Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта
Изобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта, который может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в различных сорбционных процессах. Придание гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах достигается новым способом его получения, включающим замораживание 10-15%-ного водного раствора поливинилового спирта в присутствии эмульгатораоксиэтилированной смеси спиртов Cio-Cie и толуола до -15- (-30)°С с последующим размораживанием со скоростью 0,1-0,8 град/мин. Затем осуществляют дегидратацию полученного -в форме гранул гидрогеля этиловым спиртом, ацетоном или используют для этой цели аакуум, сушат гранулы и обрабатывают их ксилолом при температуре кипвния. Время обработки ксилолом 10-40 ч. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
l(Ваинц
ИТИЕ;", ц ;яя;„, у.; »,1 ° (1» ° ь ",- тР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4443782/05 (22) 07.07.88 (46) 30.09.91., Бюл. N 36 (71) Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (72) M.È.Øòèëüìàí, M.Â.Àíòèïîâ и Ф.Н.Баязитов (53) 678.744.72(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 60-177066, кл. С 08 L29/04,,опублик. 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОГЕЛЯ ИЗ
ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА (57) Изобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта, кото. рый может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в
-различных сорбционных процессах. ПридаИзобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта; который может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в различных сорбцион н ых процессах.
Целью изобретения является придание гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах.
Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта включает замораживание раствора поливинилового спирта (ПВС), дегидратацию и сушку продукта; замораживанию подвергают 10-15%-ный водный раствора поливинилового спирта в толуоле
s присутствии эмульгатора на основе окиси этилена до температуры (-16)+30) С с последующим размораживанием со скоростью 0,1 — 0,8 град/мин, После этого осуществляют обработку полученных гра„„ ЖÄÄ 1680720 А1
Водный раствор поливинилового спирта со степенью гидролиза не менее 95 мал.% и степенью полимеризации 1500— 2500 и концентрацией 10-15 мас% вводится в раствор толуола, содержащий эмульгатор на основе окиси этилена "Синтанол ДС-20" с 20% окиси этилена, присоединенный к исходной смеси спиртов Сю-Сы. Использование змульгаторов додецилсульфата натрия или ОП-7, ОП-10 не позволяет получить гранулы из-за налипания раствора поливинилового спирта на стенки реактора. 1680720 Применение раствора поливинилового спирта (ПВС) с концентрацией менее 10 мас,% не позволяет получить механически прочные гранулы, а при концентрации более 15 мас. возникает затруднение в фор- 5 мировэнии гранул из-за высокой вязкости раствора ПВС, При температуре выше16 С не происходит надежное замерзание 10 -ного раствора.ПВС, а при температурах менее -30 С ухудшаются условия пол- 10 учения гранул вследствие увеличения вязкости раствора толуола, Размораживание со скоростью менее 0 1 гад/мин значительно увеличивает продолжительность процесса, а при скорости 15 более 0,8 град/мин слипаются гранулы, что приводит к образованию лишь поверхностной температурной устойчивости при последующей обработке п-ксилолом, Дегидратация гранул производится зтило- 20 вым спиртом или ацетоном или вакуумной сушкой, Гранулы гидрогеля, дегидратованные спиртом, получаются более высокого качества, т.е. при этом происходит добавочная очистка гидрогеля от.исходного ПВС, 25 Время обработки и-ксилолом выбрано в интервале 10 — 40 ч. При меньшем времени обработки происходит слабая сшивка гидрогеля, что незначительно повышает его температурную стойкость. Обработка более 30 40 ч нецелесообразна из-за увеличения и родолжительности процесса при одинаковом качестве конечного продукта. Пример 1. 