most preferably from about 25.degree. C. to about 85.degree. The only restriction on the upper temperature limit is that it must be below the boiling point of any component of the emulsion. This occurs, for example, when the internal phase of the emulsion is aqueous and does not contain a sufficient amount of solute to raise the temperature of the internal phase to a predetermined level, for example 120°C. The following examples and reference examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention. Reference Examples 1-2 and Examples 1-2 The treated phase in Reference Examples 1-2 and Example 1 was a simulated wastewater phase containing 1000 ppm of phenol dissolved in water. The film phase is 2% span 80 in reference example 1 and 2% span -80 in reference example 2.
and 2% ENJ-3029, a compound of formula (), and in Example 1 3% ENJ-3029. Encapsulated chemical agent phase is 0.5% NaOH
It was an aqueous solution. The procedure for making the emulsion was the same for all three experiments. Add surfactant or membrane reinforcing agent or both to S100N
dissolved in it. The caustic solution to be encapsulated was then poured into the oil phase with stirring to form an emulsion. The weight ratio of caustic solution:oil phase was 1:2. This emulsion was gently mixed with the liquid to be treated at a weight ratio of 1:1. Stirring was stopped from time to time to sample the treated phase. Reference example 1
-2 and Example 1 were carried out at 25°C. A sample of the treated phase was analyzed to determine the concentration of phenol.
The results were as shown in Table 1. Comparing the phenol removal results obtained in Reference Examples 1 and 2 and Example 1, it is clear that even when a surfactant such as Span 80 is used alone, it is stable and effective for removing phenol from an aqueous solution of phenol. It turns out that it is not possible to create an effective liquid film emulsion.
Stable emulsions were obtained when Span-80 was used in combination with a membrane reinforcement such as ENJ-3029. An emulsion with a stability substantially equal to that of Reference Example 2 was used as a surfactant and membrane reinforcing agent by ENJ.
- Obtained by using only 3029. in this way,
Example 1 demonstrates that it is not necessary to use both separate surfactant and reinforcement components to create a stable emulsion. This is both an opportunity〓〓〓〓
This was achieved using an additive (in this case, ENJ-3029) that exhibits this ability. The effective removal rates shown in Reference Example 2 and Example 1 compared to the removal rates of Reference Example 1 were attributed to the higher stability of the emulsion formulations of Reference Example 2 and Example 1. This high stability minimized breakage of the emulsion of Reference Example 1. The emulsion formulations of Reference Example 2 and Example 1 minimized emulsion breakage, resulting in more effective phenol removal rates according to Reference Example 2 and Example 1. The membrane phase and treated phase in Example 2 were the same as in Example 1. The encapsulated internal phase is 30
% NaOH solution. The weight ratio of caustic solution to oil phase and the weight ratio of emulsion to treated phase were the same as used in each of the Reference Examples and Examples above. The temperature in this experiment was also 25°C. The results were as shown in Table 1. A high removal rate of phenols could be achieved due to the low destruction of the emulsion formulation using ENJ-3029. This formulation is
An even higher concentration of caustic solution (0.5% in Reference Example 1)
In contrast, Example 2 remained stable despite using 30% NaOH). It should be noted that ENJ-3029 is a mixture of compounds with the following structure suspended in a mineral with a viscosity of 20 centipoise: where m is an integer of about 40, so the molecular weight of this polyamine derivative is about 2000.
【表】
参考例3および実施例3
これらの参考例および実施例における膜相とカ
プセル化した相は前記の各参考例および実施例に
おいて使用したものと同一、すなわち、参考例3
における膜相は参考例1で使用したものと同一で
あり、一方、実施例3における膜相は実施例1に
おいて使用したものと同一であつた。エマルジヨ
ンを作る操作は前記の各実施例において使用した
操作と同一であつた。
エマルジヨンを作つた後、これらのエマルジヨ
ンをステンレス製のボンベに入れ、且つ1時間で
110℃に加熱した。次にこのエマルジヨンを室温
にまで冷却して観察した。参考例3ではエマルジ
ヨンの約1/3が油と苛性層に分かれていた。しか
しながら、実施例3で作つたエマルジヨンは相分
離を示さず、安定のままであつた。このように、
単独で界面活性剤兼補強剤として作用するENJ―
3029を用いた実施例3の処方物は高い温度に対し
ても安定性を保つていた。
実施例 4
実施例4における被処理相は硫酸溶液(PH=
2.5)中に硫酸銅として溶解した448ppmの銅を含
有している模擬鉱山浸出溶液であつた。膜相は1
%のECA4360(これはエクソン・ケミカル・カ
ンパニーにより販売されているもので、その構造
は、yが水素含有窒素基であることを除いてENJ
―3029の構造と同様である)、5%のLiX64N(こ
れはゼネラル・ミルズ製のオキシムタイプの銅錯
化剤である)、11%のS100N、および83%のアイ
ソパーM(これはイソパラフイン溶剤である)か
らなるものであつた。カプセル化された化学剤相
は14%のH2SO4及び13%のCuSO4・5H2Oの水溶
液であつた。使用剤エマルジヨンを模擬実験する
ためにCuSO4を化学剤相に包含させた。エマル
ジヨンを作る操作は前記の各実施例の場合と同一
であつた。カプセル化相:油相の重量比は1:1
〓〓〓〓
であつた。このエマルジヨンを1:9の重量比で
被処理相とおだやかに混合した。被処理相をサン
プリングするために時々混合を止めた。被処理サ
ンプルを分析して銅の濃度を求めた。その結果、
極めて良好な銅の分離を示した。すなわち12分で
被処理相の銅濃度は、銅濃度の標準比色分析の検
出限界を越える値に低下した。[Table] Reference Example 3 and Example 3 The membrane phase and encapsulated phase in these Reference Examples and Examples are the same as those used in each of the Reference Examples and Examples above, that is, Reference Example 3.
