СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ, ГИДРОФИЛЬНАЯ СМОЛЯНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ, СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА И РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ И ГИДРОФИЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА И РАДИОАКТИВНОГО ЦЕЗИЯ Российский патент 2016 года по МПК G21F9/12 

Область техники

[0001] Данное изобретение относится к способу удаления, который можно применять для удаления радиоактивного цезия, присутствующего в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, получаемом за счет атомной электростанции или установки по переработке отработанного ядерного топлива, а также к гидрофильной смоляной композиции, подходящей для данного способа, где гидрофильная смоляная композиция демонстрирует способность удерживать радиоактивный цезий. Данное изобретение также относится к способу удаления, который можно применять для удаления как радиоактивного йода, так и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, получаемом за счет атомной электростанции или установки по переработке отработанного ядерного топлива, а также к гидрофильной смоляной композиции, демонстрирующей способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий.

Предшествующий уровень техники

[0002] В широко распространенных сейчас энергетических атомных реакторах деление ядра в ядерном реакторе сопровождается образованием значительного количества радиоактивных побочных продуктов. Основными радиоактивными веществами среди радиоактивных побочных продуктов являются продукты деления и активные элементы, включая особо опасные радиоактивные изотопы, такие как радиоактивный йод, радиоактивный цезий, радиоактивный стронций и радиоактивный церий. Поскольку радиоактивный йод среди этих радиоактивных веществ превращается в газ при 184°C, то существует риск того, что радиоактивный йод чрезвычайно склонен к выходу в момент проверки или замены ядерного топлива, а тем более в случае непредвиденного события, такого как авария при обращении с ядерным топливом или авария со всплеском мощности. Основными радиоактивными изотопами йода, которые необходимо принять во внимание при выбросе, являются йод-129 с длинным периодом полураспада (период полураспада: 1,57×10⁷ лет) и йод-131 с коротким периодом полураспада (период полураспада: 8,05 дней). Обычный йод, который не демонстрирует радиоактивность, является важнейшим микроэлементом в организме человека, накапливается в щитовидной железе рядом с гортанью и становится компонентом гормона роста. Таким образом, когда человек получает радиоактивный йод при дыхании или через воду/продукты, он накапливается в щитовидной железе таким же образом, как и в случае обычного йода, и увеличивает внутреннее воздействие радиоактивности, и, соответственно, должно быть реализовано особенно строгое измерение касательно радиоактивного йода для снижения количества выбрасываемой радиоактивности.

[0003] Кроме того, радиоактивный цезий имеет температуру плавления 28,4°С, является одним из металлов, которые становятся жидкими при нормальной температуре окружающей среды, и представляет собой металл, который чрезвычайно подвержен выбросу, так же как радиоактивный йод. Основные изотопы радиоактивного цезия, которые нужно принять во внимание при выбросе, представляют собой цезий-134, имеющий относительно короткий период полураспада (период полураспада 2 года), и цезий-137, имеющий длительный период полураспада (период полураспада: 30 лет). Среди основных изотопов радиоактивного цезия цезий-137, в частности, не только имеет длительный период полураспада, но также дает излучение большой энергии и имеет высокую растворимость в воде, потому что радиоактивный цезий является щелочным металлом. Кроме того, радиоактивный цезий легко поглощается организмом человека при дыхании, а также через кожу и равномерно распределяется по всему организму, и, следовательно, опасность для здоровья людей при выбросе радиоактивного цезия становится серьезной.

[0004] Таким образом, когда радиоактивный цезий случайно выбрасывается в связи с непредвиденным событием и т.п. из ядерных реакторов, эксплуатируемых по всему миру, возникают опасения, что радиоактивный цезий вызывает не только радиоактивное заражение работников ядерных реакторов или жителей района, но также радиоактивное заражение людей и животных в более широком диапазоне через продукты питания или воду, загрязненные радиоактивным цезием, принесенным по воздуху. Несомненно, опасность в связи с радиоактивным загрязнением уже доказана при аварии на Чернобыльской атомной электростанции.

[0005] Для такой ситуации в качестве способа обработки радиоактивного йода, генерируемого в ядерном реакторе, были исследованы система очищающей обработки, система физической/химической обработки путем заполнения твердым адсорбентом с использованием волокнистого активированного угля и т.п. (см. патентные документы 1 и 2), обработка ионообменным материалом (см. патентный документ 3) и т.д.

[0006] Тем не менее, любой из указанных выше способов имеет проблемы, которые будут описаны ниже, и нужно разработать способ удаления радиоактивного йода, при котором эти проблемы решатся. Прежде всего, в качестве системы очистки, используемой на практике, существует щелочной способ очистки или подобные способы, тем не менее, есть много проблем с точки зрения количества и безопасности использования системы очистки с жидким адсорбентом и хранения обработанной жидкости, так как оно продолжается в течение долгого времени. Кроме того, в системе физической/химической обработки с заполнением твердым адсорбентом захваченный радиоактивный йод всегда может быть заменен другими газами, и, более того, система очистки имеет такую проблему, что адсорбированный материал склонен к выходу при повышении температуры. Кроме того, в системе очистки с помощью ионообменного материала температура термостойкости ионообменного материала составляет примерно до 100°C, и существует проблема, что ионообменный материал не будет проявлять достаточную производительность при температуре выше, чем температура термостойкости.

[0007] С другой стороны, в качестве способа обработки для удаления радиоактивного цезия, образующегося при ядерном делении в ядерном реакторе, известен способ адсорбции с неорганическим ионообменником или селективной ионообменной смолой, способ соосаждения с помощью тяжелого металла и растворимого ферроцианида или соли ферроцианида, способ химической обработки реагентом, осаждающим цезий, и т.д. (см., например, патентный документ 4).

[0008] Тем не менее, при любом из описанных выше способов обработки необходимы масштабные объекты, такие как циркуляционный насос, очистительная емкость, а также заправочная емкость, содержащая различные адсорбенты, и, кроме того, для работы этих объектов необходимо большое количество энергии. Более того, когда поставка источника энергии приостанавливается, как при аварии, произошедшей на АЭС Фукусима-1 в Японии 11 марта 2011 года, эти средства могут не работать, и в таком случае степень риска загрязнения радиоактивным цезием повышается. И, в частности, в том случае, когда поставка источника энергии приостанавливается, применение способа удаления радиоактивного цезия, рассеиваемого в периферийные области при аварии со всплеском мощности, оказывается в крайне трудной ситуации, и возникает беспокойство, что возможна ситуация, при которой распространится радиоактивное загрязнение. Таким образом, существует настоятельная необходимость в разработке методики удаления радиоактивного цезия, которая может применяться даже тогда, когда возникает ситуация, при которой поставка источника энергии приостанавливается, и когда такая методика удаления радиоактивного цезия будет разработана, этот способ будет чрезвычайно полезным.

Список цитирования

Патентная литература

[0009] Патентный документ 1: японская патентная публикация №JP-62-44239

Патентный документ 2: японская патентная публикация №JP-A-2008-116280

Патентный документ 3: японская патентная публикация №JP-A-2005-37133

Патентный документ 4: японская патентная публикация №JP-A-4-118596

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0010] Соответственно, целью первого данного изобретения и второго данного изобретения является решение проблем известных методик и предоставление нового способа удаления радиоактивного цезия, который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, более того, с помощью которого можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный цезий в твердом веществе, а также, при необходимости, уменьшать объем радиоактивных отходов. Кроме того, другой целью первого данного изобретения и второго данного изобретения является разработка новой гидрофильной смоляной композиции, которая имеет функцию, полезную для описанной выше методики, и способна удерживать радиоактивный цезий, где с помощью этой гидрофильной смоляной композиции можно просто реализовать применение обработки с целью удаления радиоактивного цезия.

[0011] Кроме того, еще одной целью второго данного изобретения является предоставление для применяемой обработки новой гидрофильной смоляной композиции для удаления радиоактивного цезия, которая является улучшенной в практическом применении за счет повышения водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности (в случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в такой форме, как смоляная пленка или лист), помимо того, что она обладает функцией, особенно полезной для описанного выше способа, и способна удерживать радиоактивный цезий.

[0012] Кроме того, целью данного третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения является предоставление эффективного способа удаления, который можно применить для совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, чтобы решить проблемы известных методик и создать новый способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, и с помощью которого можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий в твердом веществе, а также, при необходимости, уменьшать объем радиоактивных отходов. Кроме того, другой целью третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения является разработка новой гидрофильной смоляной композиции, которая имеет функцию, используемую в осуществлении описанной выше методики, и способна удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция позволяет удалять эти радиоактивные вещества вместе.

[0013] Кроме того, еще одной целью четвертого данного изобретения является предоставление для применяемой обработки новой гидрофильной смоляной композиции, которая является улучшенной в практическом применении за счет повышения водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности (в случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в такой форме, как смоляная пленка или лист), помимо того, что она обладает функцией, особенно полезной для описанного выше способа, и способна удерживать радиоактивный цезий.

Решение проблемы

[0014] Каждая из целей достигается первым, вторым, третьим или четвертым данным изобретением, описанным ниже. Другими словами, первое данное изобретение предлагает способ удаления радиоактивного цезия, применяющий обработку с целью удаления радиоактивного цезия в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент; и где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней, в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0015] Второе данное изобретение предлагает способ удаления радиоактивного цезия, применяющий обработку с целью удаления радиоактивного цезия, присутствующего в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент; и где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0016] В описанном выше втором данном изобретении предпочтительно, чтобы гидрофильная смола представляла собой смолу, сформированную из, как части исходного материала, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

[0017] В другом воплощении первое данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного цезия, способную удерживать радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола представляет собой гидрофильную смолу, имеющую гидрофильный сегмент, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; а глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей на 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0018] Кроме того, в еще одном воплощении первое данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного цезия, способную удалять радиоактивный цезий в жидком и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола является по меньшей мере одной, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и получена путем взаимодействия органического полиизоцианата с высокомолекулярным гидрофильным полиолом и/или полиамином в качестве гидрофильного компонента; а глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей на 100 массовых частей гидрофильной смолы

[0019] В качестве другого воплощения второе данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола является смолой, которая имеет гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент и получена при взаимодействии, в качестве исходного материала, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу, содержащую активный водород, и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; а глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0020] Кроме того, в еще одном воплощении второе данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола является по меньшей мере одной, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; а глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0021] Предпочтительные воплощения первого или второго данного изобретения, относящиеся к описанному выше способу удаления радиоактивного цезия или к описанной выше гидрофильной смоляной композиции, включают гидрофильный сегмент, который является полиэтиленоксидным сегментом; и глинистый минерал, который представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.

[0022] В качестве третьего данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, в котором применяется обработка как для удаления радиоактивного йода, так и для и удаления радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу; и где гидрофильная смоляная композиция включает глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0023] Предпочтительное воплощение описанного выше третьего данного изобретения включает тот факт, что гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу.

[0024] В качестве четвертого данного изобретения предложен способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, который можно использоваться для обработки с целью удаления как радиоактивного йода, так и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу; и где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0025] Предпочтительное воплощение описанного выше четвертого данного изобретения включает тот факт, что гидрофильная смола представляет собой смолу, образованную из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

[0026] В качестве другого воплощения третье данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, присутствующие в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент, также имеет в ее молекулярной цепи третичную аминогруппу и сформирована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; а глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0027] В еще одном воплощении третье данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, присутствующие в жидкости и/или твердом веществе, где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал; гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильный полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле; и где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0028] В качестве другого воплощения четвертое данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе, и содержащую гидрофильную смолу и глинистый минерал; где гидрофильная смола представляет собой смолу, которая имеет гидрофильный сегмент, а также имеет в ее молекулярной цепи третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент и сформирована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0029] В еще одном воплощении четвертое данное изобретение предлагает гидрофильную смоляную композицию для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, демонстрирующую способность удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе и содержащую гидрофильную смолу и глинистый минерал, где гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент, и каждая из которых получена при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

[0030] Предпочтительные воплощения третьего или четвертого данного изобретения, относящиеся к описанному выше способу удаления радиоактивного цезия или к описанной выше гидрофильной смоляной композиции, включают: гидрофильный сегмент, который является полиэтиленоксидным сегментом; и глинистый минерал, который является по меньшей мере одним соединением, выбранным из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.

Полезные эффекты изобретения

[0031] В соответствии с первым данным изобретением или вторым данным изобретением предложен новый способ удаления радиоактивного цезия, который можно применять для обработки радиоактивного цезия, присутствующего в жидкости или твердом веществе, который является простым и недорогим, а также не требует источника энергии, такого как электричество, с помощью которого также можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный цезий в твердом веществе, а также уменьшать, при необходимости, объем радиоактивных отходов.

