КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛАМИДА Российский патент 2005 года по МПК C08L33/26 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения высокостабильных при хранении композиций на основе полиакриламида (ПАА).

Водорастворимые высокомолекулярные соединения, такие как полиакриламид и т.д., проявляют в водных растворах флокулирующие свойства. Эти свойства обуславливают применение указанных полимеров во многих промышленных процессах, например, в текстильной, бумажной, пищевой промышленности, при добыче нефти, в углеобогащении, при обработке сточных вод и т.д.

В процессе хранения флокулянты подвергаются деструкции в результате взаимодействия ПАА с кислородом воздуха или остаточным количеством пероксидных катализаторов полимеризации, что часто приводит к разрушению молекулярной цепочки и, как следствие, к снижению загущающих и флокулирующих свойств.

Известна композиция на основе полиакриламида, включающая воду и неорганические соли щелочных и щелочноземельных металлов при концентрации солей 25-250 г/л. Соли добавляют с целью стабилизации полиакриламида против действия железа [1]. Однако добавление солей в таких количествах снижает вязкость растворов полиакриламида, ухудшает их технологические свойства, усугубляет механическую деструкцию полиакриламида.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция на основе полиакриламида, включающая воду и стабилизирующее вещество. В качестве стабилизирующего вещества она содержит хлористый натрий. Количество полимера в диспергируемой в воде смеси 0,05-0,1 вес.%, хлористого натрия - 0,15-0,3% [2].

Однако эта композиция характеризуется недостаточно надежной защитой полимера от деструкции во времени. Кроме того, используется большое количество хлористого натрия.

Целью изобретения является получение композиции полиакриламидных флокулянтов повышенной стабильности при хранении.

Поставленная цель достигается тем, что композиция на основе полиакриламида, включающая воду и стабилизирующее вещество, в качестве стабилизирующего вещества содержит дихлорэтан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид 0,5-0,7

Дихлорэтан 0,15-0,35

Вода остальное

По второму варианту композиция в качестве стабилизирующего вещества содержит дихлорпропан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид 0,5-0,7

Дихлорпропан 0,15-0,35

Вода остальное

Согласно третьему варианту композиция в качестве стабилизирующего вещества содержит дихлорбутан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид 0,5-0,7

Дихлорбутан 0,15-0,35

Вода остальное

Композиция готовится следующим образом. В емкость, где приготовляется водный раствор полимера требуемой рабочей концентрации, при перемешивании приливают указанные добавки в оптимальных количествах.

Величина оптимальной концентрации дихлоридов зависит от физико-химических свойств полимера и растворителя (воды), а также от природы добавляемого вещества и определяется экспериментальным путем в каждом конкретном случае. Для каждой пары раствор полимера - добавка существует свой оптимум концентрации дихлоридов, выше и ниже которого степень деструкции полимера во времени возрастает. Эффект снижения деструкции ПАА во времени под действием указанных веществ, добавленных в оптимальном количестве, обусловлен тем, что в этом случае достигается наиболее благоприятное соотношение между геометрическими размерами макромолекул и их вязкоупругими свойствами для образования прочных надмолекулярных структур за счет специфического взаимодействия функциональных групп дихлоридов и ПАА. Эффективность предлагаемого способа стабилизации полимеров подтверждается лабораторными исследованиями. Наблюдается повышение стойкости полиакриламидных флокулянтов к деструкции во времени при добавке к ним оптимальных количеств указанных дихлоридов (см. табл.).

В качестве исходного раствора берут раствор ПАА (молекулярная масса 10 млн., степень гидролиза 30%), приготовленный на дистиллированной воде при осторожном (60-100 об/мин) перемешивании на магнитной мешалке.

Затем исследовалась деструкция исходного раствора во времени. Стойкость полимера к хранению определялась количеством суток, в течение которых сохранялась вязкость растворов. Чем более длительное время хранится раствор полимера, тем он является более стойким к деструкции, следовательно, дольше сохраняет флокулирующие свойства.

На фиг.1-3 приведены кривые зависимости длительности хранения от концентрации стабилизирующих добавок.

Пример 1. В качестве добавки к исходному раствору ПАА используют дихлорэтан, концентрация которого в растворе ПАА меняется от 0,01 до 0,5 вес.%.

Растворы с разным содержанием дихлорэтана подвергают хранению в течение 200 суток, периодически измеряя вязкость растворов. Таким образом определяют максимальное время стойкости полимера (фиг.1).

Кривая зависимости длительности хранения от концентрации дихлорэтана имеет максимум в диапазоне концентрации от 0,15 до 0,35%. Следовательно, при указанном количестве дихлорэтана в растворе ПАА деструкция во времени полимера минимальная, поэтому данный диапазон концентраций дихлорэтана является оптимальным.

При концентрации дихлорэтана в растворе ПАА ниже и выше оптимальной время хранения полимера понижается.

Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1, но в качестве стабилизирующей добавки к раствору полимера используют дихлорпропан, концентрация которого менялась от 0,01 до 0,5 вес.%.

Максимальное время хранения наблюдается в диапазоне концентраций дихлорпропана от 0,15 до 0,35%, который является, следовательно, оптимальным (фиг.2).

Пример 3. Осуществляется аналогично примеру 1 и 2, но в качестве стабилизирующей добавки к раствору полимера используют дихлорбутан, концентрация которого менялась от 0,01 до 0,5 вес.%. Максимальная длительность хранения достигается в диапазоне концентраций дихлорбутана от 0,15 до 0,35%, который и является, следовательно, оптимальным (фиг.3).

Таким образом, за счет добавок к раствору ПАА дихлоридов в указанных количествах повышают время хранения растворов полимера от 2 до 180 суток, что облегчает технологические процессы использования флокулянтов на основе ПАА, так как растворы ПАА с концентрацией до 1% без стабилизирующих добавок хранятся не более 1 суток.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР по заявке №3227796, кл. С 08 К 3/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР №994517, кл. С 08 L 33/26, опубл. 1983 (прототип).

Таблица
Результаты эксперимента№ примераСодержание ПАА, вес.%Содержание ДХ, вес.%Время хранения t, сут10,507контроль20,60730,701540,50,1520предложено50,50,2010060,50,3010570,50,354080,60,1525предложено90.60,20125100,60,30150110,60,3550120,70,1560предложено130,70,20160140,70,30180150,70,3580

Изобретение относится к композиции на основе полиакриламида, которая используется в качестве флокулянта в текстильной, бумажной, пищевой промышленности, при добычи нефти, в углеобогащении, при обработки сточных вод и т.д. Полимерная композиция содержит следующее соотношение компонентов в вес. %: 0,5-0,7 полиакриламида, 0,15-0,35 стабилизирующего вещества, остальное - вода. В качестве стабилизирующего вещества используют органические низкомолекулярные алифатические дихлориды - дихлорэтан, дихлорпропан, дихлорбутан. Изобретение позволяет получать полиакриламидные флокулянты повышенной стабильности при хранении. 3 ил., 1 табл.

Композиция на основе полиакриламида в качестве флокулянта, включающая воду и стабилизирующее вещество, отличающаяся тем, что в качестве стабилизирующего вещества используют органические низкомолекулярные алифатические дихлориды при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид 0,5-0,7

Дихлориды 0,15-0,35

Вода остальное