Способ получения порошкообразных водорастворимых акриловых полимеров Советский патент 1992 года по МПК C08F220/56 C08F8/12 

Изобретение относится к химии и технологии высокомолекулярных соединений и может быть использовано в нефтяной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - улучшение растворимости полимеров и улучшение технологии их получения.

Ниже приводятся примеры осуществч ления способа.

Пример 1. В реактор с механической мешалкой, гидрозатвором, барбо- тером, насадкой Дина-Старка, помещенный в водяную баню, загружают 400 мл гептана, содержащего 0,9 г сор би- тан-бис-(полиоксиэтилен Г} моностеарата (сорбиталя С-20) и 0,3 г моноалки- ловых эфиров полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов (препарата ОС-20), т.е. 0,3% от гептана при отношении сорбиталя С-20 к препарату ОС-20, равном 3:1), нагревают до 60°С, /одновременна продувая азотом. Затем. |при непрерывном перемешивании вводят 12 мл 50%-ного водного раствора акрил- амида, 76 мл 50%-ного водного раствора акрилата натрия, 12 мл акриловой кислоты. Полученную эмульсию при отношении водной фазы к органической фазе, равном 1:4, продувают азотом 30 мин и вводят в нее последовательно обескислороженные 2 мл 1%-ного водного раствора персульфата калия и 2 мл 1$ел

00

4

со

0 N9

I

його водного раствора 4,4-азобиспентаноата натрия. Через 20 мин температура полимеризации достигает 80°С. Полученную суспензию полимера выдерживают 2 ч, вводят 28 мл

28%-ного раствора гидроксида натрия и проводят гидролиз в течение 30 мин, далее азеотропную сушку. Суспензию (фильтруют, гранулы сушат при 50 °С.

Свойства порошкообразного водорастворимого сополимера приведены в таблице

Пример 2. В реактор с механи158

4362

цию, фильтрацию суспензии и сушку гранул полимера.

Свойства порошкообразного водораст- , воримого полимера приведены в таблице.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 3 получают полимер при полимеризации 32 мл 50%-ного водного раствора акрил- JQ амида и 45 мл 5,1%-ного водного раствора этилакриламида в 200 мл гептана, содержащего 0,3 г сорбиталя С-20 и 0,3 г препарата ОС-20 (0,3% от гекса- на и при отношении С-20:ОС-20 1:1) в

чеокой мешалкой, гидрозатвором, барбо- 15 присутствии 1 мл 0,5%-ного раствора тером, насадкой Дина-Сгарка, помещен- ный в водяную баню, загружают 300 мл толуола, содержащего 1,03 г сорбиталя С-20 и 0,1/ г препарата ОС-20 (О,40 мас.,% от толуола при отношении 20 С-20:ОС-20 6:1), нагревают до 50°С, одновременно продувая азотом при непрерывном перемешивании вводят 100 мл 50%-ного водного раствора акриламида, полученную эмульсию при отношении вод- 25 ной фазы к органической фазе, равном 1:3, продувают азотом 30 мин и вводят в нее последовательно обескислороженперсул-ьфата калия и 0,5 мл 0,5%-ного ра вора метабисульфата натрия. Полученную суспензию после подъема температуры выдерживают при перемешивании 2 ч, вводят 20 мл 1У%-ного водного раствора бикарбоната натрия и проводят гидролиз в течение 30 мин, затем проводят азеотропную дистилляцию, фильтрацию суспензии и сушку гранул полимера„

Свойства порошкообразного водорас воримого полимера приведены в таблице о

Пример (контрольный). Анал

Пример (контрольный). Аналоные 1 мл 1%-ного водного раствора персульфата калия и 1 мл 0,3%-ного водно- JQ гично примеру 3 получают порошкообразго раствора метабисульфита натрия.ный водорастворимый полимер при радиЧерез 15 мин температура полимеризациикальной полимеризации 100 мл 50%-нодостигает 85 С. Полученную суспензиюго водного раствора акриламида в

полимера выдерживают 2 ч, вводят 20 мл300 мл толуола, Содержащего 0,48 г 28%-ного водного раствора гидроксида

сорбиталя С-20 и 0,12 г ОС-20 (0,2% 35 от толуола), свойства которого приведены в таблице.