The membrane phase in Example 3 was the same as that used in Example 1, while the membrane phase in Example 3 was the same as that used in Example 1. The procedure for making the emulsion was the same as that used in each of the previous examples. After making the emulsions, put these emulsions into a stainless steel cylinder and boil them in one hour.
Heated to 110°C. The emulsion was then cooled to room temperature and observed. In Reference Example 3, about 1/3 of the emulsion was separated into oil and caustic layers. However, the emulsion made in Example 3 showed no phase separation and remained stable. in this way,
ENJ acts alone as a surfactant and reinforcing agent.
The formulation of Example 3 using 3029 remained stable at elevated temperatures. Example 4 The phase to be treated in Example 4 was a sulfuric acid solution (PH=
2.5) was a simulated mine leach solution containing 448 ppm copper dissolved as copper sulfate. The membrane phase is 1
% ECA4360 (which is sold by Exxon Chemical Company and whose structure is ENJ except that y is a hydrogen-containing nitrogen group)
- similar in structure to 3029), 5% LiX64N (which is an oxime-type copper complexing agent manufactured by General Mills), 11% S100N, and 83% Isopar M (which is an isoparaffin solvent). ). The encapsulated chemical phase was an aqueous solution of 14% H2SO4 and 13% CuSO4.5H2O . CuSO 4 was included in the chemical phase to simulate the working agent emulsion. The procedure for making the emulsion was the same as in each of the previous examples. Encapsulation phase: oil phase weight ratio is 1:1
〓〓〓〓
It was hot. This emulsion was gently mixed with the phase to be treated in a weight ratio of 1:9. Mixing was stopped from time to time to sample the treated phase. The treated sample was analyzed to determine the copper concentration. the result,
It showed very good separation of copper. That is, in 12 minutes, the copper concentration in the treated phase decreased to a value exceeding the detection limit of standard colorimetric analysis of copper concentration.
【表】
実施例5および参考例4〜7
界面活性剤及び膜補強剤を含有する油中に20重
量%硫酸水溶液を乳化させるように撹拌条件下で
適当な容器中で該油に該硫酸溶液を添加すること
によつて、油、界面活性剤及び膜補強剤の種々の
組合せ物に該硫酸溶液を乳化させた。界面活性剤
含有油状物質対硫酸溶液の重量比は全ての場合に
1.5対1であつた。各々の場合に、上記のように
して生成されたエマルジヨンを水性供給相(これ
は本質的にアンモニア濃度が4048ppmの水酸化
アンモニウム水溶液であつた)に、撹拌条件下で
添加して、アンモニア溶液中にエマルジヨンの小
球を生成させた。このエマルジヨンの小球は、内
部に硫酸水溶液の微小液滴を含有している分散相
としての界面活性剤含有油状相からなるものであ
つた。水酸化アンモニウム溶液中に懸濁したエマ
ルジヨンの小球を維持するために温和な撹拌を続
けた。次いで水酸化アンモニウム溶液中のアンモ
ニアの濃度を、ASTM E―147―61により周知
のケルダール法(ケルダール法による窒素のミク
ロ測定)を用いて、時間の関数として測定した。
以下において水酸化アンモニウム溶液を供給溶液
と記載する。全ての場合において供給溶液対エマ
ルジヨンの重量比は6.5対1であつた。各実施例
および参考例について同一のミキサーを用い、供
給溶液中に懸濁したエマルジヨンの小球を維持す
るためにミキサー速度を各実施例および参考例に
ついて500rpmの一定値に保つた。各実施例及び
参考例についての界面活性剤含有油相の組成(重
量%)は次の通りであつた:
参考例4:1%のスパン80、20%のH300および
79%のLOPS。
参考例5:1%のスパン80および99%のLOPS。
実施例5:1%のECA―4360および99%の
LOPS。
参考例6:0.5%のECA―4360、0.5%のスパン80
および99%のLOPS。
参考例7:0.6%のECA―4360、0.6%のスパン80
および98.8%のLOPS。
尚、スパン80およびECA―4360は前記の通り
であり、H300は膜補強剤として用いられる油溶
性ポリイソブチレン物質であり、LOPSは芳香族
物質を3%含有し、100〓(37.8℃)で1.71セン
チポイズの粘度、152〓(66.7℃)の引火点およ
び70〓(21.1℃)で0.795の比重を持つ軽油パラ
フイン系溶剤である。