[0032] В соответствии с первым данным изобретением предложена новая гидрофильная смоляная композиция, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий, делает возможным применение обработки с целью удаления радиоактивного цезия и, при необходимости, уменьшение объема радиоактивных отходов, потому что основным компонентом гидрофильной смоляной композиции является смоляная композиция. Замечательные эффекты данного изобретения достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, содержащую глинистый минерал, диспергированный в гидрофильной смоле, имеющей гидрофильный сегмент в ее структуре. Описанную выше гидрофильную смолу получают в результате взаимодействия, например, органического полиизоцианата с высокомолекулярным гидрофильным полиолом и/или полиамином (далее полиол и полиамин также упоминаются как "гидрофильный компонент"), а более конкретные примеры гидрофильной смолы включают гидрофильную полиуретановую смолу, гидрофильную полимочевинную смолу и гидрофильную полиуретан-полимочевинную смолу, каждая из которых имеет описанную выше структуру.

[0033] В частности, в соответствии со вторым данным изобретением предложена гидрофильная смоляная композиция с высокой практичностью, которая обладает способностью удерживать радиоактивный цезий и реализует улучшение водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности при использовании ее в такой форме, как пленка, которая формируется в момент обработки с целью удаления, и, таким образом, обработка с целью удаления радиоактивного цезия может быть реализована в лучшем виде. Кроме того, поскольку основной компонент гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, то предлагается новая гидрофильная смоляная композиция, при необходимости также способная к уменьшению объема радиоактивных отходов. Эти замечательные эффекты во втором данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, содержащую глинистый минерал, диспергированный в ней, вместе с гидрофильной смолой, имеющей гидрофильный сегмент в ее структуре и полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или в боковой цепи. Гидрофильную смолу, которая характеризует второе данное изобретение, получают при взаимодействии, например, органического полиизоцианата, гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, и более конкретные примеры гидрофильной смолы включают гидрофильную полиуретановую смолу, гидрофильную полимочевинную смолу и гидрофильную полиуретан-полимочевинную смолу, каждая из которых имеет описанную выше структуру.

[0034] В соответствии с третьим данным изобретением или четвертым данным изобретением предложена новая методика, которая делает возможной обработку с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, присутствующих в жидкости или твердом веществе, которая является простой и недорогой, а также не требует источника энергии, такого как электричество, и с помощью которой также можно захватывать и стабильно удерживать удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий в твердом веществе, а также при необходимости уменьшать объем радиоактивных отходов, и можно проводить обработку с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. В соответствии с данным изобретением предложена новая гидрофильная смоляная композиция, которая обладает способностью удерживать и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, позволяет реализовать обработку с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, и при необходимости уменьшать объем радиоактивных отходов, потому что основным компонентом гидрофильной смоляной композиции является смоляная композиция.

[0035] Эти замечательные эффекты в третьем данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, полученную диспергированием глинистого материала в гидрофильной смоле, такой как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола или гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, полученной при взаимодействии органического полиизоцианата, гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле.

[0036] В частности, в соответствии с четвертым данным изобретением предложена гидрофильная смоляная композиция с высокой практичностью, которая обладает способностью удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий и реализует улучшение водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности при использовании в такой форме, как пленка, которая формируется в момент обработки с целью удаления, и, таким образом, обработка с целью удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия может быть реализована в лучшем виде. Эти замечательные эффекты в четвертом данном изобретении достигаются с помощью гидрофильной смолы, содержащей гидрофильный сегмент в ее структуре и по меньшей мере одну третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи, и, более подробно, замечательные эффекты в четвертом данном изобретении достигаются с помощью чрезвычайно простого способа, который использует гидрофильную смоляную композицию, полученную диспергированием глинистого материала в гидрофильной смоле, такой как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола или гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, полученной при взаимодействии органического полиизоцианата, гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

Краткое описание графических материалов

[0037] [Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров с 1-1 по 1-3 в соответствии с первым данным изобретением.

[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров со 2-1 по 2-3 в соответствии со вторым данным изобретением.

[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительных примеров 1А и 2А в соответствии с первым данным изобретением и сравнительных примеров 1а и 2а в соответствии со вторым данным изобретением.

[Фиг. 4] Фиг. 4 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров с 3-1 по 3-3 в соответствии с третьим данным изобретением.

[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров с 3- 1 по 3-3 в соответствии с третьим данным изобретением.

[Фиг. 6] Фиг. 6 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров с 4- 1 по 4-3 в соответствии с четвертым данным изобретением.

[Фиг. 7] Фиг. 7 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной композиции из примеров с 4-1 по 4-3 в соответствии с четвертым данным изобретением.

[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией йода в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительных примеров 1B и 2B в соответствии с третьим данным изобретением и сравнительных примеров 1b и 2b в соответствии с четвертым данным изобретением.

[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой график, показывающий зависимость между концентрацией цезия в каждом водном растворе и временем погружения каждой пленки, образованной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительных примеров 1B и 2B в соответствии с третьим данным изобретением и сравнительных примеров 1b и 2b в соответствии с четвертым данным изобретением

Описание воплощений

[0038] Далее каждое из изобретений с первого по четвертое будут описаны более подробно с предпочтительными воплощениями.

Первое данное изобретение и второе данное изобретение относятся к способу удаления радиоактивного цезия, и основной характеристикой является применение гидрофильной смоляной композиции, способной удерживать радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу с определенной структурой и глинистый минерал, диспергированный в ней.

Кроме того, третье данное изобретение и четвертое данное изобретение относятся к способу удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, и основной характеристикой является применение гидрофильной смоляной композиции, способной удерживать радиоактивный йод и радиоактивный цезий, при этом гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу с определенной структурой и глинистый минерал, диспергированный в ней.

Понятие "гидрофильная смола" в данном изобретении означает смолу, которая имеет в молекуле гидрофильную группу, но не растворима в воде, горячей воде и т.д., и гидрофильная смола в данном изобретении четко отделяется от водорастворимой смолы, такой как поливиниловые спирты, поливинилпирролидоны, полиакриловые кислоты и производные целлюлозы.

[0039] Каждая из гидрофильных смоляных композиций, характеризующих данное изобретение с первого по четвертое, содержит гидрофильную смолу, имеющую определенную структуру, и глинистый минерал, и радиоактивный цезий может быть благоприятно удален из радиоактивной отработанной жидкости или радиоактивного твердого вещества в случае, когда используется любая из гидрофильных смоляных композиций. Авторы данного изобретения считают следующее относительно причины, почему становится возможным удаление радиоактивного цезия при применении этих гидрофильных смоляных композиций. Прежде всего, любая из гидрофильных смол, используемых в данных изобретениях с первого по четвертое, имеет в структуре гидрофильный сегмент и, следовательно, демонстрирует превосходную абсорбцию воды в связи с наличием гидрофильного сегмента. Таким образом, считается, что ионизированный радиоактивный цезий, который является объектом обработки, быстро поглощается смолой. И в любом из способов удаления данного изобретения, с первого по четвертое, используется гидрофильная смоляная композиция, содержащая глинистый минерал, диспергированный в ней, в дополнение к гидрофильной смоле, которая демонстрирует такую водопоглощающую функцию, и, как будет описано ниже, известно, что селективная абсорбция или т.п. иона цезия происходит на глинистом минерале, и глинистый минерал может быть использован для удаления иона цезия. Считается, что поскольку вышеописанная гидрофильная смола, способная быстро захватывать ионизированный радиоактивный цезий, который является объектом обработки, и глинистый минерал присутствуют вместе в любой из гидрофильных смоляных композиций, которые характеризуют данное изобретение, то радиоактивный цезий более быстро и эффективно прикрепляется к диспергированному глинистому минералу и удерживается смолой, и в результате этого в данных изобретениях, с первого по четвертое, может быть достигнуто эффективное удаление радиоактивного цезия. Кроме того, в соответствии с третьим данным изобретением и четвертым данным изобретением, в которых используются смолы, структуры которых отличаются от структур смол, используемых, соответственно, в первом данном изобретении и втором данном изобретении, становится возможной обработка с целью удаления не только радиоактивного цезия, как описано выше, но также радиоактивного йода и радиоактивного цезия, тем не менее, причины этого будут описаны ниже.

[0040] Глинистый минерал

В качестве глинистого минерала, используемого в данном изобретении, предпочтительно использовать, помимо прочего, кристаллический глинистый минерал, имеющий слоистую структуру. Глинистые минералы получают таким образом, что серпентин или оливин, который является силикатным минералом, разлагается при гидротермальном воздействии и т.п., затем пластинчатые кристаллы продуктов разложения укладывают, и уложенные кристаллы постепенно превращаются в глину, пока вода проникает в промежутки между кристаллами, и на уложенные кристаллы непрерывно прикладывают большое давление, тем не менее, глинистые минералы, как правило, являются мягкими, и известно, что существуют различные виды глинистых минералов в зависимости от различий в слоистой структуре или в зависимости от веществ, расположенных между слоями. И, как сообщается в исследованиях, касающихся радиоактивного загрязнения почв и проведенных на месте предыдущей аварии АЭС Фукусима №1, радиоактивный цезий в почве адсорбируется на глинистых минералах, и радиоактивный цезий прочно удерживается на глинистых минералах типа 2:1. Также и в данном изобретении эффективным является применение глинистого минерала, на котором радиоактивный цезий легко адсорбируется и удерживается, и, следовательно, является предпочтительным применение глинистого минерала, который классифицируется как глинистый минерал типа 2:1. Конкретные примеры глинистого минерала, который классифицируется как глинистый минерал типа 2:1, включают пирофиллит, слюду, смектит, вермикулит и т.д., тем не менее, также могут быть использованы каолинит и т.п.минералы, которые классифицируются как глинистые минералы типа 1:1. Основным компонентом глинистого минерала является слоистый силикатный минерал, и глинистый минерал типа 2:1, например, имеет структуру, в которой: лист тетраэдров кремния, состоящий из кремния и кислорода, сформирован таким образом, что укладывается множество слоев, каждый из которых имеет в качестве единицы лист октаэдров алюминия, состоящий из алюминия и кислорода; лист имеет отрицательный заряд, свойственный феномену, при котором часть кремния в листе тетраэдров кремния заменяется алюминием; и отрицательный заряд нейтрализован ионами натрия, калия и кальция и т.д. Таким образом, в глинистых минералах плоскости, в которых катионы металлов (например, катионы алюминия, натрия, калия и кальция) и кремниевой кислоты в сочетании формируют слои, и эти катионы металла характеризуются заменой на другие катионы металлов в водных растворах.

[0041] В данном документе очередность ионного обмена катионов глинистого минерала является следующей.

Ионообменный порядок

Цезий (Cs) > рубидий (Rb) > аммоний (NH₄) > барий (Ва) > стронций (Sr) > натрий (Na) > кальций (Ca) > железо (Fe) > алюминий (Al) > магний (Mg) > литий (Li)

[0042] Как описано выше, поскольку ионообменный порядок цезия и стронция является высоким, то считается, что ионообменное свойство, которым обладает глинистый минерал, может быть использовано для удаления радиоактивных веществ, таких как радиоактивный цезий, и это общеизвестно. В данном изобретении с первого по четвертое предложена методика, которую можно применять для обработки с целью удаления радиоактивного цезия более эффективно, просто и экономично с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей вышеуказанный глинистый минерал, диспергированный в ней в дополнение к гидрофильной смоле. Прежде всего, в данном изобретении со второго по четвертое предложена методика, которая является более эффективной в плане практичности, и с помощью которой радиоактивный цезий может быстро захватываться, а также предложена обработка с целью удаления, которая может быть применена к радиоактивному цезию еще более эффективно, просто и экономично, с помощью гидрофильной смоляной композиции, полученной путем диспергирования глинистого минерала в гидрофильной смоле, имеющей определенную структуру, при которой гидрофильная смола проявляет водостойкость и устойчивость к блокировке на поверхности для улучшения в том случае, когда гидрофильная смоляная композиция используется в виде пленки или т.п. Далее будет приведено описание, касающееся каждой гидрофильной смолы, составляющей данное изобретение с первого по четвертое.

[0043] Гидрофильная смола

Первая гидрофильная смола

Гидрофильная смола, которая характеризует первое данное изобретение (далее называемая первой гидрофильной смолой), характеризуется наличием гидрофильного сегмента, содержащего гидрофильный компонент в качестве составной части. Другими словами, первая гидрофильная смола может содержать по меньшей мере одну гидрофильную смолу, такую как гидрофильная полиуретановая смола, гидрофильная полимочевинная смола и гидрофильная полиуретан-полимочевинная смола, каждая из которых имеет в своей структуре гидрофильный сегмент, содержащий гидрофильный компонент в качестве составной части. Каждый гидрофильный сегмент в этих гидрофильных смолах случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. в случае, когда в синтезе гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. Кроме того, в случае, когда при синтезе гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи и.