16 r порошка ПВС (содержание воды 6, степень гидролиза 96 35 мол., степень полимеризации 1600) растворяют в 85 г воды, 10 г полученного ðàñтвора вливают в 225 мл толуола, содержащего 0,005 г змульгатора "Синтанол ДС-20", при перемешивании 200 — 600 40 об/мин. Перемешивание. мешалкой с числом оборотов более 800 в минуту разбивает гранулы в пыль, а при оборотах менее 200 в минуту происходит слипание гранул. Охлаждают до -25 С, выдерживают 15 мин, 45 размораживают до +20 С со скоростью 0,1 град/мин. Гранулы фильтруют и дегидратируют спиртом в течение 20 ч, затем сушат при 20 С в течение 20 ч. Полученные гранулы нагревают в 100 мл и-ксилола при 140 С 50 40 ч, затем вновь фильтруют, промывают 50 мл спирта, сушат при 500С 6 ч. Полученные гранулы гидрогеля обладают температурной стойкость в воде при 40 С неограниченное время, при 100 С вЂ” 6 ч, т.е, время. 55 достаточное для стерилизации, Примеры 2 — 15 и свойства получаемых гранул приведены в табл.1. Для сравнения сорбирующих свойств несшитого и сшитого криогелей была выбрана модель вода — фенол. Сорбцию проводят путем 12-часовой выдержки навески криогеля (0,025 г) в 5 мл 0,1 н. водного раствора фенола. После з ого криогель удаляют фильтрованием и по разности концентраций исходного и конечного растворов фенола определяют статистическую обменную емкость (СОЕ), Содержание фенола в растворах определяют стандартным методом Коппешаара. Регенерацию сшитого криогеля проводят двукратным 5-минутным кипячением в 50 мл воды (со сменой воды). Несшитый криогель в таких условиях растворяется, Многократная промывка геля водой (20 С) не регенерирует его, Результаты опытов приведены в табл,2. Таким образом, сшитый сетчатый криогель ПВС по изобретению может быть использован многократно без значительного снижения емкостных характеристик, Несшитый гель для этого непригоден. Полученный по изобретению гранулированный гидрогель из поливинилового спирта с высокой. температурной стойкостью в воде возможно использовать везде, где требуется макропористый гранулированный носитель, выдерживающий воздействие воды при повышенных температурах (в частности, в качестве полимерного носителя биологически активных веществ — белко) Формула изобретения 1. Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта, включающий замораживание 10 — 15 -ного водного раствора. поливинилового спирта с последующим размораживанием геля и сушкой, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью придания гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличения кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах, замораживание осуществляют в присутствии в качестве эмульгаторэ оксизтилированной смеси спиртов С>о-См, а также толуола до температуры (-15) — (-30) С, размораживание осуществляют со скоростью 0,1 — 0,8 град/мин с проведением перед сушкой дегидратации, после чего полученные гранулы гидрогеля обрабатывают ксилолом при температуре кипения, 2. Способпо п1,отл ича ющийся тем, что дегидратацию проводят спиртом или ацетоном или используют вакуум. 3. Способ по п,1, отличающийся тем, что обработку ксилолом осуществляют в течение t0 — 40 ч. 1б80720 Таблица 1 Температурная стойкость в воде,ч Время кипячеПример, р ния в и ксило ле, ч +40 С +100 С Спирт 40 15 -25 15 -25 не огр. О,l 10 0,1 0,5 Вакуум 40 Спирт 40 15 . 25 15 -25 не orp. 0,8 0,1 15 -25 15 -30 0,1 не огр. -25 -25 0,1 15 не огр. 1,0 Гранулы слипаются в конгломерат Спирт 8 0,06 0,5 -25 0,1 -15 Раствор ПВС не замерзает -16 0i1 15 -25 Не огр. 0,1 0,1 -25 Оэ! 2, 15 -25 0 5 Известный 2 мин 10-30 (-)5(-) 20 0,04 Контрольные примеры Та блица 2 Началь- Регенерация ная СОЕ по фенолу. СОЕ по фенолу в повторных циклах 2 Э 4 5 6 7 8 9 1О 0,8 Не сшитый Кипячение (растворяется) О О О 0,1 О 0,1 О 5-кратная промывка Нф 0 8 Не сшитый О О О 5-кратная . промывка НО Кипячение 0,8 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 О, 6 0,6 0,7 0,7 0,8 Составитель Г.Овчинникова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец Редактор М.Циткина Заказ 3283 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/S Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 8 111 Концентрация раствора ПВС, X Температура замораживания, С Скорость размораживания, грац/мин Способ дегидратации (природа дегидратирующей среды) Спирт Ацетон Ацетон Ацетон