上記の結果を第3表に示す。[Table] Example 5 and Reference Examples 4 to 7 The 20% by weight aqueous sulfuric acid solution was added to the oil in a suitable container under stirring conditions so as to emulsify the sulfuric acid solution in the oil containing the surfactant and membrane reinforcing agent. The sulfuric acid solution was emulsified in various combinations of oil, surfactant, and membrane reinforcement by adding . The weight ratio of surfactant-containing oil to sulfuric acid solution is in all cases
The ratio was 1.5 to 1. In each case, the emulsion produced as described above was added to the aqueous feed phase (which was essentially an aqueous ammonium hydroxide solution with an ammonia concentration of 4048 ppm) under stirring conditions, and the ammonia solution was added to the ammonia solution. produced emulsion globules. The emulsion globules consisted of a surfactant-containing oily phase as a dispersed phase containing micro droplets of an aqueous sulfuric acid solution therein. Gentle stirring was continued to keep the emulsion globules suspended in the ammonium hydroxide solution. The concentration of ammonia in the ammonium hydroxide solution was then determined as a function of time using the well-known Kjeldahl method (Kjeldahl micromeasurement of nitrogen) according to ASTM E-147-61.
In the following, the ammonium hydroxide solution will be referred to as a feed solution. In all cases the weight ratio of feed solution to emulsion was 6.5:1. The same mixer was used for each example and reference, and the mixer speed was kept constant at 500 rpm for each example and reference to maintain emulsion globules suspended in the feed solution. The composition (wt%) of the surfactant-containing oil phase for each Example and Reference Example was as follows: Reference Example 4: 1% Span 80, 20% H300 and
LOPS of 79%. Reference example 5: 1% span 80 and 99% LOPS. Example 5: 1% ECA-4360 and 99%
LOPS. Reference example 6: 0.5% ECA-4360, 0.5% span 80
and 99% LOPS. Reference example 7: 0.6% ECA-4360, 0.6% span 80
and 98.8% LOPS. In addition, Span 80 and ECA-4360 are as described above, H300 is an oil-soluble polyisobutylene material used as a membrane reinforcing agent, and LOPS contains 3% aromatic substances and has a temperature of 1.71 at 100〓 (37.8℃). It is a light oil paraffinic solvent with a viscosity of centipoise, a flash point of 152〓 (66.7℃) and a specific gravity of 0.795 at 70〓 (21.1℃). The above results are shown in Table 3.
【表】
間混合後
アンモニアは供給相からエマルジヨンの内部水
性相(これは硫酸水溶液である)中へ抽出され
て、この供給相中のアンモニア濃度は低下する。
しかし、膜、即ち界面活性剤含有油相が弱いなら
ば、連続混合作用を受けると膜の破壊の故にその
抽出されていたアンモニアは解放されて供給相中
に戻る。このことは経過時間の関数としての供給
相中のアンモニア濃度の上昇によつて示される。
上記のすべての参考例4〜7において、供給溶
液中のアンモニア濃度は最初の10分間の混合後に
は低下しているが、その後の10分間の混合毎に
段々と増大している。即ち、アンモニアの抽出は
初期には生じているが、約10分間の混合時間の後
には膜、即ち界面活性剤含有油相は弱くなり、破
壊され始め、それで前に抽出されていたアンモニ
アが解放されて供給溶液中に戻つている。
これに対して1重量%のECA―4360のみを含
〓〓〓〓
有する本発明の実施例5では上記のような現象は
起らず、供給溶液からアンモニアを抽出し続けて
いる。従つて、ECA―4360は、ECA―4360とス
パン80との組合せ物よりも低い濃度においてさえ
も、上記した他のいずれの組合せ物よりも有効な
単独の界面活性剤兼膜補強剤であることは明確で
ある。
〓〓〓〓
[Table] After mixing
Ammonia is extracted from the feed phase into the internal aqueous phase of the emulsion, which is an aqueous sulfuric acid solution, and the ammonia concentration in this feed phase is reduced.