натрия и проводят гидролиз в течение 30 мин. Затем проводят азеотропную , дистилляцию, фильтруют и сушат полимер при 80°С,

Свойства порошкообразного водорастворимого полимера акриламида приведены в таблице„ Г

П р и м е р 3. Аналогично примеру .1 получают полимер при полимеризации 95 мл 50%-ного водного раствора акрил амида и 5 мл метилметакрилата в 200. мл циклогексана, содержащего 0,56 г сорбиталя С-20 и 0,14 г препарата ОС-20 (0,35 мас.% от циклогексана и при отношении С 20:( 4fl) , в присутствии 2 мл водного раствора персульфата калия и 1 мл 1%-ного водного раствора метабисульфи та натрия. Полученную суспензию после подъема температуры выдерживают при перемешивании 2 ч, вводят мл 21%- ного врдного раствора карбоната натрия и проводят гидролиз в течение 30 мин, затем - азеотропную дистилляприсутствии 1 мл 0,5%-ного раствора

персул-ьфата калия и 0,5 мл 0,5%-ного раствора метабисульфата натрия. Полученную суспензию после подъема температуры выдерживают при перемешивании 2 ч, вводят 20 мл 1У%-ного водного раствора бикарбоната натрия и проводят гидролиз в течение 30 мин, затем проводят азеотропную дистилляцию, фильтрацию суспензии и сушку гранул полимера„

Свойства порошкообразного водорастворимого полимера приведены в таблице о

Пример (контрольный). Аналогично примеру 3 получают порошкообраз300 мл толуола, Содержащего 0,48 г

сорбиталя С-20 и 0,12 г ОС-20 (0,2% от толуола), свойства которого приведены в таблице.

Полимеризация мономеров акрилового ряда з гидрофобном органическом растворителе, содержащем менее 0,3 мас.% сорбиталя С-20 и препарата ОС-20, нежелательна,так как получается неоднородный по гранулометрическому составу порошкообразный полимер и наблюдается потеря продукта за счет адгезии на стенках реактора и мешалки о

П р и м е р 6 (контрольный). Аналогично примеру 3 получают полимер при радикальной полимеризации 100 мл 50%-ного водного раствора акриламида в 300 мл толуола, содержащего 1,2 г сорбиталя С-20 и 0,3 г ОС-20 (0,5% от толуола), свойства которого при-, ведены в таблице.

Полимеризация мономеров акрилового ряда в гидрофобном органическом растворителе, содержащем более 0,4 мас.% сорбиталя С-20 и препарата ОС-20, не

5

/желательна,так как получается одно- родный порошкообразный полимер, но время растворения полимера увеличи, вается.

Пример (контрольный). В ре-1 актор с мешалкой, капельной воронкой,

тельной системы, состоящей из персуль.- Фата аммония и метабисульфитз натрия в соотношении 1:1. Полимеризацию проводят в течение 2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию гидролизован ного гомополимера в авиационном масле вводят 35 мл изопропилового спирта при комнатной температуре и перемешивают

обратным холодильником и барботером

(азота вводят 250 мл 0,5%-ного раствора

ОС-20 в толуоле и поднимают температу- ,0 30 мин.Полученную пульпу полимера

РУ до 50°Сг, одновременно продувают фильтруют и отделяют готовый продукт.

раствор азотом. Далее дояируют Свойства порошкообразного водорастворимого полимера акриламида приведены в таблице.

При м е р 10 (сравнительный), В реактор с мешалкой, капелькой ворон$0 мл 50%-ного водного раствора акрил- амида. После продувки образовавшейся эмульсии в течение 30 мин вводят О 5 мл 1,5%-ного раствора персульфата калия и 0,5 мл 1,0%-ного раствора ме15

кой, обратным холодильником и барботером азота вводят 250 мл 4%-ного раст- feopa сорбиталя С-20 в керосине и подтабисульфита натрия. Полимеризацию

проводят в течение 2 ч,.затем выполняют азеотропную сушку суспензии поли-20 имают температуру до 60 С; одновременмера в течение t ч, фильтруют, гранулы

полимера сушат на воздухе.

