Способ получения водорастворимого сополимера акриламида

 

Изобретение относится к получению гидроизолированного полиакриламида, используемого в качестве флок лянта, стабилизатора буровых растворов, структурообразователя почв и др. Изобретение позволяет увеличить флокуляционную способность (скорость осаждения оксида меди до 15,2 мм/с) и повысить стабильность полимера и деструкции (на 56-86%). Эффект достигается тем, что полимеризацию акриламида и гидролиз полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0001-0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола на первой стадии и 0,0025-0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2- меркаптобензимидазола на второй стадии. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР CT BE ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВИ06@

64TBr0O- Т

@Я5ЛД{) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720813/05 (22) 19.07.89 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (72) Л.Л.Ступенькова, Т.А,Байбурдов, И.И.Наконечный и Л,А.Родионова (53) 678.745 (088,8) (56) Заявка Японии № 56-145941, кл. С 08 L 3/26, опублик. 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1526158, кл. С 08 F 220/56, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО СОПОЛИМЕРА АКРИЛАМИДА (57) Изобретение относится к получению гидроизолированного полиакриламида, исИзобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к получению полимеров на основе акриламида, используемых в качестве флокулянтов, буровых растворов, структурообразователей почвы и др.

Цел ью изобретен ия я вляется улучшение флокуляционной способности гидролизованного полиакриламида и повышение его стабильности.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, барботером для и родувки азота, вводят 40 мл 52%-ного раствора акриламида, 56 мл бидистиллиоованной воды, 5 мл

0,01 -ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от акриламида).

Продувают реакционную смесь азотом в течение 30 мин и вводят обескислороженные растворы персульфата калия (0,018% от вкриламида) и метабисульфита натрия (0,006% от акриламида). Начальная температура полимеризации 30 С, После 2 ч пол„„Я)ÄÄ 1694593 А1 (я)л С 08 F 220/56, 8/12// (С 08 F 220/56, 220; 06) пользуемого в качестве флокулянта, стабилизатора буровых растворов, структурообразователя почв и др. Изобретение позволяет увеличить флокуляционную способность (скорость осаждения оксида меди до 15,2 мм/с) и повысить стабильность полимера и деструкции (на 56 — 86 ). Эффект достигается тем, что полимеризацию акриламида и гидролиз полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0001 — 0,025 мас. натриевой соли 2-меркаптобензтиазола на первой стадии и 0,0025 — 0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2меркаптобензимидазола на второй стадии.

1 табл.

I имеризации температура достигает 78 С, Полученный гель размельчают, перемеши- вают с 8,8 мл 40%-ного гидроксида натрия (30 моль% от полимера) и выдерживают при

70 С в течение 1 ч. Полученный гидролизованный полимер сушат при 100 С.

Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии

8,8 мл 40%-ногр раствора гидроксида натрия и 5 мл 0,01%-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы полимера), Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят полимеризацию.реакционной смеси, состоящей из 100 мл.50 -ного водного раствора акрилэмида в 300 мл 1%-ного толуольного раствора сорбиталя С-20, в присутствии 1,25 мл 0,1 -ного водного раствора 2-меркаптобензтиазола натриевой соли (0,0025% от массы акриламида), 1,5 мл

1%-ного раствора персульфвта калия и 0,8 мл 1%-ного раствора метабисульфита натрия при 50 С. После завершения полиме- сульф та калия (0.018% от массы акриламиризации полученную суспенэию нагревают да) и метабисульфита натрия (0,006% от масдо 60 С и вводят 35 мл 40%-ного раствора сы акриламида), После 8 ч полимеризации гидроксида натрия (50 моль% от полимера) получе -:ный гель гранулируют в зкструдере и 0,6 мл 0,1%-ного водного раствора натри- 5 в присутствии 30 мл 40%-ного раствора гидеаой соли 2-меркаптобензтиаэола 0,0025% роксида натрия (70 моль% от полимера) и 3 от массы полимера). Проводят гидролиз в мл О,25%-ного раствора натриевой соли 2течение 0,5 ч. Затем суспензию нагревают меркаптобенэимидазола (0,015% от массы дО65 С и отгоняют 80% воды азеотропной полимера), Выдерживают измельченный д стилляцией. Азеотропную смесь улавли- 10 гель при 60 С в течение 3 ч, сушат при в ют в конденсаторе, где она расслаивает- ;20 Ñ, с, и толуол возвращают в реактор. Аналогично получаютгидролизованный

Полученную смесь отфильтровывают, пол- полимер без стабилизирующей добавки на и чер сушат при 80 — 100 С. стадии гидролиза, Аналогично получают гидролизованный 15 Пример 6. В реактор вводят 38 мл полимер акриламида без стабилизирующей 55%-ного раствора акриламида, 58 мл бидидобавки на стадии гидролиза. стиллированной воды, 0,5 мл 0,1%-ного водПример 3, В реактор вводят 350 мл ного раствора натриевой соли