However, if the membrane, ie, the surfactant-containing oil phase, is weak, upon continuous mixing action, the extracted ammonia is released back into the feed phase due to membrane breakdown. This is indicated by the increase in ammonia concentration in the feed phase as a function of elapsed time. In all Reference Examples 4-7 above, the ammonia concentration in the feed solution decreases after the first 10 minutes of mixing, but increases progressively with each subsequent 10 minutes of mixing. That is, extraction of ammonia occurs initially, but after a mixing time of approximately 10 minutes, the membrane, i.e., the surfactant-containing oil phase, weakens and begins to break down, thus releasing the previously extracted ammonia. and returned to the feed solution. Contains only 1% by weight of ECA-4360〓〓〓〓
In Example 5 of the present invention, the above phenomenon does not occur, and ammonia continues to be extracted from the feed solution. Therefore, ECA-4360 is a more effective single surfactant and membrane reinforcement agent than any of the other combinations listed above, even at lower concentrations than the combination of ECA-4360 and Span 80. is clear. 〓〓〓〓
Claims (1)
ら成り、該外部相は水とは不混和性であり且つ油
成分及び単一の界面活性剤兼補強剤として一般
式: (式中、ポリイソブチレン部分についてのnは
10〜60であり、xは3〜10であり、またyは水
素、水素含有窒素基、水素および酸素を含有する
窒素基、10個までの炭素原子を有するアルキル
基、窒素、酸素あるいはその両者を含有し且つ10
個までの炭素原子を有するアルキル基からなる群
から選ばれたものである) を有するポリアミン誘導体および該ポリアミン誘
導体の混合物からなる群から選ばれた添加剤とか
らなり、該添加剤は上記外部相の約0.001重量%
〜約50重量%を占めており、上記内部相は上記外
部相とは不混和性であり、上記内部相は全エマル
ジヨンの約25重量%〜約90重量%を占めているこ
とを特徴とする、約−20℃〜約120℃であつて且
つエマルジヨンのいずれの成分の沸点よりも低い
温度で安定なエマルジヨン。 2 エマルジヨンが約0℃〜約100℃で安定であ
る特許請求の範囲第1項記載のエマルジヨン。 3 添加剤が外部相の0.01重量%〜約30重量%を
占めている特許請求の範囲第2項記載のエマルジ
ヨン。 4 内部相が全エマルジヨンの約33重量%〜80重
量%を占めている特許請求の範囲第3項記載のエ
マルジヨン。 5 エマルジヨンが約25℃〜約85℃で安定である
特許請求の範囲第2項記載のエマルジヨン。 6 内部相が透過性成分を非透過性形態に変化さ
せ得る反応剤を更に含有している特許請求の範囲
第3項記載のエマルジヨン。[Claims] 1. Consisting of an external phase and an internal phase surrounded by the external phase, the external phase is immiscible with water and is commonly used as an oil component and a single surfactant and reinforcing agent. formula: (In the formula, n for the polyisobutylene part is
10 to 60, x is 3 to 10, and y is hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen, a nitrogen group containing hydrogen and oxygen, an alkyl group having up to 10 carbon atoms, nitrogen, oxygen, or both. and 10
and an additive selected from the group consisting of a polyamine derivative having an alkyl group having up to Approximately 0.001% by weight of
~50% by weight, the internal phase is immiscible with the external phase, and the internal phase comprises from about 25% to about 90% by weight of the total emulsion. , about -20°C to about 120°C and below the boiling point of any component of the emulsion. 2. The emulsion of claim 1, wherein the emulsion is stable at about 0°C to about 100°C. 3. The emulsion of claim 2, wherein the additive comprises from 0.01% to about 30% by weight of the external phase. 4. The emulsion of claim 3, wherein the internal phase accounts for about 33% to 80% by weight of the total emulsion. 5. The emulsion of claim 2, wherein the emulsion is stable at about 25°C to about 85°C. 6. An emulsion according to claim 3, wherein the internal phase further contains a reactant capable of converting the permeable component into a non-permeable form.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP765079A JPS5599330A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | New liquid film treating matter and its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP765079A JPS5599330A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | New liquid film treating matter and its use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5599330A JPS5599330A (en) | 1980-07-29 |
| JPS6159777B2 true JPS6159777B2 (en) | 1986-12-18 |
Family
ID=11671689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP765079A Granted JPS5599330A (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | New liquid film treating matter and its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5599330A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61120886U (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-30 |
-
1979
- 1979-01-25 JP JP765079A patent/JPS5599330A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61120886U (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5599330A (en) | 1980-07-29 |
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