Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта Советский патент 1991 года по МПК C08J3/24 C08L29/04 

Изобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта, который может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в различных сорбционных процессах.

Целью изобретения является придание гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах.

Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта включает замораживание раствора поливинилового спирта (ПВС), дегидратацию и сушку продукта; замораживанию подвергают 10-15%-ный водный раствора поливинилового спирта в толуоле в присутствии эмульгатора на основе окиси этилена до температуры (-16)-(-30)0С с последующим размораживанием со скоростью 0,1-0,8 град/мин. После этого осуществляют обработку полученных гранул гидрогеля п-ксилолом при нагревании до температуры кипения с последующей промывкой и сушкой продукта. Дегидратацию в данном способе проводят этиловым спиртом или ацетоном или вакуумной сушкой, а обработку п-ксилолом осуществляют в течение 10-40 ч.

Водный раствор поливинилового спирта со степенью гидролиза не менее 95 мол.% и степенью полимеризации 1500- 2500 и концентрацией 10-15 мас% вводится в раствор толуола, содержащий эмульгатор на основе окиси этилена Синтанол ДС-20 с 20% окиси этилена, присоединенный к исходной смеси спиртов Сю-Сш. Использование эмульгаторов додецилсульфата натрия или ОП-7, ОЛ-10 не позволяет получить гранулы из-за налипания раствора поливинилового спирта на стенки -реактора.

О 00 О

ч ю о

Применение раствора поливинилового спирта (ПВС) с концентрацией менее 10 мас,% не позволяет получить механически прочные гранулы, а при концентрации более 15 мас.% возникает затруднение в формировании гранул из-зз высокой вязкости раствора ПВС. При температуре выше - 16°С не происходит надежное замерзание 10%-ного раствора ПВС, а при температурах менее -30°С ухудшаются условия получения гранул вследствие увеличения вязкости раствора толуола,

Размораживание со скоростью менее 0,1 гад/мин значительно увеличивает продолжительность процесса, а при скорости более 0,8 град/мин слипаются гранулы, что приводит к образованию лишь поверхностной температурной устойчивости при последующей обработке п-ксилолом. Дегидратация гранул производится этиловым спиртом или ацетоном или вакуумной сушкой. Гранулы гидрогеля, дегидратован- ные спиртом, получаются более высокого качества, т.е. при этом происходит добавочная очистка гидрогеля от исходного ПВС.

Время обработки п-ксилолом выбрано в интервале 10-40 ч. При меньшем времени обработки происходит слабая сшивка гидрогеля, что незначительно повышает его температурную стойкость. Обработка более 40 ч нецелесообразна из-за увеличения продолжительности процесса при одинаковом качестве конечного продукта.

Пример1.16г порошка ПВС (содержание воды 6%, степень гидролиза 96 мол.%, степень полимеризации 1600) растворяют в 85 г воды, 10 г полученного раствора вливают в 225 мл толуола, содержащего 0,005 г эмульгатора Синта- нол ДС-20, при перемешивании 200-600 об/мин. Перемешивание- мешалкой с числом оборотов более 800 в минуту разбивает гранулы в пыль, а при оборотах менее 200 в минуту происходит слипание гранул. Охлаждают до -25°С, выдерживают 15 мин, размораживают до +20°С со скоростью 0,1 град/мин. Гранулы фильтруют и дегидратируют спиртом в течение 20 ч, затем сушат при 20°С в течение 20 ч. Полученные гранулы нагревают в 100 мл п-ксилола при 140°С 40 ч, затем вновь фильтруют, промывают 50 мл спирта, сушат при 50°С 6 ч. Полученные гранулы гидрогеля обладают температурной стойкость в воде при 40°С неограниченное время, при 100°С - 6 ч, т.е. время, достаточное для стерилизации,

Примеры 2-15 и свойства получаемых гранул приведены в табл.1.

Для сравнения сорбирующих свойств несшитого и сшитого криогелей была выбрана модель вода - фенол. Сорбцию проводят путем 12-часовой выдержки навески

криогеля (0,025 г) в 5 мл 0,1 н. водного раствора фенола. После э ого криогель удаляют фильтрованием и по разности концентраций исходного и конечного растворов фенола определяют статистическую обменную

емкость (СОЕ), Содержание фенола в растворах определяют стандартным методом Коппешаара.

Регенерацию сшитого криогеля проводят двукратным 5-минутным кипячением в

50 мл воды (со сменой воды). Несшитый криогель в таких условиях растворяется. Много- кратная промывка геля водой (20°С) не регенерирует его, Результаты опытов приведены в табл.2.

Таким образом, сшитый сетчатый криогель ПВС по изобретению может быть использован многократно без значительного снижения емкостных характеристик. Несшитый гель для этого непригоден.

Полученный по изобретению гранулированный гидрогель из поливинилового спирта с высокой.температурной стойкостью в воде возможно использовать везде, где требуется макропористый гранулированный носитель, выдерживающий воздействие воды при повышенных температурах (в частности, в качестве полимерного носителя биологически активных веществ - белков).

Формула изобретения

1.Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта, включающий замораживание 10-15%-ного водного раствора поливинилового спирта с последующим

размораживанием геля и сушкой, отличающийся тем, что, с целью придания гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличения кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах,

замораживание осуществляют в присутствии в качестве эмульгатора оксиэтилирован- ной смеси спиртов Сю-Cie, а также толуола до температуры (-15)-(-30)°С, размораживание осуществляют со скоростью 0,1-0,8

. град/мич с проведением перед сушкой дегидратации, после чего полученные гранулы гидрогеля обрабатывают ксилолом при тем; пературе кипения.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что дегидратацию проводят спиртом

или ацетоном или используют вакуум.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что обработку ксилолом осуществляют в течение 10-40 ч.

Таблица 1

Изобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта, который может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в различных сорбционных процессах. Придание гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах достигается новым способом его получения, включающим замораживание 10-15%-ного водного раствора поливинилового спирта в присутствии эмульгатора- оксиэтилирован- ной смеси спиртов Cio-Cie и толуола до -15- (-30)°С с последующим размораживанием со скоростью 0,1-0,8 град/мин. Затем осуществляют дегидратацию полученного -в форме гранул гидрогеля этиловым спиртом, ацетоном или используют для этой цели аа- куум, сушат гранулы и обрабатывают их ксилолом при температуре кипвния. Время обработки ксилолом 10-40 ч. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

Контрольные примеры

Таблица 2