[0044] Кроме того, первая гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована для способа удаления радиоактивного цезия в первом данном изобретении (далее упоминается как первая гидрофильная смоляная композиция), характеризуется содержанием описанной выше первой гидрофильной смолы. Гидрофильная смола характеризуется использованием по меньшей мере одной смолы, выбранной из списка выше, при этом смолы имеют гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части, и, как было описано ранее, гидрофильная смола демонстрирует нерастворимость в воде и горячей воде.

[0044] Первую гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом, описанную выше, получают при взаимодействии, например, органического полиизоцианата с соединением, имеющим высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин в качестве гидрофильного компонента. Далее будут описаны соединения, используемые в синтезе первой гидрофильной смолы.

[0046] В качестве гидрофильного компонента, используемого в синтезе первой гидрофильной смолы, предпочтительными являются, например, высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин, имеющие на конце гидрофильную группу, такую как гидроксильная группа, аминогруппа или карбоксильная группа, и со средневесовой молекулярной массой в диапазоне от 400 до 8000. Средневесовая молекулярная масса в данном документе определяется по стандартным образцам полистирола и измерена с помощью гельпроникающей хроматографии, и то же самое применяется ниже. Более конкретно, гидрофильный компонент, например, является гидрофильным полиолом с гидроксильной группой на конце, и его примеры включают полиэтиленгликоли, полиэтиленгликоля/политетраметиленгликоля сополимеризованные полиолы, полиэтиленгликоля/полипропиленгликоля сополимеризованные полиолы, полиэтиленгликоля адипат полиолы, полиэтиленгликоля сукцинат полиолы, полиэтиленгликоля/поли-ε-лактона сополимеризованные полиолы, полиэтиленгликоля/поливалеролактона сополимеризованные полиолы и т.д.

[0047] Кроме того, гидрофильный компонент, используемый для синтеза первой гидрофильной смолы, представляет собой гидрофильный полиамин, имеющий аминогруппу на конце, и его примеры включают полиэтиленоксид диамины, полиэтиленоксид-пропиленоксид диамины, полиэтиленоксид триамины, полиэтиленоксид-полипропиленоксид триамины и т.д. Другие гидрофильные компоненты включают продукты присоединения этиленоксида, имеющие карбоксильную группу или винильную группу и т.д.

[0048] Первая гидрофильная смола также может быть синтезирована с помощью других полиолов, полиаминов, поликарбоновых кислот и т.п., не имеющих гидрофильной цепи, вместе с описанным выше гидрофильным компонентом с целью придания водостойкости первой гидрофильной смоле.

[0049] Органический полиизоцианат, используемый в синтезе первой гидрофильной смолы, не ограничивается конкретным образом, и могут быть использованы любые из общеизвестных органических полиизоцианатов, используемые в обычном синтезе полиуретановых смол. В качестве предпочтительного органического полиизоцианата может быть использован, например, 4,4′-дифенилметандиизоцианат (сокращенно MDI), дициклогексилметан-4,4′-диизоцианат (сокращенно гидрированный MDI), изофорондиизоцианат, 1,3-ксилилендиизоцианат, 1,4-ксилилендиизоцианат, 2,4-толилендиизоцианат, м-фенилендиизоцианат и п-фенилендиизоцианат и т.д., либо полиуретановые преполимеры и т.п., полученные при взаимодействии указанного выше органического полиизоцианата с низкомолекулярным полиолом или полиамином с образованием концевого изоцианата.

[0050] Кроме того, в качестве удлинителя цепи, который при необходимости используется в синтезе первой гидрофильной смолы, может быть использован любой из общеизвестных удлинителей цепи, такой как, например, низкомолекулярный диол и диамин, без конкретных ограничений. Конкретные примеры удлинителей цепи включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, этилендиамин, гексаметилендиамин и т.д.

[0051] Предпочтительно, чтобы первая гидрофильная смола, имеющая гидрофильный сегмент в ее молекулярной цепи и полученная в результате описанного выше взаимодействия исходных компонентов, имела средневесовую молекулярную массу (значение по стандартным образцам полистирола, измеренное с помощью гельпроникающей хроматографии) в диапазоне от 3000 до 800000. Более предпочтительно, средневесовая молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0052] Предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в особенно подходящей первой гидрофильной смоле, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного цезия согласно первому данному изобретению, находилось в диапазоне от 20 до 80% по массе, более предпочтительно в диапазоне от 30 до 70% по массе. Нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента составляло менее 20% по массе, потому что водопоглощающая способность гидрофильной смолы становится меньше, и свойства по удалению радиоактивного цезия ухудшаются. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80% по массе, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0053]

Вторая гидрофильная смола

Гидрофильная смола, которая характеризует второе данное изобретение (далее называемая второй гидрофильной смолой), содержит одну любую смолу из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части, а также полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или боковой цепи своей структуры. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п.в случае, когда при синтезе второй гидрофильной смолы удлинитель цепи не используется. В случае, когда при синтезе второй гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0054] Вторая гидрофильная смола имеет гидрофильный сегмент в своей структуре таким же образом, как и в случае описанной ранее первой гидрофильной смолы, и в дополнение к этому, также должна иметь полисилоксановый сегмент в своей структуре. При образовании второй гидрофильной смолы, описанной в данном документе, можно получить более полезный эффект, который повышает водостойкость и устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию) на поверхности, и становится возможным достижение описанной выше намеченной цели второго данного изобретения, более предпочтительно в случае, когда смола используется в форме пленки или листа. В данном изобретении полисилоксановый сегмент, введенный в молекулу смолы, является принципиально гидрофобным (водоотталкивающим), однако в том случае, когда полисилоксановый сегмент введен в количестве, находящемся в определенном диапазоне, смола, как известно, становится «восприимчивой к окружающей среде» (см. KOBUNSHI RONBUNSHU vol. 48, no. 4, 227(1991)). «Восприимчивость к окружающей среде» смолы, описанная в литературе, представляет собой явление, когда поверхность смолы в сухом состоянии полностью покрыта полисилоксановым сегментом, тем не менее, когда смола погружена в воду, полисилоксановый сегмент спрятан в смоле.

[0055] Во втором данном изобретении явление «восприимчивости к окружающей среде», демонстрируемое используемой смолой при введении полисилоксанового сегмента в ее структуру, применяется для обработки с целью удаления радиоактивного цезия, и таким образом обработка становится более эффективной. Вторая гидрофильная смола, используемая в данном изобретении, обладает отличной водопоглощающей способностью благодаря гидрофильному сегменту, присутствующему в ее структуре, таким же образом, как в случае вышеупомянутой первой гидрофильной смолы, может быстро поглощать ионизированный радиоактивный цезий и является эффективной для обработки с целью удаления ионизированного радиоактивного цезия. Тем не менее, в соответствии с исследованиями авторов данного изобретения имеет место проблема, которая будет описана ниже, в практическом применении гидрофильной смолы в том случае, когда структурная характеристика используемой гидрофильной смолы заключается в наличии только гидрофильного сегмента в ее структуре. Другими словами, при обработке с целью удаления радиоактивного цезия возникает необходимость, например, изготовить используемую смоляную композицию в такой форме, как лист, нанося на базальный материал смоляную композицию, или пленка, и погружать лист или пленку в отработанную жидкость, содержащую радиоактивный цезий, или изготовить лист или пленку как покрытие для твердого вещества, содержащего радиоактивный цезий. В таких случаях для описанной выше обработки с целью удаления радиоактивного цезия требуется долговечность используемой смоляной пленки и т.п. Тем не менее, в случае, когда смола имеет такую структуру, как структура вышеупомянутой первой гидрофильной смолы, трудно сказать, что прочность является достаточной в зависимости от используемого состояния. Авторы данного изобретения провели добросовестные исследования в отношении этой проблемы, и в результате было обнаружено, что водостойкость и устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию) на поверхности может быть улучшена за счет дополнительного введения полисилоксанового сегмента в молекулу (в структуру) используемой гидрофильной смолы. Другими словами, состав смолы, при котором смоляная пленка и т.п. проявляет достаточную водостойкость и т.п., и более эффективный процесс удаления радиоактивного цезия могут быть применены даже в случае описанной выше формы применения при использовании такой же структуры смолы, как структура второй гидрофильной смолы.

[0056] Считается, что во втором данном изобретении вторая гидрофильная смоляная композиция, в которой содержится вторая гидрофильная смола, демонстрирующая вышеописанную превосходную функцию, и диспергирован глинистый минерал, используется для обработки с целью удаления радиоактивного цезия, и, следовательно, радиоактивный цезий фиксируется и удерживается более быстро и эффективно в диспергированном глинистом минерале и т.п. по вышеуказанной причине.

[0057] Далее будет приведено описание, касающееся исходного материала для формирования второй гидрофильной смолы, которая может реализовать описанную выше превосходную производительность. Предпочтительная вторая гидрофильная смола представляет собой гидрофильную смолу, имеющую в своей структуре гидрофильный сегмент, а также полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, и полученную при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле. В частности, предпочтительная вторая гидрофильная смола представляет собой гидрофильную смолу, содержащую любую одну из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет полисилоксановый сегмент. Как описано в данном документе, вторую гидрофильную смолу получают из, как части исходного материала, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, и примеры конкретного полисилоксанового соединения, используемого для получения второй гидрофильной смолы (при этом конкретный полисилоксановый сегмент используется для введения в молекулу второй гидрофильной смолы), включают следующие соединения. Его примеры включают полисилоксановые соединения, содержащие в молекуле одну или две или более двух реакционно-способных групп, в частности таких, как аминогруппа, эпокси-группа, гидроксильная группа, меркаптогруппа и карбоксильная группа. Предпочтительные примеры полисилоксанового соединения, имеющего вышеописанные реакционно-способные группы, включают следующие соединения. Кроме того, низшая алкильная группа в последующих соединениях означает низшую алкильную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода.

[0058]

Амино-модифицированные полисилоксановые соединения

[0059]

Эпокси-модифицированные полисилоксановые соединения

[0060]

Спирто-модифицированные полисилоксановые соединения

[0061]

Меркапто-модифицированные полисилоксановые соединения

[0062]

Карбокси-модифицированные полисилоксановые соединения

[0063] Среди полисилоксановых соединений, содержащих группу с активным водородом, описанных выше, особенно полезны полисилоксановые полиолы и полисилоксановые полиамины. Кроме того, любое из перечисленных выше соединений является предпочтительным соединением, используемым во втором данном изобретении, тем не менее, данное изобретение не ограничивается этими иллюстративными соединениями. Соответственно, не только описанные выше иллюстративные соединения, но также и любое другое из соединений, продающихся в настоящее время и легко доступных на рынке и имеющих похожий состав, может быть использовано во втором данном изобретении.

[0064] Как описано выше, в синтезе второй гидрофильной смолы с гидрофильным сегментом предпочтительно использовать в качестве гидрофильного компонента высокомолекулярный гидрофильный полиол и/или полиамин. В качестве такого гидрофильного компонента предпочтительным является гидрофильное соединение, имеющее гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу и т.п. группу и имеющее средневесовую молекулярную массу в диапазоне от 400 до 8000. Предпочтительные конкретные примеры гидрофильного компонента являются такими же, как и предпочтительные конкретные примеры, описанные выше для первой гидрофильной смолы, и их описание опущено. Кроме того, в синтезе второй гидрофильной смолы в дополнение к гидрофильному компоненту также могут быть использованы органические полиизоцианаты и удлинители цепи, приведенные в описании первой гидрофильной смолы.

[0065] Как и в случае первой гидрофильной смолы, вместе с описанным выше гидрофильным компонентом также могут быть использованы другие полиолы, полиамины, поликарбоновые кислоты и т.п. вещества без гидрофильной цепи с целью придания водостойкости второй гидрофильной смоле.

[0066] Предпочтительно, чтобы вторая гидрофильная смола, имеющая гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи и полученная с использованием описанных выше исходных компонентов, имела средневесовую молекулярную массу в диапазоне от 3000 до 800000. Более предпочтительно, средневесовая молекулярная масса находится в пределах от 5000 до 500000.

[0067] Предпочтительно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента во второй гидрофильной смоле, особенно подходящей для применения во втором данном изобретении, находилось в диапазоне от 0,1 до 12% по массе, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 10% по массе. Нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента составляло менее 0,1% по массе, потому что трудно сказать, что проявление водостойкости и сопротивление блокировке на поверхности, которые являются целью данного изобретения, являются достаточными, а с другой стороны, нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента превышало 12% по массе, потому что гидрофобность за счет полисилоксанового сегмента становится высокой, давая тенденцию к ухудшению водопоглощающей способности.

