Способ получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида Советский патент 1983 года по МПК C08F220/56 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам полимеризации ак риламида и водорастворимого акрилового мономера в средах, не являющихся растворителями ни мономеров ни образующегося полимера с последующим выделением готового продукта. Известен способ получения порош сообразного полиакриламида полимеризацией акриламидвв водно-спирто .вой или водно-ацетоновой среде, т. рреде, растворяющей мономеры и не растворяющей полимер 1j. :; Выпавший в осадок полимер выделяют, сушат и для уменьшения раЗИера частиц подвергают измельчению Образующиеся пылевидные частицы при контактировании с водой склонны к а ломерированию, что затрудняет процесс растворения. Наличие пыли недопустимо с точки зрения техники безопасности. Известен способ получения гранулированного полиакриламида инверсионно-суспензионной полимеризацией криламида и акриловых мономеров в Я идкой дисперсионной среде, не раст воряющей мономеры и сополимер, в ка местве которой используют толуол и другие органические растворители с Вязкостью 0,6-1,2 сСт. Исходную эмульсию типа вода в масле получают диспергированием водного раствора мономера в органическом растворителе а присутствии Поверхностно-активных веществ неион генного типа, проводят полимеризацию при перемешивании и нагревании. Образующийся полимер выделяют фильт рованием или центрифугированием и сушат Л , Недостатком этого способа являет ся нестабильность образующейся суспензии, что связано с низким значением отношения вязкостей дисперси онной среды и дисперсной фазы, и приводит к получению неоднородного по гранулирометрическому составу продукта. Известен способ получения сополимеров акриламида с водорастворимым мономером акрилового ряда диспе гированием водного раствора мономеров в нефтепродуктах, а именно минеральных маслах, с кинематической Вязкостью 60-130 сСт и полимеризацией в присутствии инициаторов рг1дикального типа. Полученный готовый продукт отмывают от дисперсионной среды и сушат зЗ Недостатком способа является низкий выход сополимера, составляющий , вследствие когезии частиц полимера к реактору и мешалке. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является способ получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5- мас.% нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул. Полимеризацию проводят при интенсивном перемешивании в атмосфере азота в течение 1,5-3 ч при 50-60 С, по завершению которой в систему добавляют углеводород, образующий азеотроп с водой. Отгонку 70-80% воды осуществляют при 50±2-С, остаточном давлении 150-300 мм рт.ст. в течение 1-2 ч. Обезвоженные гранулы полимера размером 0,2-0,3 мм отделяют от нефтепродуктов фильтрованием и сушат А. Недостатками данного способа являются адсорбирование на поверхности гранул полимера 0,4-11 поверхностноактивного вещества, загрязняющего готовый продукт, в результате чего увеличивается время сушки полимера, снижается фильтруемость его растворов через пористые среды, а также необходимость обезвоживания полимера азеотропной дистилляцией, которая сложна в аппаратурно-техническом исполнении (сложность точного поддержания вакуума, дополнительное оборудование реактора системой разделения азеотропа). Цель изобретения улучшение качества продукта и упрощение технологии его получения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-0, мас. нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул, после завершения полимеризации в суспензи сополимера в нефтепродукте вводят в дорастворимый одноатомный спирт в количестве 100-300 мас. образующегося полимера. Способ осуществляют следующим об разом, «0-60 -ный водный раствор акриламида и сомономера акрилового ряда диспергируют в нефтепродукте, содёржаще;м 0,5 мас. нефтепродукта поверхностно-активного вещества пр в атмосфере инертного газа. Затем проводят радикальную полимеризацию в течение 1,5-2 ч и в полученную суспензию полимера вводят во дорастворимый одноатомный спирт при массовом соотношении к образующемус полимеру {1:1)-(3:0. Суспензию перемешивают в течение 0,5-1 ч при комнатной температуре, при этом вод содержащаяся в полимере, переходит спирт вместе с поверхностно-активным веществом.Образующаяся водно-сп товая фаза не смешивается с нефтепр дуктом и ее отделяют декантацией. Нефтепродукт снова используют в про цессе . Водно-спиртовую фазу после ре генерации возвращают в цикл.Обезвожен ные микрогранулы полимера размером 0, 0,3 мм отделяют фильтрованием и сушат. Качественные показатели готового продукта характеризуют размером гранул и наличием поверхности но-активного вещества на поверхности гранул. В качестве сомономеров акриламид используют акриловую,метакриловую кислоты, их соли, солянокислый диме тиламиноэтилметакрилат и другие мономеры акрилового ряда. Из нефтепродуктов могут быть использованы фракции с т.кип.110300 с, а именно керосин, толуол, минеральные масла (высоковакуумное, авиационное, моторное). В качестве неионогенных эмульгаторов применяют стеараты, пальмитаты и другие моноолеаты ангидросорбитов. Из водорастворимых одноатомных спиртов, смывающих поверхностноактивное вещество с поверхности гранул сополимера акриламида и высушивающего его от воды, используют этиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты. Применение спирта в массовом соотношении к образующемуся полимеру меньше 1:1 приводит к несмачиваемости полимера, а в соотношении больше 3:1 - экономически нецелесообразно . Содержание поверхностно-активного вещества в готовом продукте определяют фотоколориметрическим способом. Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота подают 230 мл 1 -ного раствора оксиэтилированных стеаратов и пальмитатов ангидросорбитов в толуоле и поднимают температуру до , продувают раствор азотом. Затем в реактрр дозируют 50 мл 60%-ного водного раствора акриламида и солянокислого диметиламиноэтилметаКрилата (соотношение акридамида и диметиламиноэтилметакрилата составляет 7:3, ) при вращающейся мешалке (скорость 300-400об/Мин) 3 мл 1 -ного водного раствора персульфата аммония в 3 мл 1 -ного водного раствора метабисульфита натрия. Полимеризацию проводят в течение 2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию сополиме0а в толуоле вводят 90 мл изопропилового спирта (соотношение полимер:изопропиловый спирт равно 1:3 по массе) при комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 1 г. Полученную пульпу полимера фильтруют на воронке Бюхнера. Прим ер 2.В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой Дозаторами мономеров, инициаторов, растворителя, барботером для ввода азота, подают 2,3 л 3 -ного раствора оксиэтилированных стеаратов и олеатов ангидросорбитов в керосине и поднимают Температуру до , продувают реактор азотом. Затем в реактор дозируют 500 мл 60 -ного водного раствора акриламида при вращающейся ме-. шалке, 6 мл раствора персульфата аммония и 6 мл 5%-ного раствора метабисульфита натрия. По окончании полимеризации вводят 75 мл 501-ноговодного раствора щелочного агента, состоящего из едкого натра и карбоната натрия в мольном соотношении 1:1 и проводят перемешивание в течение 1 ч. Затем суспензию гидролизованного полимера охлаждают до комнатной температуры, вводят 300 мл иэопропилового спирта (соотношение полимер: изопропиловый спирт равно 1:1 по массе и проводят перемешивание в течение 50 мин. Полученную суспензию полимера фильтруют обычным способом. Пример 3.В реактор5снабженны мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота, вводят 250 мл %-ного раствора смеси полиэтиленгликолевых эфиров стеаратов и пальмитатов ангид росорбитов в керосине и нагревают до в атмосфере азота. Затем дозируют 62 мл 50%-ного водного раствора акриламида и солянокислого диэтиламиноэтилметакрилата (соотношение мономеров 1:1, ) при вращающейся Мешалке (скорость 500 об/мин),1 мл 5 -ного водного раствора персульфата аммония и 1 мл 3%-ного раствора метабисульфита натрия в воде. Температурный скачок достигает 16 С, по сни жении которого делают выдержку в течение 2 ч. По завершении полимеризации в образующуюся суспензию полимера в керосине вводят 40 мл этилового спирта При комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 0 мин, Пример . В реактор, снабжен ный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота, подают 230 мл 1%ного раствора смеси олеатов ангидросорбитов в авиационном масле и поднимают температуру до , одновременно продувая раствор инертным газом. Затем дозируют 50 мл б01-иого щелочного раствора акриламида (рН 10) при вращающейся мешалке 6 мл 1 -ного водного раствора окислительно-восстановительной системы, состоящей из персульфата аммония и метабисульфита натрия в соотношении 1:1. Полимеризацию проводят в течение 2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию гидролизованного гомополимера в авиационном масле вводят 35 мл изопропилового спирта при комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 30 мин. Полученную пульпу полимера фильтруют и отделя ют готовый продукт.. Пример 5. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота, вводят 250 мл 1 -ного раствора смеси стеаратов и олеатов ангидросорбитов в смеси двух растворителей, состоящей из керосина и толуола в соотношении 1:1 и поднимают температуру до ii5 С, одновременно продувают раствор азотом со скоростью 1 л/мин. Далее дозируют 60 мл 60 |-ного водного раствора мономеров, приготовленного из акриламида и солянокислого диметиламиноэтилметакрилата (соотношение мономеров 1:1, ). После образования эмульсии вводят 6 мл водного раствора окислительно-восстановительной системы, состоящей из персульфата аммония и метабисульфита натрия / соотношение реагентов 1:1, Полимеризацию проводят в течение 2 ч по завершении ее е образующуюся суспензию полимера в толуольно-керосиновой среде вводят 35 мл бутилового спирта и перемешивают в течение 1 ч. Полученную пульпу полимера фильтруют на воронке Бюхнера и отделяют готовый продукт, Свойства водорастворимых полимеров акриламида приведены э таблице. П р и м е р 6 (сравнительный). В колбу, снабженную холодильником, капельной воронкой, барботером для ввода азота и насадкой Дина-Старка, загружают %-ный раствор оксиэтилированных стеаратов и пальмитатов ан гидросорбитов в 190 мае.ч. керосина продувают азотом и доводят температ ру до 50i2°C. Затем в реактор подают 75 мае.ч. 60%-ного водного раствора смеси акриланида и метакрилата натрия при вращающейся мешалке и 0,12 мае.ч. 5%-ного водного раствора персульфат аммония. Полимеризацию ведут в течение 2 ч. По завершении реакции добавляют ,70 мае.ч. толуола и отгоняют 80% воды азеотропньй дистилляцией. Азе78отропную смесь улавливают в конденсаторе, где она расслаивается и толуол возвращается в реактор. Полученную суспензию фильтруют, полимер сушат при . Таким образом, предлагаемый способ получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида позволяет получать водорастворимые сополимеры а виде однородных частиц размером 0,1-0,3 мм, при этом сокращается время обезвоживания и сушки полимеров (упрощается технология получения полимера), улучшается качество готового продукта за счет смывания поверхностно-активных веществ с поверхности гранул водорастворимым одноатомным спиртом.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-4 мас.% нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул,.о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества продукта и упрощения технологии его получения, после завершения полимеризации в суспензию сополимера в нефтепродукте вводят i водорастворимый одноатомный спирт (Л в количестве 100-300 масД образующегося полимера.