1ф-ного толуольного раствора сорбиталя С- 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы

2Р, 100 мл 50%-ного водного раствора акри- 20 акриламида), Продувают азотом и вводят ламида, 0,5 мл 0,25%-ного раствора расгворы персульфата калия(0,018% отмас> атриевой соли 2-меркаптобензтиазола сы акриламида) и метабисульфита натрия (,0025% от массы акриламида). После про- (0.,006% от массы акриламида). После двухувки азотом в течение 30 мин вводят 1,5 мл часовой полимериэации полученный гель

1 %-ного раствора персульфата калия и 0,8 25 размельчают и загружают в реактор, содерМл 1%-ного раствора метабисульфита на- жащий 150, мл 0,5% — ного толуольного рас рия.Послезавершени уполимеризациидо- твора сульфонола, и проводят гидролиз, авляют в суспензию при 60 С 54,8 мл дозируя при 60 С 18 мл 46%-ного раствора

46%-ного раствора гидроксида натрия (90 гидроксида натрия, содержащего О,ООЗ г 2pans% от полимера) и 0,5 мл 0,25%-Hего 30 меркаг.тобенэтиазола (0,015% от массы аствора 2-меркаптобензтиазола (0,0025% полимера) — 70 моль,"% от полиакриламида, т массы полимера) и проводят гидролиз в После гидролиза в течение 3 ч при 60 С

1ечение 3 ч. Затем отгоняют воду, суспен- . проводя-г аэеотропную сушку суспензии эию фильтруют, полимер сушат при 80- при 650С в течение 6 h, Полимер отфильтро100 С. 35 В,,.,B÷þ-f и c,,, dT при io00C

Аналогично получают гидролизованный Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки. полимер без сгабилизирующей добавки на

Пример 4. Аналогично примеру 2 с-.адии гидролиза, . проводят суспенэионную полимеризацию Пример 7; Аналогично примеру 2 фкриламида, полученную суспензию выдер- 40 получают полимер суспензионной полиме)кивают 2 ч, затем вводят в нее 55 мл 46%- ризацией 100 мл 50%-ного раствора акриланогорастворагидроксиданатрия(90моль% мида в 350 мл 1%-ного толуольного от полиакриламида), содержащего 5 мл раствора сорбиталя С-20 в присутствии 1,25

0,25%-ного раствора натриевой соли мер- мл 0,1%-ного водного раствора натриевой каптобензтиаэола (0,025% от массы пол- 45 соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от имера), и проводят гидролиз при 70 С в массы акриламида)и1,5мл1%-ногораствотечение 2,5 ч. Путем азеотропной сушки от- ра персульфата калия и 0,8 мл 1%-ного расгоняют 80% воды при 65 С в течение 6 ч, твора метабисульфита натрия. После

Гидролизованный полимер отфильтровыва- завершения полимеризации и 2-часовой выют и сушат при 100 С. 50 держки суспензии проводят аэеотропную

Аналогично получают гидролизованный дистилляцию, улавливая азеотропную полимер без стабилизирующей добавки на смесь в конденсаторе. Полученную суспенстадии гидролиэа. зию фильтруют, полимер сушат при 80—

Пример 5. В раствор, полученный 100"С, смешением 60 мл 50%-ного раствора акри- 55 Полученный полимер растворяют из ламида и 33 мл бидистиллированной воды, расчета получить 500 мл 1%-ного раствора вводят 0Ä25 мл 0,3%-ного раствора натрие-, и при перемешивании втечение 6 ч при 800С вой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% гидролизуют в присутствии 63 мл 40%-ного от массы акриламида), после продувки азо- раствора гидроксида натрия (90 моль.% от том — обескислороженные растворы пер- полиакриламида) и 6,25 мл 0,1%-ного рас1694593 твора натриевой соли 2-меркаптобензимидазола.

Аналогично проводят гидролиз без стабилизирующей добавки.

Пример 8 (контрольный). Аналогично примеру 2 проводят суспензионную полимеризацию акриламида, После завершения полимеризации проводят гидролиэ полимера в суспенэии при 70 С втечение 30 мин в присутствии 31 мл 46 (-ного раствора гидроксида натрия (50 моль.,(от полиакриламида) и 0,5 мл 0,1 -ного раствора натриевой соли, 2-меркаптобензимидазола (0,002 от массы полимера). Проводя г азеотропную сушку в течение 5 — 6 ч, полимер отфильтровывают и суш т при 80-100ОС.

Аналогично получают полимер беэ стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.

Пример 9. Аналогично примеру 1 проводят полимеризацию реакционной смеси, состоящей иэ 40 мл 52 -ного раствора акриламида, 59 мл бидистиллированной воды, 2 мл 0,001 (,-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиаэола (0,0001ф, от акриламида), растворов персульфата калия и метабисульфита натрия (0,018 и 0,006 от акриламида соответственно). После 2 ч полимеризации полученный гель раэмельчают, перемешивают с 18 мл 46 )ь-ного гидроксида натрия при 70 С в течение 1 ч, затем сушат при 100 С.

Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии

18 мл 46 -ного раствора гидроксида натрия и 5 мл 0,01 -ного раствора натриевой соли

2-меркаптобенэтиаэола (0,0025 от массы полимера) или 5 мл 0,1 -ного (0,025 от массы полимера) раствора этой же соли.

Результаты испытаний полученных гидролизованных полимеров представлены в таблице.

Стабильность полимеров к деструкции в присутствии гидролизующих агентов характеризует коэффициент сохранения вя-зкостных свойств (Кд), равный где (д) т — характеристическая вязкость полимера, гидролизованного в присутствии стабилизирующей добавки; (y) — характеристическая вязкость полимера, гидролизованного в отсутствие стабилизирующей добавки, Характеристическую вязкость раствора полимера определяют на капиллярном вискоэиметре Уббелоде с диаметром капилляW, мм/с, = 100/ t где т — время перемещения границы раздела фаз.

30 Введение натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2-меркаптобенэимидаэола в количестве, меньшем 0,0025 мас. от пог.имера, при гидролиэе не позволяет предотвратить деструкцию полимера

35 коэффициент сохранения вязкостных свойств низкий. выведение,натриевой соли указанных веществ в количестве, большем 0,025 мас. от полимера, не способствует повышению ко-.

40 эффициента сохранения вязкостных свойств после гидролиэа и улучшению флокуляционной способности гидролизованных полимеров.

Формула изобретения

45 Способ получения водорастворимого сополимера акриламида путем полимериэации акриламида в присутствии инициатора полимеризации и 0,0001 — 0,025 мас.$ натриевой соли 2-меркаптобензтиаэола с по-, 50 следующим щелочным гидролизом полиакриламида, отличающийся тем, что, с целью улучшения флокулирующей способности гидролизованного полиакриламида и повышения его стабильности к де55 струкции, гидролиэ полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0025 — 0,0257, в расчете на массу полимера натриевой соли 2-меркаптобенэтиазола или 2-меркаптобенэимидаэола.

25 ра 0,54 мм при 25 С. В качества растворителя используют 103 -ныл раствор NaCI.

Оценку флокуляционной способности гидролизованных полимеров проводят по скорости осаждения стандартной суспенэии — оксида меди, имеющей постоянный химический и гранулометрический состав, при высокйх рН среды (более 11).

Оксид меди получают кипячением гидрата окиси меди, образующегося при взаимодействии 20 мл 4 н. раствора сульфата меди и 10 мл 2 н. раствора гидроксида натрия, при фиксированном рН среды, равном

9,18. Полученную суспензию оксида меди перенгсят в градуированный цилиндр емкостью 250 мл и доводят объем суспензии до верхней метки 0,2 н. раствором карбоната натрия. Затем в суспензию оксида меди вводят 5 мл 0,17,-ного раствора гидролизованного полимера, перемешивают дисковой мешалкой и замеряют время перемещения границь раздела фаэ (осаждение оксида меди) от метки 200 мл до метки 100 мл на цилиндре. Скорость осаждения оксида меди рассчиты ва. от по формуле

1694593

Харэктермстическал елзкостб

nonnneos ц/л/г гид роли" зоеаииого

Приеер Ноллрмал

pohn гидро» ли з уоще го агента, 0 от погииера

Скорость осамремил оксирэ нери, мм/с, полимером, Гмдролмзо° эмма

Стабилмзируелал добавка при гиаролмзе .

Типе

Нассоаал долл от полеера, 8 в отсутствие в прмсутствии стабилизирую- стабмлизируедей добевки, ней добавки (известимй способ) в присутствии стабмлизируодей добавки

° отсутствие стабмлмзируаIIoA добавки (известимй способ) 7,8

7,а

3 6

92.1 2

1,86,7 ° 7 7 .7

6,0025

0,025

ИаНБТ

ИаНБТ

Ф

NsH6T - 2-иеркаптобеизтиэзола иатриеаал соль, ИаН6Н - 2-иеркаптобеизмммлазола иатриевал соль.

Составитель В. Мкртычан

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 4,127 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 30

2 50

3 50

4 90

5 70

6 76

7 50

8 50 комтр

9 70

l 0 70

ИаНБТ

ИаН6Т

ИаНБТ

ИаНБТ

NaH6N

ИаН6Т ИзН6И . ИзНБИ

0,0025

0,0025

0,0025

0,025

0,0!5

0,6!5

0 ° 025

0 ° 0020

15 ° 5

10,1

8,8 в, а

9 ° 7

9.7

В, 8

10,!

15,5

14, 1

11,5

16,1

15 3

15 ° 1

16 0

I0 ° 3

1,0 ! 4.

1 31

l 83

1 ° 58

1,56

l,8ã

1 ° 62

8,2

9,5

В 9

8 ° 6

9 ° 1

9S

9 ° 3

9,5

8,2

10,1

10 5

t5,2

11,0

l! 7

14,1

9,7