[0068] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента во второй гидрофильной смоле, особенно подходящей для применения во втором данном изобретении, находилось в диапазоне от 20 до 80% по массе, еще более предпочтительно в диапазоне от 30 до 70% по массе. Нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента составляло менее 20% по массе, потому что водопоглощающая способность имеет тенденцию к ухудшению. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80% по массе, потому что вторая гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0069] Далее будет приведено описание, касающееся каждой гидрофильной смолы, используемой в третьем или четвертом данном изобретении, тем не менее, в третьем или четвертом данном изобретении имеется разница с описанным выше первым или вторым данным изобретением в том, что может быть удален не только радиоактивный цезий, присутствующий в радиоактивной отработанной жидкости или радиоактивном твердом веществе, но также радиоактивный йод и радиоактивный цезий.

[0070] Третья гидрофильная смола

Гидрофильная смола, которая характеризует третье данное изобретение (далее упоминается как третья гидрофильная смола), характеризуется наличием: гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одной третичной аминогруппы. Третья гидрофильная смола может быть гидрофильной смолой, имеющей в своей структуре: гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одну третичную аминогруппу. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. связи в случае, когда при синтезе третьей гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. В случае, когда при синтезе третьей гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0071] Третья гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия в третьем данном изобретении (далее упоминается как третья гидрофильная смоляная композиция), включает третью гидрофильную смолу и глинистый минерал, и с помощью этой композиции становится возможной обработка с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. Авторы данного изобретения полагают следующее относительно причины, почему становится возможной такая обработка. Прежде всего, третья гидрофильная смола обладает превосходной водопоглощающей способностью в связи с наличием гидрофильного сегмента в ее структуре, и в отношении превосходной водопоглощающей способности третья гидрофильная смола похожа на гидрофильные смолы, которые составляют цель первого или второго данного изобретения, которая заключается в удалении радиоактивного цезия. Таким образом, в третьем данном изобретении с помощью третьей гидрофильной смолы может быть получен эффект удаления радиоактивного цезия, аналогичный эффекту первого и второго данного изобретения.

[0072] В третьей гидрофильной смоле в основную цепь и/или боковую цепь ее структуры также введена третичная аминогруппа, таким образом, между ионизированным радиоактивным йодом и третичной аминогруппой образуется ионная связь, и в результате этого радиоактивный йод, по-видимому, фиксируется в третьей гидрофильной смоле в дополнение к влиянию на вышеописанное удаление радиоактивного цезия. Тем не менее, так как вышеописанная ионная связь легко диссоциирует в присутствии влаги, фиксированный радиоактивный йод, по-видимому, высвобождается из смолы через определенный промежуток времени, и авторы данного изобретения предполагали, что трудно удалить радиоактивный йод в состоянии, в котором поддерживается фиксированное состояние радиоактивного йода в смоле, даже если используется смола с описанным выше составом. Тем не менее, в результате исследований, проведенных авторами данного изобретения, было обнаружено, что ионно-связанный радиоактивный йод фактически остается фиксированным в смоле в течение длительного промежутка времени. Причина неизвестна, тем не менее, авторы данного изобретения расценили, что причина заключается в следующем. А именно, авторы данного изобретения полагают, что третья гидрофильная смола, используемая в данном изобретении, также имеет в молекуле гидрофобную часть, и после того, как между третичной аминогруппой в смоле и радиоактивным йодом образуется ионная связь, гидрофобная часть окружает периферическую часть гидрофильной части (гидрофильный сегмент) и ионную связь. По описанной здесь причине считается, что радиоактивный йод может быть удержан в смоле, и удаление радиоактивного йода становится возможным с помощью третьей гидрофильной смоляной композиции, включающей третью гидрофильную смолу с конкретной структурой согласно данному изобретению.

[0073] Кроме того, как подробно описано ранее в описании первого данного изобретения и второго данного изобретения, третья гидрофильная смоляная композиция также содержит: третью гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом; а также глинистый минерал, диспергированный в ней; и, таким образом, становится возможной обработка с целью удаления радиоактивного цезия в дополнение к описанному выше удалению радиоактивного йода, и в результате считается, что с помощью третьего данного изобретения достигается применение обработки с целью совместного удаления радиоактивного цезия и радиоактивного йода.

[0074] Третья гидрофильная смоляная композиция содержит третью гидрофильную смолу, и эта гидрофильная смола характеризуется наличием: гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части; и по меньшей мере одной третичной аминогруппы. Конкретные примеры третьей гидрофильной смолы включают по меньшей мере одну из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры.

[0075] Такую гидрофильную смолу получают при взаимодействии органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, а также соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле. Другими словами, примеры используемого соединения для введения гидрофильного сегмента и третичной аминогруппы в структуру третьей гидрофильной смолы включают соединение, имеющее в молекуле по меньшей мере одну группу с активным водородом (реакционно-способную группу) и третичную аминогруппу в молекулярной цепи. Примеры соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом, включают соединения, имеющие реакционно-способную группу, такую как аминогруппа, эпокси-группа, гидроксильная группа, меркаптогруппа, галогенангидридная группа, карбоксиэфирная группа и группа кислотного ангидрида.

[0076] Предпочтительные примеры описанного выше соединения, содержащего третичную аминогруппу и имеющего реакционно-способную группу, включают соединения, представленные следующими общими формулами с (1) по (3).

[В формуле (1) R₁ представляет собой алкильную группу, имеющую 20 или менее атомов углерода, алициклическую группу или ароматическую группу (которая может быть замещена галогеном или алкильной группой), каждый из R₂ и R₃ представляет собой низшую алкиленовую группу, которая может быть связана через -O-, -CO-, -COO-, -NHCO-, -S-, -SO-, -SO₂- и т.п., каждый из X и Y представляет собой реакционно-способную группу, такую как -OH, -COOH, -NH₂, -NHR₁ (определение такое же, как описано выше) или -SH, а X и Y могут быть одинаковыми или различными; кроме того, X и Y могут быть эпокси-группой, алкоксигруппой, галогенангидридной группой, ангидридной группой или карбоксиэфирной группой, способной порождать описанную выше реакционно-способную группу].

[0077]

[В формуле (2) определение R₁, R₂, R₃, X и Y является таким же, как и в приведенной выше формуле (1), тем не менее, оба R₁ могут образовывать циклическую структуру; R₄ представляет собой -(СН₂)n- (n представляет собой целое число от 0 до 20)].

[0078]

[В формуле (3) определение X и Y является таким же, как в приведенной выше формуле (1), W представляет собой азотсодержащее гетероциклическое кольцо, азот- и кислородсодержащее гетероциклическое кольцо или азот- и серосодержащее гетероциклическое кольцо].

[0079] Конкретные примеры соединений, представленных указанной выше общей формулой (1), (2) и (3), включают следующие соединения. Эти соединения включают, например, N,N-дигидроксиэтилметиламин, N,N-дигидроксиэтилэтиламин, N,N-дигидроксиэтилизопропиламин, N,N-дигидроксиэтил-н-бутиламин, N,N-дигидроксиэтил-трет-бутиламин, метилиминобиспропиламин, N,N-дигидроксиэтиланилин, N,N-дигидроксиэтил-м-толуидин, N,N-дигидроксиэтил-п-толуидин, N,N-дигидроксиэтил-м-хлоранилин, N,N-дигидроксиэтилбензиламин, N,N-диметил-N,N-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропан, N,N-диэтил-N′,N′-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропан, N-гидроксиэтил-пиперазин, N,N-дигидроксиэтилпиперазин, N-гидроксиэтоксиэтилпиперазин, 1,4-бисаминопропилпиперазин, N-аминопропилпиперазин, дипиколиновую кислоту, 2,3-диаминопиридин, 2,5-диаминопиридин, 2,6-диамино-4-метилпиридин, 2,6-дигидроксипиридин, 2,6-пиридин-диметанол, 2-(4-пиридил)-4,6-дигидроксипиримидин, 2,6-диаминотриазин, 2,5-диаминотриазол, 2,5-диаминооксазол и т.д.

[0080] Кроме того, в данном изобретении также могут быть использованы продукты присоединения к указанным выше третичным аминосоединениям этиленоксида или пропиленоксида. Примеры продуктов присоединения включают соединения, представленные следующей структурной формулой. Кроме того, m в следующих формулах обозначает целое число от 1 до 60, а n представляет собой целое число от 1 до 6.

[0081] В качестве органического полиизоцианата, используемого для синтеза третьей гидрофильной смолы, могут быть использованы органические полиизоцианаты, перечисленные ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0082] Кроме того, в качестве гидрофильного компонента, используемого вместе с органическим полиизоцианатом для синтеза гидрофильной смолы, которая характеризует данное изобретение, предпочтительным является, например, гидрофильное соединение, имеющее на его конце гидроксильную группу, аминогруппу, карбоксильную группу или т.п. группу и имеющее средневесовую молекулярную массу в диапазоне от 400 до 8000. Предпочтительные конкретные примеры гидрофильного компонента являются такими же, как и предпочтительные конкретные примеры, приведенные ранее в описании первой гидрофильной смолы, и здесь их описание опущено.

[0083] Как и в случае первой гидрофильной смолы, вместе с указанным выше гидрофильным компонентом также может быть использован другой полиол, полиамин, поликарбоновая кислота и т.п.вещество без гидрофильной цепи с целью придания водостойкости третьей гидрофильной смоле. Кроме того, в качестве удлинителя цепи, при необходимости используемого в синтезе третьей гидрофильной смолы, может быть использован любой из удлинителей цепи, приведенных ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0084] Предпочтительно, чтобы третья гидрофильная смола, полученная с помощью описанных выше исходных компонентов, имеющая гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в молекулярной цепи, имела средневесовую молекулярную массу в диапазоне от 3000 до 800000. Еще более предпочтительно, средневесовая молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0085] Что касается особенно подходящей третьей гидрофильной смолы, используемой для способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему данному изобретению, то предпочтительным является, чтобы содержание третичной аминогруппы в смоле находилось в диапазоне от 0,1 до 50 экв. (эквивалент)/кг, еще более предпочтительно от 0,5 до 20 экв/кг. Нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы составляло менее 0,1 экв/кг, а именно менее 1 аминогруппы на молекулярную массу 10000, так как проявление свойств по удалению йода, намеченной цели третьего данного изобретения, становится недостаточным. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы превышало 50 экв/кг, а именно превышало 500 аминогрупп на молекулярную массу 10000, так как гидрофобность становится сильной за счет уменьшения гидрофильной части в смоле, и водопоглощающая способность третьей гидрофильной смолы становится хуже.

[0086] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в особенно подходящей третьей гидрофильной смоле в случае, когда третья гидрофильная смола используется в третьем данном изобретении, находилось в диапазоне от 30 до 80% по массе, более предпочтительно в диапазоне от 50 до 75% по массе. Нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента составляло менее 30% по массе, потому что водопоглощающая способность третьей гидрофильной смолы становится ниже, и свойства по удалению радиоактивного йода ухудшаются. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80% по массе, потому что гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0087] Четвертая гидрофильная смола

Далее будет приведено описание, касающееся гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении. Также в четвертом данном изобретении и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, присутствующие в радиоактивной отработанной жидкости или радиоактивном твердом веществе, могут быть совместно удалены с помощью гидрофильной смолы, имеющей конкретную структуру, вместе с глинистым минералом таким же образом, как и в вышеописанном третьем данном изобретении. Кроме того, гидрофильная смола, используемая в четвертом данном изобретении, обладает достаточной водостойкостью таким же образом, как и в случае второй гидрофильной смолы, описанной выше, и практичность становится еще выше по сравнению с практичностью третьего данного изобретения при использовании гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении.

[0088] Гидрофильная смола, которая характеризует четвертое данное изобретение (далее упоминается как четвертая гидрофильная смола), характеризуется наличием гидрофильного сегмента, включающего гидрофильный компонент в качестве составной части; сегмента с третичной аминогруппой, включающего компонент, содержащий по меньше мере одну третичную аминогруппу в качестве составной части; и полисилоксанового сегмента. Другими словами, четвертая гидрофильная смола может быть гидрофильной смолой, имеющей в своей структуре: гидрофильный сегмент, включающий гидрофильный компонент в качестве составной части; сегмент с третичной аминогруппой, включающий компонент, содержащий по меньше мере одну третичную аминогруппу в качестве составной части; и полисилоксановый сегмент. Каждый из этих сегментов случайным образом соединен с помощью уретановой связи, мочевинной связи, уретан-мочевинной связи и т.п. связи в случае, когда при синтезе четвертой гидрофильной смолы не используется удлинитель цепи. В случае, когда при синтезе четвертой гидрофильной смолы используется удлинитель цепи, конструкция выполнена таким образом, что вместе с описанными выше связями между описанными выше связями присутствует короткая цепь, которая является остатком удлинителя цепи.

[0089] Четвертая гидрофильная смоляная композиция, которая может быть использована в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению (далее называемая четвертой гидрофильной смоляной композицией), содержит четвертую гидрофильную смолу, имеющую гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу в своей структуре, таким же образом, как и в случае третьей гидрофильной смолы; и глинистый минерал. Таким образом, становится возможным проведение обработки с целью совместного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия с помощью четвертой гидрофильной смоляной композиции таким же образом, как и в случае применения третьей гидрофильной смоляной композиции, включающей третью гидрофильную смолу. Подробная причина аналогична причине, описанной выше для третьей гидрофильной смоляной композиции, и поэтому ее описание опущено.