но продувают раствор азотом со скоростью 1 л/мин. Далее дозируют 60 мл 60%-ного водного раствора акриламида. После образования эмульсии вводят

Свойства порошкообразного водорастворимого полиакриламида приведены в таблице.

Примерв (контрольный). В реактор с мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером азота вводят 300 мл 1%-ного раствора сорбиталя С-20 в толуоле и поднимают температуру до 50°С, одновременно продувая азотом. Далее дозируют 100 мл 50%-ного водного раствора акриламида. После продувки образовавшейся эмульсии в течение 30 мин вводят 0,5 мл 1.%-ного раствора персульфата калия и 0,5 мл 0,75%-ного раствора метабисуль фита натрия. Полимеризацию проводят в течение 2 ч, вводят 10 мл 6 -ного водного растёора гидроксида натрия, содержащего 0,6 г сульфанола. После 30-минутного гидролиза полученного полимера проводят азеотропную сушку, фильтрацию и сушку полимера при 60°С.

Свойства полученного полимера приведены в таблице„

Пример4 (сравнительный). В реактор с мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота подают 230 мл 0,5%-ного раствора смеси олеатов ан- гидросорбитов в авиационном масле и поднимают температуру до 50ЙС, одновременно продувая раствор asofdM. Затем .дозируют 50 мл 60%-ного щелочного раствора акриламида (рН 10) при вращающейся мешалке, 6 мл 1%-ного водно- го раствора окислительногвосстанови15843&2

тельной системы, состоящей из персуль.- Фата аммония и метабисульфитз натрия в соотношении 1:1. Полимеризацию проводят в течение 2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию гидролизован ного гомополимера в авиационном масле вводят 35 мл изопропилового спирта при комнатной температуре и перемешивают

15

кой, обратным холодильником и барботером азота вводят 250 мл 4%-ного раст- feopa сорбиталя С-20 в керосине и под имают температуру до 60 С; одновремен

но продувают раствор азотом со скоростью 1 л/мин. Далее дозируют 60 мл 60%-ного водного раствора акриламида. После образования эмульсии вводят

6 мл 5&-ного водного раствора окислительно-восстановительной инициирующей системы, Состоящей из персульфата аммония и метабисульфита натрия (отношение реагентов 1:1). Полимеризацию проводят в течение 2 ц, по завершении ее в образующуюся суспензию полимера вводят 7,5 мл 50%-ного водного раствора щелочного агента, состоящего из едкого натра и карбоната натрия в мольном отношении 1:1, и перемешивают 1 ч. Затем суспензию гидролизоваиного полимера охлаждают до комнатной температура, вводят 100 мл изопропилового спирта (отношение полимер:изопро- пиловый спирт равно 1:1 по массе) и

перемешивают 50 мин. Полученную суспензию полимера фильтруют обычным спо собом.

Осуществление процесса получения порошкообразных водорастворимых полимеров в условиях, отличных от предлагаемых, приводит, помимо ухудшения растворимости, к потерям полимера на стенках реактора (примеры 5,9).

Формула изобретения

Способ получения порошкообразных водорастворимых акриловых полимеров путем эмульсионной полимеризации водных растворов акриловых мономеров в среде гидрофобного органического растворителя в присутствии эмульгатора и инициатора полимеризации при

повышенной температуре, щелочного гид- релиза полученных полимеров и последующего их выделения, отличающийся тем, что, с целью улучшения растворимости полимеров, в качестве эмульгатора используют смесь Гсор15843628

битан-бис(полиоксиэтилен) моностеара- та и моноалкиловых эфиров полиэтилен гликоля на основе первичных жирных спиртов при массовом отношении 1-6:1 соответственно в количестве 0,3-U, от массы органического растворителя.

Свойства порошкообразных водорастворимых полимеров