КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛАМИДА (ЕЕ ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК C08L33/26 C08K5/05 C08K9/04 B01D37/03 B01D21/00 B01D51/02 B03D3/06 C02F1/56 

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

Водорастворимые высокомолекулярные соединения такие, как полакриламид и т.д., проявляют в водных растворах флокулирующие свойства. Эти свойства обуславливают применение указанных полимеров во многих промышленных процессах, например в текстильной, бумажной 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 щелочно-земельных 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 этиленхлоргидрин при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид 0,5Этиленхлоргидрин0,2-0,3Вода остальное

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

Полиакриламид 0,5Припиленхлоргидрин 0,15-0,3Вода 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 хлоргидринов 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 хлоргидринов, 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 хлоргидринов 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 хлоргидринов.

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.1,2 приведены кривые зависимости длительности хранения от концентрации стабилизирующих добавок.

Пример 1. В качестве добавки к исходному раствору ПАА используют этиленхлоргидрин, концентрация которого в растворе ПАА меняется от 0,05 до 0,5 вес.%.

Растворы с разным содержанием этиленхлоргидрина 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 этиленхлоргидрина имеет максимум в диапазоне концентрации от 0,2 до 0,3%. Следовательно, при указанном количестве этиленхлоргидрина в растворе ПАА деструкция во времени полимера минимальная, поэтому данный диапазон концентраций этиленхлоргидрина является оптимальным.

При концентрации этиленхлоргидрина 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 пропиленхлоргидрин, концентрация которого менялась от 0,05 до 0,5 вес.%.

Максимальное время хранения наблюдается в диапазоне концентраций пропиленхлоргидрина от 0,15 до 0,3%, который является, следовательно, оптимальным (фиг.2).

Таким образом, за счет добавок к раствору ПАА хлоргидринов 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 K 3/10, 1980.

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

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к композиции полиакриламидных флокулянтов повышенной стабильности при хранении. Повышенная стабильность при хранении композиций на основе полиакриламида достигается путем использования в качестве стабилизирующих веществ органических низкомолекулярных хлоргидринов алифатического ряда - этиленхлоргидрина или пропиленхлоргидрина. Состав композиции: полиакриламид - 0,5 вес.%; этиленхлоргидрин - 0,2-0,3 вес.% или пропиленхлоргидрин - 0,15-0,3 вес.%; вода - остальное. Вследствие использования хлоргидринов в указанных количествах повышается время хранения растворов полиакриламида от 2 до 180 суток. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Композиция полиакриламидных флокулянтов, включающая воду и стабилизирующее вещество, отличающаяся тем, что, с целью увеличения стабильности по отношению к деструкции во времени, в качестве стабилизирующего вещества она содержит этиленхлоргидрин при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиакриламид0,5Этиленхлоргидрин0,2-0,3ВодаОстальное

Полиакриламид0,5Пропиленхлоргидрин0,15-0,3ВодаОстальное