[0090] Четвертая гидрофильная смола должна быть гидрофильной смолой, имеющей полисилоксановый сегмент в своей структуре в дополнение к описанным выше требованиям. Как указано в описании второй гидрофильной смолы, полисилоксановый сегмент, введенный в молекулу смолы, является принципиально гидрофобным (водоотталкивающим), однако в том случае, когда полисилоксановый сегмент введен в количестве, находящемся в определенном диапазоне, смола, как известно, становится «восприимчивой к окружающей среде» (см. KOBUNSHI RONBUNSHU vol. 48, no. 4, р. 227(1991)).

[0091] Четвертое данное изобретение использует феномен «восприимчивости к окружающей среде», демонстрируемый смолой в результате введения полисилоксанового сегмента, для обработки с целью удаления радиоактивного йода. Как было описано выше, когда образуется ионная связь между третичной аминогруппой, введенной в гидрофильную смолу, используемую в данном изобретении, и радиоактивным йодом, который является объектом обработки, гидрофильность смолы дополнительно увеличивается, и в результате этого, наоборот, возникает риск развития следующей проблемы. А именно, поскольку применяется обработка с целью удаления, удерживающая радиоактивный йод и радиоактивный цезий, как будет описано ниже в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему данному изобретению, то предпочтительно, чтобы третья гидрофильная смола использовалась в такой форме, как пленка; однако в том случае, если количество радиоактивного йода для удаления слишком велико, существует риск проблемы водостойкости, необходимой для смолы. Против этого риска реализуется состав смолы, с которым используемая смола обладает достаточной водостойкостью, и может быть проведена более эффективная обработка с целью удаления радиоактивного йода даже в вышеописанном случае путем дальнейшего введения полисилоксанового сегмента в молекулу (в структуру) гидрофильной смолы, используемой в четвертом данном изобретении. Другими словами, четвертая гидрофильная смола может быть более полезной при обработке с целью удаления радиоактивного йода в результате реализации водостойкости смолы и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности путем введения полисилоксанового сегмента в дополнение к водопоглощающему свойству, которое достигается за счет гидрофильного сегмента, введенного в структуру, и в дополнение к способности фиксировать радиоактивный йод, что достигается за счет третичной аминогруппы.

[0092] Кроме того, в четвертом данном изобретении, как описано в данных изобретениях с первого по третье, в дополнение к описанной выше обработке с целью удаления радиоактивного йода также стала возможной обработка с целью удаления радиоактивного цезия с помощью четвертой гидрофильной смоляной композиции, содержащей глинистый минерал, и, таким образом, было достигнуто совместное удаление радиоактивного йода и радиоактивного цезия.

[0093] Далее будет приведено описание, касающееся исходного материала для формирования четвертой гидрофильной смолы, которая реализует описанные выше свойства. Четвертая гидрофильная смола характеризуется наличием гидрофильного сегмента, третичной аминогруппы и полисилоксанового сегмента в ее структуре. Таким образом, с целью получения гидрофильной смолы предпочтительно использовать в качестве исходного материала полиол, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамин, имеющий по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединение, имеющее по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле. В качестве соединений для введения третичной аминогруппы в четвертую гидрофильную смолу предпочтительно использовать соединение, содержащее третичную аминогруппу, из перечисленных ниже. Другими словами, используется соединение, имеющее в молекуле по меньшей мере одну группу с активным водородом (далее иногда называемую реакционно-способной группой), такую как, например, аминогруппа, эпоксигруппа, гидроксильная группа, меркаптогруппа, галогенангидридная группа, карбоксиэфирная группа и группа кислотного ангидрида, и имеющее третичную аминогруппу в молекулярной цепи. Предпочтительные конкретные примеры соединения, содержащего третичную аминогруппу и имеющего реакционно-способную группу, описанную выше, являются такими же, как в конкретных предпочтительных примерах, приведенных в описании третьей гидрофильной смолы, и поэтому их описание опущено.

[0094] Кроме того, четвертая гидрофильная смола характеризуется наличием полисилоксанового сегмента в ее структуре. Примеры полисилоксанового соединения, используемого для введения полисилоксанового сегмента в молекулу четвертой гидрофильной смолы, включают соединение, имеющее в молекуле одну или две или более двух реакционно-способных групп, таких как, например, аминогруппа, эпоксигруппа, гидроксильная группа, меркаптогруппа и карбоксильная группа. Предпочтительные примеры полисилоксанового соединения, имеющего реакционно-способные группы, описанные выше, являются такими же, как предпочтительные примеры, приведенные в описании второй гидрофильной смолы, и поэтому их описание опущено.

[0095] Как и в случае первой гидрофильной смолы, вместе с указанным выше гидрофильным компонентом также может быть использован другой полиол, полиамин, поликарбоновая кислота и т.п. вещество без гидрофильной цепи с целью придания водостойкости четвертой гидрофильной смоле. Кроме того, в качестве удлинителя цепи, при необходимости используемого в синтезе четвертой гидрофильной смолы, и в качестве удобного органического полиизоцианата может быть использован любой из удлинителей цепи, приведенных ранее в описании первой гидрофильной смолы.

[0096] Предпочтительно, чтобы четвертая гидрофильная смола, полученная с помощью описанных выше исходных компонентов, имеющая гидрофильный сегмент и третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент в молекулярной цепи, имела средневесовую молекулярную массу в диапазоне от 3000 до 800000. Еще более предпочтительно, средневесовая молекулярная масса находится в диапазоне от 5000 до 500000.

[0097] Предпочтительно, чтобы содержание третичной аминогруппы в особенно подходящей четвертой гидрофильной смоле, используемой в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению, находилось в диапазоне от 0,1 до 50 экв. (эквивалент)/кг, более предпочтительно от 0,5 до 20 экв/кг. Нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы составляло менее 0,1 экв/кг, а именно менее 1 аминогруппы на молекулярную массу 10000, так как проявление свойств по удалению радиоактивного йода, намеченной цели четвертого данного изобретения, становится недостаточным, а с другой стороны нежелательно, чтобы содержание третичной аминогруппы превышало 50 экв/кг, а именно превышало 500 аминогрупп на молекулярную массу 10000, так как гидрофобность становится сильной за счет уменьшения гидрофильной части в смоле, и водопоглощающая способность четвертой гидрофильной смолы становится ниже.

[0098] Кроме того, содержание полисилоксанового сегмента в смоле, такой как особенно подходящая четвертая гидрофильная смола, используемая в способе удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно четвертому данному изобретению, находится в диапазоне от 0,1 до 12% по массе, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 10% по массе. Нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента составляло менее 0,1% по массе, потому что водостойкость и сопротивление блокировке на поверхности, которые являются целью данного изобретения, становятся недостаточными, а с другой стороны, нежелательно, чтобы содержание полисилоксанового сегмента превышало 12% по массе, потому что гидрофобность за счет полисилоксанового сегмента становится высокой, приводя к ухудшению водопоглощающей способности, и способность удалять радиоактивный йод снижается.

[0099] Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание гидрофильного сегмента в особенно подходящей четвертой гидрофильной смоле в случае, когда четвертая гидрофильная смола используется в четвертом данном изобретении, находилось в диапазоне от 30 до 80% по массе, еще более предпочтительно в диапазоне от 50 до 75% по массе. Когда содержание гидрофильного сегмента составляет менее 30% по массе, водопоглощающая способность четвертой гидрофильной смолы ухудшается, и способность удалять радиоактивный йод становится ниже. С другой стороны, нежелательно, чтобы содержание гидрофильного сегмента превышало 80% по массе, потому что четвертая гидрофильная смола становится менее водостойкой.

[0100] Способ получения гидрофильной смоляной композиции

Гидрофильную смоляную композицию, которая подходит для способа удаления радиоактивного цезия согласно первому или второму данному изобретению и для способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему или четвертому данному изобретению, получают диспергированием глинистого минерала в любой из описанных выше гидрофильных смол согласно данному изобретению с первого по четвертое. В частности, гидрофильная смоляная композиция может быть получена путем введения глинистого минерала и диспергирующего растворителя в любую одну из гидрофильных смол с первой по четвертую, описанных выше, и проведения операции диспергирования с помощью предусмотренного диспергатора. Как правило, в качестве диспергатора, используемого для диспергирования, без проблем может быть использован любой диспергатор, используемый для диспергирования пигментов. Примеры диспергаторов включают кондиционер для краски (производства Red Devil, Inc.), шаровую мельницу и бисерную мельницу (обе производства Eirich GmbH), песочную мельницу, мельницу Visco, мельницу Atliter, погружную мельницу, мельницу для мокрого распыления (все производства Genus Corporation) и т.п., однако предпочтительно при выборе диспергатора учитывать производительность и экономичность диспергирования. Кроме того, в качестве дисперсионной среды можно использовать стеклянные бусины, бусины из диоксида циркония, бусины из оксида алюминия, магнитные бусины, бусины из нержавеющей стали и т.п.

[0101] В любом из изобретений с первого по четвертое используется гидрофильная смоляная композиция, в которой глинистый минерал и гидрофильная смола, которые составляют гидрофильную смоляную композицию, смешаны в дисперсионном соотношении от 1 до 180 массовых частей глинистого минерала к 100 массовым частям гидрофильной смолы. Нежелательно, чтобы дисперсионное содержание глинистого минерала было менее 1 массовой части, поскольку возникает риск того, что удаление радиоактивного цезия станет недостаточным, а также нежелательно, чтобы дисперсионное содержание глинистого минерала превышало 180 массовых частей, поскольку механические свойства композиции ослабевают, водостойкость композиция снижается, а также возникает риск того, что композиция не сможет поддерживать свою форму в радиационно-загрязненной воде. Более предпочтительно использовать гидрофильную смоляную композицию, в которой глинистый минерал находится в соотношении от 10 до 120 массовых частей на 100 массовых частей гидрофильной смолы. Еще более предпочтительно использовать глинистый минерал с диаметром частиц 30 нм или менее с точки зрения высокой адсорбционной способности по отношению к цезию.

Кроме того, при определении соотношения гидрофильной смолы и глинистого минерала в гидрофильной смоляной композиции согласно третьему данному изобретению или четвертому данному изобретению необходимо также учитывать тот факт, что ионы после ионного обмена выходят из глинистого минерала в водный раствор в зависимости от вышеупомянутого ионообменного порядка глинистого минерала.

[0102] В осуществлении способа удаления радиоактивного цезия согласно первому или второму данному изобретению и способа удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия согласно третьему или четвертому данному изобретению предпочтительным является применение любой одной, с первой по четвертую, гидрофильной смоляной композиции, содержащей вышеописанный состав в следующей форме. Другими словами, форма включает гидрофильную смоляную композицию, сформированную в виде пленки, которая получена путем нанесения раствора гидрофильной смоляной композиции на удаляемый субстрат, такой как прокладочная бумага или прокладочная пленка (так что толщина после высушивания составляет от 5 до 200 мкм, предпочтительно от 10 до 100 мкм), и высушивания в сушильной печи. В этом случае гидрофильная композиция используется в виде пленки для удаления радиоактивного цезия или для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, удаляемой с прокладочной бумаги, прокладочной пленки и т.п. во время использования. Более того, помимо пленки раствор смолы, полученный из вышеупомянутых исходных материалов, может быть использован путем нанесения раствора смолы на различные базальные материалы или путем погружения различных базальных материалов в раствор смолы. В качестве базального материала в данном случае могут быть использованы металл, стекло, дерево, волокно, различные пластики и т.п.

[0103] При погружении пленки, изготовленной из первой или второй гидрофильной смоляной композиции, или листа, полученного путем нанесения первой или второй гидрофильной смоляной композиции на различные базальные материалы, в радиоактивную отработанную жидкость, отработанную жидкость, в которой ранее водой было дезактивировано радиоактивное твердое вещество, и т.п. радиоактивный цезий, присутствующий в этих жидкостях, может быть удален. Более того, что касается радиационно-загрязненных твердых веществ и т.п., диффузия радиоактивного цезия может быть предотвращена путем покрытия твердого тела и т.п. пленкой или листом, изготовленным из первой или второй гидрофильной смоляной композиции. Как описано выше, в частности, в случае, когда используется вторая гидрофильная смоляная композиция, эта вторая гидрофильная смоляная композиция является более полезной для обработки с целью удаления радиоактивного йода, потому что может быть реализована водостойкость пленки и т.п. и устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию) на поверхности.

[0104] Кроме того, при погружении пленки, изготовленной из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции, или листа, полученного путем нанесения третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции на различные базальные материалы, в радиоактивную отработанную жидкость, отработанную жидкость, в которой ранее водой было дезактивировано радиоактивное твердое вещество, и т.п. могут быть селективно удалены и радиоактивный йод, и радиоактивный цезий, присутствующие в этих жидкостях. Более того, что касается радиационно-загрязненных твердых веществ и т.п., диффузия радиоактивного йода и радиоактивного цезия может быть предотвращена путем покрытия твердого тела, загрязненного радиацией, пленкой или листом, изготовленным из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции. Как описано выше, в частном случае, когда используется четвертая гидрофильная смоляная композиция, она является более полезной для обработки с целью удаления радиоактивного йода, потому что могут быть реализованы водостойкость пленки или т.п. и устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию) на поверхности.

[0105] Пленка или лист, изготовленные из первой или второй гидрофильной смоляной композиции, нерастворимы в воде, и поэтому они могут быть легко изъяты из отработанной жидкости после деконтаминации. Таким образом, деконтаминация может осуществляться просто и недорого, без необходимости специальных средств и электроэнергии для удаления радиоактивного цезия. Кроме того, при высыхании поглощенной влаги и нагревании пленки или листа (до температуры 120-220°C в случае нагревания пленки, сделанной из первой гидрофильной смоляной композиции, или до температуры 120-220°C в случае нагревания пленки, сделанной из второй гидрофильной смоляной композиции) можно ожидать эффекта уменьшения объема радиоактивных отходов, поскольку за счет размягчения смолы происходит ее объемная усадка.

[0106] Кроме того, пленка или лист, изготовленные из третьей или четвертой гидрофильной смоляной композиции, нерастворимы в воде, и поэтому они могут быть легко изъяты из отработанной жидкости после деконтаминации. Таким образом, деконтаминация может осуществляться просто и недорого, без необходимости специальных средств и электроэнергии для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия. Кроме того, при высыхании поглощенной влаги и нагревании пленки или листа до температуры 120-220°C можно ожидать эффекта уменьшения объема радиоактивных отходов, поскольку за счет размягчения смолы происходит объемная усадка смолы.

Примеры

[0107] Далее данное изобретение с первого по четвертое будет описано более подробно с конкретными примерами получения, примерами и сравнительными примерами, тем не менее, данное изобретение с первого по четвертое не ограничивается этими примерами. Кроме того, понятия "части" и "%" в последующих соответствующих примерах основаны на массе, если не указано иное.

[0108] Примеры и сравнительные примеры в соответствии с первым данным изобретением и вторым данным изобретением

Пример получения 1-1

Синтез гидрофильной полиуретановой смолы в качестве первой гидрофильной смолы

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и в реакционном сосуде растворяли 150 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 20 частей 1,4-бутандиола в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей метилэтилкетона (далее сокращенно MEK) и 200 частей диметилформамида (далее сокращенно DMF), и полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C. Затем в условиях перемешивания к смеси медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 77 частей гидрированного MDI в 50 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 7 часов, затем к реакционной смеси добавляли 60 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 280 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 32,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 115°C и средневесовую молекулярную массу 78000. Средневесовая молекулярная масса представляет собой значение относительно стандартного полистирола, измеренное с помощью GPC, и это же применимо далее.

[0109] Пример получения 1-2

Синтез гидрофильной полимочевинной смолы в качестве первой гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 1-1, 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 18 частей 1,4-диаминобутана растворяли в 250 частях DMF. Затем в условиях перемешивания к полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 73 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF, для проведения реакции, хорошо перемешивая полученный раствор при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию в течение еще 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 97 частей DMF, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 210 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 18,3 МПа, относительное удлинение при разрыве 310%, температуру теплового размягчения 145°C и среднюю молекулярную массу 67000.

[0110] Пример получения 1-3

Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы в качестве первой гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 1-1, растворяли 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 15 частей этиленгликоля в 250 частях DMF. К полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 83 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, хорошо перемешивая полученный раствор при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 110 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, используемый в примере первого данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 250 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 121°C и среднюю молекулярную массу 71000.

[0111] Пример получения 2-1

Синтез гидрофильной полиуретановой смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и в реакционном сосуде растворяли 8 частей полидиметилсилоксанполиола со следующей структурой (молекулярная масса 3200), 142 части полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 8 частей этиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей MEK и 140 частей DMF. Затем к полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 52 частей гидрированного MDI в 50 частях MEK, хорошо перемешивая полученный раствор при 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 50 частей MEK, получая раствор гидрофильной полиуретановой смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении.

[0112]

(а представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3200)

[0113] Полученный раствор смолы имел вязкость 410 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 24,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 105°C.

[0114] Пример получения 2-2

Синтез гидрофильной полимочевинной смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 2-1, 5 частей полидиметилсилоксандиамина со следующей структурой (молекулярная масса 3880), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000) и 8 частей пропилендиамина растворяли в 180 частях DMF. К полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 47 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF, хорошо перемешивая полученный раствор при внутренней температуре от 10 до 20°C. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию еще в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 100 частей DMF, получая раствор гидрофильной полимочевинной смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении.

[0115]

(с представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3880)

[0116] Полученный раствор смолы имел вязкость 250 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 27,6 МПа, относительное удлинение при разрыве 310% и температуру теплового размягчения 145°C.

[0117] Пример получения 2-3

Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы с полисилоксановым сегментом в качестве второй гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 2-1, 5 частей полидиметилсилоксана (молекулярная масса 3880), используемого в примере получения 2-2, 145 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040) и 8 частей 1,3-бутиленгликоля растворяли в смешанном растворителе, состоящем из 74 частей толуола и 197 частей MEK. К полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 42 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученный раствор хорошо перемешивали при температуре 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, имеющей структуру, указанную во втором данном изобретении. Полученный раствор смолы имел вязкость 200 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 90°C.

[0118] Пример получения 4а

Синтез негидрофильной полиуретановой смолы, используемой в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 1-1, продували азотом, и в реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 15 частей 1,4-бутандиола растворяли в 250 частях DMF. К полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 62 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 71 часть MEK, получая раствор негидрофильной смолы, используемый в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 320 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 45 МПа, относительное удлинение при разрыве 480%, температуру теплового размягчения 110°C и среднюю молекулярную массу 82000.

[0119] Пример получения 5а

Синтез негидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, используемой в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 1-1, 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 18 частей гексаметилендиамина растворяли в 200 частях DMF. К полученному раствору медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 60 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, при этом полученный раствор хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C.По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 123 части MEK, получая раствор негидрофильной смолы, используемый в сравнительном примере первого данного изобретения и второго данного изобретения. Раствор смолы имел вязкость 250 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450%, температуру теплового размягчения 121°C и среднюю молекулярную массу 68000.

[0120] В таблице 1 приведена средневесовая молекулярная масса и содержание полисилоксанового сегмента в соответствующих смолах, полученных согласно соответствующим примерам получения.

[0121] Примеры с 1-1 по 1-3 и сравнительные примеры с 1А по 2А первого данного изобретения, и примеры со 2-1 по 2-3 и сравнительные примеры с 1а по 2а второго данного изобретения

Каждый из растворов смолы, полученных с помощью описанных выше примеров получения, и глинистый минерал (главный компонент: монтмориллонит, название продукта "Kunipia", производство Kunimine Industries Co., Ltd.) использовали в соответствующих комбинациях (по массе), показанных в таб. 2-1 и 2-2, и диспергировали в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с использованием шариков из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл). Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 200 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую смоляную композицию, содержащую каждый раствор смолы и глинистый минерал, диспергированный в ней. Смоляные композиции из примеров и сравнительных примеров, касающихся первого данного изобретения, приведены вместе в таблице 2-1, а смоляные композиции из примеров и сравнительных примеров, касающихся второго данного изобретения, приведены вместе в таблице 2-2. [0122]

[0124] Оценка первого данного изобретения и второго данного изобретения

Следующие анализы были проведены с использованием каждой смоляной композиции из примеров и сравнительных примеров второго данного изобретения, чтобы проверить полезность каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных вторым данным изобретением. Каждую смоляную композицию с составом, приведенным в таблице 2-2, наносили на прокладочную бумагу и высушивали при 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя таким образом смоляную пленку толщиной примерно 20 мкм. Следующие параметры оценивали с использованием каждой смоляной пленки, полученной таким образом и образованной из каждой смоляной композиции из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров 1а и 2а второго данного изобретения.

[0125] Устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию) смоляной пленки

Пленочные поверхности каждой смоляной пленки из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров 1а и 2а размещали лицевой поверхностью друг к другу, и пленки оставляли при 40°C на 1 день с приложенной на них нагрузкой 0,29 МПа. После этого визуально наблюдали устойчивость к блокировке пленок с лицевыми поверхностями, обращенными друг к другу, и оценивали в соответствии со следующими критериями. Полученные результаты представлены вместе в таблице 3.

Хорошо: блокировка не наблюдалась.

Удовлетворительно: наблюдалась незначительная блокировка.

Плохо: блокировка наблюдалась.

[0126] Водостойкость смоляной пленки

Каждую смоляную пленку, сформированную из каждой смоляной композиции из примеров со 2-1 по 2-3 и сравнительных примеров 1а и 2а, вырезали в форме образца с толщиной 20 мкм, продольным размером 5 см и поперечным размером 1 см, погружали в воду с температурой 25°C на 12 часов, и оценивали водостойкость путем измерения коэффициента расширения погруженной пленки в продольном направлении. Кроме того, рассчитывали коэффициент расширения (скорость расширения) с помощью следующего способа, и водостойкость пленки с коэффициентом расширения 200% или менее оценивали как «хорошую», а водостойкость пленки с коэффициентом расширения более 200% оценивали как «плохую». Полученные результаты представлены вместе в таблице 3.

[0128] Оценка удаления цезия: Функцию удаления цезия каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных первым данным изобретением и вторым данным изобретением, проверяли следующим образом. Каждую смоляную композицию из примеров и сравнительных примеров первого данного изобретения и второго данного изобретения наносили на прокладочную бумагу и высушивали путем нагревания при 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя таким образом из каждой смолы пленку толщиной примерно 20 мкм. Функцию удаления ионов цезия оценивали следующим образом с использованием каждой полученной таким образом смоляной пленки из примеров и сравнительных примеров первого данного изобретения и второго данного изобретения.

[0129] Получение раствора цезия для оценочных анализов

Раствор цезия для оценочных анализов готовили путем растворения хлорида цезия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы раствор имел концентрацию ионов цезия 100 мг/л (100 ppm, частей на миллион). Кроме того, когда ион цезия может быть удален, радиоактивный цезий может быть удален естественным путем.

[0130] Результаты оценки касательно смоляной композиции из примера 1-1 первого данного изобретения

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 1-1, погружали (25°C) в 100 мл раствора цезия, заранее приготовленного для оценочных анализов и имеющего концентрацию ионов 100 ppm, и затем измеряли концентрацию ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. В табл. 4 вместе с концентрацией ионов цезия приведена скорость удаления ионов цезия в растворах, измеряемая каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты полученного изменения концентрации ионов цезия с течением временем показаны на фиг.1.

[0131] Результаты оценки касательно смоляных композиций из примеров 1-2 и 1-3 первого данного изобретения

Концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в примере 1-1, за исключением того, что для каждого анализа использовали 20 г каждой смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции из примера 1-2 или примера 1-3. Полученные результаты приведены в табл. 4 и на фиг. 1 таким же образом, как в примере 1-1, описанном ранее.

[0133] Результаты оценки в отношении смоляных композиций из примеров со 2-1 по 2-3 второго данного изобретения

20 г каждой пленки, образованной из гидрофильной смоляной из примеров со 2-1 по 2-3, погружали и оставляли (25°C) в 100 мл раствора цезия, заранее приготовленного для оценочных анализов и имеющего концентрацию ионов 100 ppm, и затем измеряли концентрации ионов цезия в растворах с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время, и полученные результаты показаны в табл. 5. Скорости удаления ионов цезия из раствора, измеряемые каждый раз, когда проходило заранее установленное время, показаны вместе в табл. 5. Кроме того, результаты полученных изменений с течением временем показаны на фиг. 2.

[0135] Результаты оценки в отношении смоляных композиций из сравнительных примеров 1А и 2А первого данного изобретения и сравнительных примеров 1а и 2а второго данного изобретения

Концентрации ионов цезия в растворах измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в примере 1-1, за исключением того, что для каждого анализа использовали 20 г каждой смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 1А или 2А или сравнительного примера 1а или 2а. Полученные результаты приведены в табл. 6-1 и 6-2, а также на фиг. 3 таким же образом, как в примере 1-1, описанном ранее. Как понятно из этих результатов, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы цезия в примерах первого данного изобретения и второго данного изобретения.

[0138] Примеры и сравнительные примеры в соответствии с третьим данным изобретением и четвертым данным изобретением

Пример получения 3-1

Синтез гидрофильной полиуретановой смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и в этом реакционном сосуде растворяли 150 частей полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040), 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей диэтиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 200 частей MEK и 150 частей DMF, и полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C. В условиях перемешивания в полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 74 частей гидрированного MDI в 112 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор гидрофильной смолы в соответствии с третьим данным изобретением. Раствор смолы имел вязкость 530 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 24,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 115°C.

[0139] Пример получения 3-2

Синтез гидрофильной полимочевинной смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 3-1, 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей метилиминобиспропиламина и 4 части 1,4-диаминобутана растворяли в 200 частях DMF, и полученный раствор хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания для проведения реакции в полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 83 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию в течение еще 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 195 частей DMF, получая раствор гидрофильной смолы в соответствии с третьим данным изобретением. Раствор смолы имел вязкость 230 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 27,6 МПа, относительное удлинение при разрыве 310% и температуру теплового размягчения 145°C.

[0140] Пример получения 3-3

Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, содержащей третичную аминогруппу, в качестве третьей гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 3-1, растворяли 150 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей N,N-диметил- N′,N′-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропана и 6 частей триэтиленгликоля в 140 частях DMF. В полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 70 частей гидрированного MDI в 200 частях MEK, хорошо перемешивая полученный раствор при внутренней температуре от 20 до 30°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 135 частей MEK, получая раствор гидрофильной смолы, описанный в третьем данном изобретении. Раствор смолы имел вязкость 280 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 14,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 107°C.

[0141] Пример получения 4-1

Синтез гидрофильной полиуретановой смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы

Реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, трубкой для введения газа и обратным холодильником, продували азотом, и затем в реакционном сосуде растворяли 8 частей полидиметилсилоксанполиола со следующей структурой (молекулярная масса 3200), 142 части полиэтиленгликоля (молекулярная масса 2040), 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей диэтиленгликоля в смешанном растворителе, состоящем из 100 частей MEK и 200 частей DMF. Затем в полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 73 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK, и полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и затем к реакционной смеси добавляли 60 частей MEK, получая раствор гидрофильной полиуретановой смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0142]

(а представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3200)

[0143] Полученный раствор смолы имел вязкость 330 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора, имела прочность на разрыв 20,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 400% и температуру теплового размягчения 103°C.

[0144] Пример получения 4-2

Синтез гидрофильной полимочевинной смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 4-1, 5 частей полидиметилсилоксандиамина со следующей структурой (молекулярная масса 3880), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 25 частей метилиминобиспропиламина и 5 частей 1,4-диаминобутана растворяли в 250 частях DMF, и полученный раствор хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания для проведения реакции в полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 75 частей гидрированного MDI в 100 частях DMF. По завершении закапывания внутреннюю температуру постепенно повышали, и когда температура достигала 50°C, полученную смесь подвергали взаимодействию еще в течение 6 часов, а затем к реакционной смеси добавляли 124 части DMF, получая раствор гидрофильной полимочевинной смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0145]

(с представляет собой целое число, которое дает молекулярную массу 3880)

[0146] Полученный раствор смолы имел вязкость 315 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 31,3 МПа, относительное удлинение при разрыве 370% и температуру теплового размягчения 147°C.

[0147] Пример получения 4-3

Синтез гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы с третичной аминогруппой и полисилоксановым сегментом в качестве четвертой гидрофильной смолы

В реакционном сосуде, аналогичном тому, который использовался в примере получения 4-1, 5 частей полидиметилсилоксана с этиленоксидом со следующей структурой (молекулярная масса 4500), 145 частей полиэтиленоксида диамина ("JEFFAMINE ED" (торговое название) производства компании Huntsman Corporation; молекулярная масса 2000), 30 частей N,N-диметил-N′,N′-дигидроксиэтил-1,3-диаминопропана и 5 частей 1,4-диаминобутана растворяли в смешанном растворителе, состоящем из 150 частей MEK и 150 частей DMF, и полученный раствор хорошо перемешивали при внутренней температуре от 20 до 30°C. В условиях перемешивания в полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 72 частей гидрированного MDI в 100 частях MEK. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, и по завершении реакции к реакционной смеси добавляли 75 частей MEK, получая раствор полиуретан-полимочевинной смолы со структурой, указанной в четвертом данном изобретении.

[0148]

(m и n представляют собой целые числа, которые дают молекулярную массу 4500)

[0149] Полученный раствор смолы имел вязкость 390 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, гидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 22,7 МПа, относительное удлинение при разрыве 450% и температуру теплового размягчения 127°C.

[0150] Пример получения 4b

Синтез негидрофильной полиуретановой смолы без третичной аминогруппы и без полисилоксанового сегмента, используемой в сравнительном примере третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 3-1, продували азотом, и в этом реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000 и 15 частей 1,4-бутандиола растворяли в 250 частях DMF. В полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 62 частей гидрированного MDI в 171 части DMF, при этом полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C.По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая раствор смолы, используемый в сравнительном примере. Раствор смолы имел вязкость 320 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 45 МПа, относительное удлинение при разрыве 480% и температуру теплового размягчения 110°C.

[0151] Пример получения 5b

Синтез негидрофильной полиуретановой смолы с третичной аминогруппой, используемой в сравнительном примере третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения

Реакционный сосуд, аналогичный тому, который использовался в примере получения 3-1, продували азотом, и в этом реакционном сосуде 150 частей полибутиленадипата со средней молекулярной массой примерно 2000, 20 частей N-метилдиэтаноламина и 5 частей этиленгликоля растворяли в смешанном растворителе, состоящем из 200 частей MEK и 150 частей DMF. В полученный раствор медленно по каплям добавляли раствор, полученный растворением 74 частей гидрированного MDI в 112 частях MEK, при этом полученный раствор хорошо перемешивали при 60°C. По завершении закапывания полученную смесь подвергали взаимодействию при 80°C в течение 6 часов, получая таким образом раствор смолы, используемый в сравнительном примере. Раствор смолы имел вязкость 510 дПа с (25°C) при содержании твердого вещества 35%. Кроме того, негидрофильная смоляная пленка, сформированная из раствора смолы, имела прочность на разрыв 23,5 МПа, относительное удлинение при разрыве 470% и температуру теплового размягчения 110°C.

[0152] В таблице 7-1 приведены вместе свойства соответствующих смол, используемых в примерах третьего данного изобретения, полученных в соответствии с описанными выше примерами получения с 3-1 по 3-3, и соответствующих смол, используемых в сравнительных примерах третьего данного изобретения, полученных в соответствии с примерами получения 4b и 5b. Более конкретно, приведена оценка гидрофильности, средневесовая молекулярная масса и число третичных аминогрупп (экв.) на молекулярную массу 1000.

[0153]

[0154] В таблице 7-2 приведены вместе свойства соответствующих смол, используемых в примерах четвертого данного изобретения, полученных в соответствии с описанными выше примерами получения с 4-1 по 4-3, и соответствующих смол, используемых в сравнительных примерах четвертого данного изобретения, полученных в соответствии с примерами получения 4b и 5b. Более конкретно, приведена оценка гидрофильности, средневесовая молекулярная масса и содержание третичных аминогрупп (экв.) на молекулярную массу 1000.

[0155]

[0156] Примеры с 3-1 по 3-3 и сравнительные примеры с 1В по 2В третьего данного изобретения

Каждый из растворов смолы, полученных с помощью описанных выше примеров получения с 3-1 по 3-3, 4b и 5b, и глинистый минерал (главный компонент: монтмориллонит, название продукта "Kunipia", производство Kunimine Industries Co., Ltd.) использовали в соответствующих комбинациях (по массе), показанных в табл. 8-1, и диспергировали в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с использованием шариков из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл). Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 200 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую жидкую смоляную композицию, содержащую каждый раствор смолы и глинистый минерал, диспергированный в ней.

[0157]

[0158]

Примеры с 4-1 по 4-3 и сравнительные примеры с 1b по 2b четвертого данного изобретения

Каждый из растворов смолы, полученных с помощью описанных выше примеров получения с 4-1 по 4-3, 4b и 5b, и глинистый минерал (главный компонент: монтмориллонит, название продукта "Kunipia", производство Kunimine Industries Co., Ltd.) использовали в соответствующих комбинациях (по массе), показанных в таб. 8-2, и диспергировали в течение 24 часов с помощью шаровой мельницы с использованием шариков из оксида алюминия высокой плотности (3,5 г/мл). Содержимое после диспергирования просеивали через сито в 200 меш, изготовленное из полиэфирной смолы, получая каждую жидкую смоляную композицию, содержащую каждый раствор смолы и глинистый минерал, диспергированный в ней.

[0159]

[0160] [Оценка третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения]

Следующие анализы были проведены с использованием каждой смоляной композиции из примеров и сравнительных примеров четвертого данного изобретения, чтобы проверить полезность каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных четвертым данным изобретением. Каждую смоляную композицию с составом, приведенным в таблице 8-2, наносили на прокладочную бумагу и высушивали путем нагревания при 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя таким образом из каждой смолы пленку толщиной примерно 20 мкм. Следующие параметры оценивали с использованием каждой смоляной пленки, полученной таким образом и образованной из каждой смоляной композиции из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1b и 2b четвертого данного изобретения.

[0161] Устойчивость к блокировке (устойчивость к прилипанию)

Пленочные поверхности каждой смоляной пленки из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1b и 2b, полученной из каждой смоляной композиции, размещали лицевой поверхностью друг к другу, и пленки оставляли при 40°C на 1 день с приложенной на них нагрузкой 0,29 МПа. После этого визуально наблюдали устойчивость к блокировке пленок с лицевыми поверхностями, обращенными друг к другу, и оценивали в соответствии со следующими критериями. Полученные результаты представлены вместе в таблице 9. Хорошо: блокировка не наблюдалась.

Удовлетворительно: наблюдалась незначительная блокировка. Плохо: блокировка наблюдалась.

[0162] Водостойкость смоляной пленки

Каждую смоляную пленку, сформированную из каждой смоляной композиции из примеров с 4-1 по 4-3 и сравнительных примеров 1b и 2b, вырезали в форме образца с толщиной 20 мкм, продольным размером 5 см и поперечным размером 1 см и погружали в воду с температурой 25°C на 12 часов, измеряли и рассчитывали по следующей формуле коэффициент расширения (%) погруженной пленки в продольном направлении путем измерения продольного размера пленки после анализа погружения. Водостойкость пленки с коэффициентом расширения 200% или менее оценивали как «хорошую», а водостойкость пленки с коэффициентом расширения более 200% оценивали как «плохую». Полученные результаты представлены вместе в таблице 9.

[0163]

[0164] Функция удаления ионов цезия и ионов йода

Функцию удаления ионов цезия и ионов йода каждой из полученных смоляных композиций, предусмотренных третьим данным изобретением и четвертым данным изобретением, проверяли следующим образом. Каждую смоляную композицию из примеров и сравнительных примеров третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения наносили на прокладочную бумагу и высушивали путем нагревания при 110°C в течение 3 мин до испарения растворителя, формируя таким образом из каждой смолы пленку толщиной примерно 20 мкм. Функцию удаления ионов йода и ионов цезия оценивали следующим образом с использованием каждой смоляной пленки из примеров и сравнительных примеров третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения, полученной таким образом.

[0165] Получение раствора йода и раствора цезия для оценочных анализов

Раствор йода для оценочных анализов готовили путем растворения йодида калия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы концентрация ионов йода в растворе составляла 200 мг/л (200 ppm). Кроме того, раствор цезия для оценочных анализов готовили путем растворения хлорида цезия в очищенной ионообменным способом воде таким образом, чтобы раствор имел концентрацию ионов цезия 200 мг/л (200 ppm). Кроме того, когда ионы йода и ионы цезия могут быть удалены, радиоактивный йод и радиоактивный цезий могут быть удалены естественным путем.

[0166] Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-1 третьего данного изобретения

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, погружали (25°C) в смешанный раствор, состоящий из 50 мл раствора йода, заранее приготовленного для оценочных анализов, и 50 мл раствора цезия, также заранее приготовленного для анализа, и измеряли концентрацию ионов йода и ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. В табл. 10 приведены результаты измерений, и они подтверждают, как показано в табл. 10, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Вместе с концентрацией ионов йода и концентрацией ионов цезия в табл. 10 приведена скорость удаления ионов йода и ионов цезия, измеряемая в растворах каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты показаны на фиг. 4 и фиг. 5.

[0168] Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-2 третьего данного изобретения

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции примера 3-2. Полученные результаты приведены в табл. 11 и на фиг. 4 и фиг. 5 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее.

[0170] (Результаты оценки смоляной композиции из примера 3-3 третьего данного изобретения)

Концентрации ионов йода и ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции примера 3-3. Полученные результаты приведены в табл. 12 и на фиг. 4 и фиг. 5 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее.

[0172] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из сравнительного примера 1В третьего данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции сравнительного примера 1В. Полученные результаты приведены в табл. 13, на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее. Как понятно из этих результатов, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы йода и ионы цезия в примерах третьего данного изобретения.

[0174] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из сравнительного примера 2В третьего данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 3-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 2В. Полученные результаты приведены в табл. 14, на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как в примере 3-1, описанном ранее. В результате, хотя скорости удаления ионов йода и ионов цезия были выше в случае применения негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 2В, чем в случае применения негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 1В, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы йода и ионы цезия в примерах третьего данного изобретения.

[0176] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из примера 4-1 четвертого данного изобретения

20 г смоляной пленки, полученной с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, погружали и оставляли (25°C) в смешанном растворе, состоящем из 50 мл раствора йода, заранее приготовленного для оценочных анализов, и 50 мл раствора цезия, также заранее приготовленного для анализа (концентрация ионов в обоих растворах составляла 200 ppm), и измеряли концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе с помощью ионного хроматографа (IC2001 производства фирмы Tosoh Corporation) каждый раз, когда проходило заранее установленное время. В табл. 15 приведены результаты, и они подтверждают, как показано в табл. 15, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Вместе с концентрацией ионов йода и концентрацией ионов цезия в таб. 15 приведена скорость удаления ионов йода и ионов цезия, измеряемая в растворах каждый раз, когда проходило заранее установленное время. Кроме того, результаты показаны на фиг. 6 и фиг. 7.

[0178] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из примера 4-2 четвертого данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции примера 4-2. Полученные результаты приведены в табл. 16, на фиг. 6 и фиг. 7 таким же образом, как в примере 4-1, описанном ранее. Эти результаты подтверждают, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время, также и в случае, когда использовалась гидрофильная смоляная композиция из примера 4-2.

[0180] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из примера 4-3 четвертого данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из гидрофильной смоляной композиции примера 4-3. Полученные результаты приведены в табл. 17, на фиг. 6 и фиг. 7 таким же образом, как и в случае примера 4-1, описанного ранее. Эти результаты подтверждают, что и концентрация ионов йода, и концентрация ионов цезия в растворе уменьшалась каждый раз, когда проходило заранее установленное время, также и в случае, когда использовалась гидрофильная смоляная композиция из примера 4-3.

[0182] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из сравнительного примера 1b четвертого данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции сравнительного примера 1b. Полученные результаты приведены в табл. 18, на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как в случае примера 4-1, описанного ранее. Как понятно из этих результатов, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы йода и ионы цезия в примерах четвертого данного изобретения.

[0184] Результаты оценки, касающиеся смоляной композиции из сравнительного примера 2b четвертого данного изобретения

Концентрацию ионов йода и концентрацию ионов цезия в растворе измеряли каждый раз, когда проходило заранее установленное время, таким же образом, как и в случае, когда использовалась смоляная пленка, полученная с использованием гидрофильной смоляной композиции из примера 4-1, за исключением того, что использовали 20 г смоляной пленки, изготовленной из негидрофильной смоляной композиции сравнительного примера 2b. Полученные результаты приведены в табл. 19, на фиг. 8 и фиг. 9 таким же образом, как и в случае примера 4-1, описанного ранее. В результате, хотя скорости удаления ионов йода и ионов цезия были выше в случае применения негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 2b, чем в случае применения негидрофильной смоляной композиции из сравнительного примера 1b, было подтверждено превосходство в способности удалять ионы йода и ионы цезия в примерах четвертого данного изобретения.

Промышленная применимость

[0186] В качестве заявленного примера первого данного изобретения и второго данного изобретения радиоактивный цезий в жидкости или твердом теле может быть удален просто и недорого, кроме того, обработка с целью удаления радиоактивного цезия может быть проведена без необходимости источника энергии, такого как электричество, следовательно, становится возможным просто и экономично удалить радиоактивное вещество, которое присутствует в жидкости или твердом теле и которое было в последнее время проблемой, за счет осуществления нового способа удаления радиоактивного цезия и, следовательно, можно ожидать его применения.

[0187] В частности, по методике первого данного изобретения удаленный радиоактивный цезий быстро захватывается первой гидрофильной смоляной композицией, включающей: первую гидрофильную смолу с гидрофильным сегментом; и глинистый минерал, и может стабильно удерживаться; кроме того, поскольку основной компонент первой гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, то при необходимости может быть достигнуто сокращение объема радиоактивных отходов; таким образом, может быть ослаблена проблема того, что радиоактивные отходы, образующиеся после обработки с целью удаления радиоактивных веществ, становятся огромными, практическое значение этого чрезвычайно высоко, и можно ожидать применения изобретения.

[0188] Кроме того, в соответствии со вторым данным изобретением в дополнение к эффекту, полученному с помощью описанного выше первого данного изобретения, становится возможной реализация водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности смоляной пленки или т.п., сформированной из второй гидрофильной смолы, благодаря введению полисилоксанового сегмента в структуру используемой второй гидрофильной смолы, имеющей гидрофильный сегмент, и поэтому можно повысить практичность обработки с целью удаления, а также можно ожидать применения с точки зрения реализации водостойкости и устойчивости к блокировке. Кроме того, во втором данном изобретении удаленный радиоактивный цезий может быть захвачен гидрофильной смоляной композицией, содержащей: вторую гидрофильную смолу, имеющую определенную структуру; и глинистый минерал, и может стабильно удерживаться; и, кроме того, поскольку второе данное изобретение предлагает смоляную композицию, то стало возможным уменьшение объема радиоактивных отходов, и, следовательно, проблема радиоактивных отходов, которая возникает после обработки с целью удаления, уменьшается и, таким образом, ожидается применение изобретения.

[0189] В качестве примера применения третьего данного изобретения и четвертого данного изобретения, радиоактивный йод и радиоактивный цезий в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе могут быть удалены простым и недорогим способом, не требующим источника энергии, такого как электричество; следовательно, становится возможным простое и экономичное удаление радиоактивных веществ, которые присутствуют в смешанном состоянии в жидкости или твердом веществе и в последнее время были проблемой, за счет осуществления нового способа одновременного удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия; и, следовательно, практическое значение изобретения чрезвычайно высоко.

[0190] В частности, по методике третьего данного изобретения удаленный радиоактивный йод и радиоактивный цезий захватываются третьей гидрофильной смоляной композицией, включающей: третью гидрофильную смолу с определенной структурой; и глинистый минерал, и могут стабильно удерживаться; кроме того, поскольку основной компонент третьей гидрофильной смоляной композиции представляет собой смоляную композицию, то при необходимости может быть достигнуто сокращение объема радиоактивных отходов; таким образом, может быть ослаблена проблема большого количества радиоактивных отходов, образующихся после обработки с целью удаления радиоактивных веществ, и можно ожидать применения изобретения.

[0191] Кроме того, в соответствии с четвертым данным изобретением в дополнение к эффекту, полученному с помощью описанного выше третьего данного изобретения, становится возможной реализация водостойкости и устойчивости к блокировке (устойчивости к прилипанию) на поверхности смолы, что вызвано наличием полисилоксанового сегмента, и повышение практичности в том случае, когда обработка с целью удаления выполняется с использованием пленки или т.п., полученной с использованием четвертой гидрофильной смоляной композиции, содержащей четвертую гидрофильную смолу, в которую, в дополнение к гидрофильному сегменту и третичной аминогруппе, формирующей ионную связь с радиоактивным йодом, также введен полисилоксановый сегмент; таким образом, проблема радиоактивных отходов, образующихся после обработки с целью удаления радиоактивных веществ, может быть уменьшена, и можно ожидать применения изобретения.

Группа изобретений относится к способам удаления радиоактивного цезия. Способ удаления радиоактивного цезия, осуществляется с помощью гидрофильной смоляной композиции. Гидрофильная смоляная композиция содержит одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент. Где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы. Имеются также варианты выполнения способа удаления радиоактивного цезия и йода, гидрофильная смоляная композиция. Группа изобретений позволяет захватывать и удерживать удаленные радиоактивные вещества в твердом теле. 12 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 19 табл., 8 пр.

1. Способ удаления радиоактивного цезия с применением обработки для удаления радиоактивного цезия, присутствующего в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал,
где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент; и
где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

2. Способ удаления радиоактивного цезия с применением обработки для удаления радиоактивного цезия, присутствующего в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал,
где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и, кроме того, каждая из которых содержит полисилоксановый сегмент в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры; и
где гидрофильная смоляная композиция содержит глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

3. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 2, где гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части исходного материала, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

4. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 1 или 2, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

5. Способ удаления радиоактивного цезия по п. 1 или 2, где глинистый минерал является по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.

6. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
где гидрофильная смола является смолой, имеющей гидрофильный сегмент, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

7. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, имеющая способность удалять радиоактивный цезий, присутствующий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
где гидрофильная смола является по меньшей мере одной, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и получена при взаимодействии органического полиизоцианата с высокомолекулярным гидрофильным полиолом и/или полиамином в качестве гидрофильного компонента, и
где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

8. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
гидрофильная смола является смолой, имеющей гидрофильный сегмент и полисилоксановый сегмент, и получена при взаимодействии, в качестве исходного материала, соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

9. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
гидрофильная смола является по меньшей мере одной, выбранной из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, полисилоксановый сегмент и каждая из которых получена взаимодействием органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и
глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

10. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия по любому из пп. 6-9, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

11. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного цезия по любому из пп. 6-9, где глинистый минерал является по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.

12. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия с применением обработки для удаления как радиоактивного йода, так и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал,
где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу; и
гидрофильная смоляная композиция включает глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

13. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12, где гидрофильная смола представляет собой смолу, сформированную из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу.

14. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, который можно использовать для обработки для удаления как радиоактивного йода, так и радиоактивного цезия, присутствующих в радиоактивной отработанной жидкости и/или радиоактивном твердом веществе, с помощью гидрофильной смоляной композиции, содержащей гидрофильную смолу и глинистый минерал,
где гидрофильная смоляная композиция содержит по меньшей мере одну гидрофильную смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также, в основной цепи и/или боковой цепи ее структуры, третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент; и
гидрофильная смоляная композиция включает глинистый минерал, диспергированный в ней в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

15. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 14, где гидрофильная смола является смолой, образованной из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле.

16. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12 или 14, где гидрофильный сегмент является полиэтиленоксидным сегментом.

17. Способ удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по п. 12 или 14, где глинистый минерал является по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.

18. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать как радиоактивный йод, так и радиоактивный цезий, присутствующие в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
гидрофильная смола представляет собой смолу, которая содержит гидрофильный сегмент, а также содержит третичную аминогруппу в молекулярной цепи и которая сформирована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

19. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать как радиоактивный йод, так и радиоактивный цезий, присутствующие в жидкости и/или твердом веществе,
где гидрофильная смоляная композиция содержит гидрофильную смолу и глинистый минерал;
гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент и каждая получена взаимодействием органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента и соединения, имеющего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле; и
глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

20. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать как радиоактивный йод, так и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе и содержащая гидрофильную смолу и глинистый минерал;
где гидрофильная смола представляет собой смолу, которая содержит гидрофильный сегмент, а также содержит в молекулярной цепи третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент и которая сформирована из, как части исходного материала, полиола, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, или полиамина, содержащего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле, при этом смола нерастворима в воде и горячей воде; и
где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

21. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия, имеющая способность удерживать как радиоактивный йод, так и радиоактивный цезий в жидкости и/или твердом веществе и содержащая гидрофильную смолу и глинистый минерал;
где гидрофильная смола представляет собой по меньшей мере одну смолу, выбранную из группы, состоящей из гидрофильной полиуретановой смолы, гидрофильной полимочевинной смолы и гидрофильной полиуретан-полимочевинной смолы, каждая из которых имеет гидрофильный сегмент, а также имеет в основной цепи и/или в боковой цепи ее структуры третичную аминогруппу и полисилоксановый сегмент и каждая из которых получена взаимодействием органического полиизоцианата, высокомолекулярного гидрофильного полиола и/или полиамина в качестве гидрофильного компонента, соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и по меньшей мере одну третичную аминогруппу в той же молекуле, и соединения, содержащего по меньшей мере одну группу с активным водородом и полисилоксановый сегмент в той же молекуле; и
где глинистый минерал диспергирован в гидрофильной смоляной композиции в соотношении по меньшей мере от 1 до 180 массовых частей относительно 100 массовых частей гидрофильной смолы.

22. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по любому из пп. 18-21, где гидрофильный сегмент гидрофильной смолы является полиэтиленоксидным сегментом.

23. Гидрофильная смоляная композиция для удаления радиоактивного йода и радиоактивного цезия по любому из пп. 18-21, где глинистый минерал является по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из пирофиллита, каолинита, слюды, смектита (монтмориллонита) и вермикулита, каждое из которых имеет слоистую структуру.