Способ получения водорастворимого сополимера акриламида Советский патент 1991 года по МПК C08F220/56 C08F8/12 C08F220/56 C08F220/06 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к получению полимеров на основе акриламида, используемых в качестве флокулянтов, буровых растворов, структурообразователей почвы и др.

Целью изобретения является улучшение флокуляционной способности гидроли- зованного полиакриламида и повышение его стабильности.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, барботером для продувки азота, вводят 40 мл 52%-ного раствора акриламида. 56 мл бидистиллиоованной воды, 5 мл 0,01%-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от акриламида). Продувают реакционную смесь азотом в течение 30 мин и вводят обескислороженные растворы персульфата калия (0,018% от акриламида) и метабисульфита натрия (0,006% от акриламида). Начальная температура полимеризации 30°С. После 2 ч полимеризации температура достигает 78°С. Полученный гель размельчают, перемешивают с 8,8 мл 40%-ного гидроксида натрия (30 моль% от полимера) и выдерживают при 70°С в течение 1 ч. Полученный гидролизо- ванный полимер сушат при 100°С.

Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии 8,8 мл 40%-ногр раствора гидроксида натрия и 5 мл 0,01 %-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы полимера).

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 проводят полимеризацию реакционной смеси, состоящей из 100 мл 50%-ного водного раствора акриламида в 300 мл 1 %-ного толуольного раствора сорбиталя С-20, в присутствии 1,25 мл 0,1 %-ного водного раствора 2-меркаптобензтиазола натриевой соли (0,0025% от массы акриламида), 1,5 мл 1 %-ного раствора персульфата калия и 0,8 мл 1 %-ного раствора метабисульфита нае

о- о

4 СП О

GJ

фия при 50°С. После завершения полиме ризации полученную суспензию нагревают дф 60°С и вводят 35 мя 40%-ного раствора гцдроксида натрия (50 моль% от полимера) и 0,6 мл 0,1 %-ного водного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола 0,0025% от массы полимера). Проводят гидролиз в течение 0,5 ч. Затем-суспензию нагревают дОб5°С и отгоняют 80% воды азеотропной дистилляцией. Азеотропную смесь улавливают в конденсаторе, где она расслаивает- ci, и толуол возвращают в реактор. Полученную смесь отфильтровывают, пол- сушат при 80-100°С.

Аналогично получают гидролизованный полимер акриламида без стабилизирующем добавки на стадии гидролиза.

Пример 3. В реактор вводят 350 мл 11%-ноготолуольного раствора сорбиталя С- 2р, 100 мл 50%-ного водного раствора акриламида, 0,5 мл 0,25%-ного раствооа натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида). После продувки азотом в течение 30 мин вводят 1,5 мл 1 %-ного раствора персульфата калия и 0,8 мл 1 %-ного раствора метабисульфита на- т|рия. После завершения полимеризации до- бавляют в суспензию при 60°С 54,8 мл 46%-ного раствора гидроксида натрия (90 от Полимера) и 0,5 мл 0,25%-нсго раствора 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы полимера) и проводят гидролиз в течение 3 ч. Затем отгоняют воду, суспен- ию фильтруют, полимер сушат при 801оо°с.

Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добевки.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 2 . проводят суспензионную полимеризацию акриламида, полученную суспензию выдерживают 2 ч, затем вводят в нее 55 мл 46%- ного раствора гидроксида натрия (90 моль% от полмакриламида), содержащего 5 мл 0,25%-ного раствора натриевой соли мер- каптобензтиазола (0,025% от массы полимера), и проводят гидролиз при 70°С в течение 2,5 ч. Путем азеотропной сушки отгоняют 80% воды при 65°С в течение 6 ч. Гидролизованный полимер отфильтровывают и сушат при 100°С.

Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.

Пример 5. В раствор, полученный смешением 60 мл 50%-ного раствора акриламида и 33 мл бидистиллированной воды, вводят 0,25 мл 0,3%-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида), после продувки азотом - обескислороженные растворы перьульфрта алия (0,018% от массы акриламида) мметабмоульфита натрия (0,006% от массы а:фипамида) После 8 ч полимеризации полуе ньч 1 гель гранулируют в экструдере

в присутствии 30мл 40%-ного раствора гид- роксида натрия (70 моль% от полимера) и 3 мл 0,25%-ного раствора натриевой соли 2- мьркаптобензимидазола (0,015% от массы полимера). Выдерживают измельченный

0 гель при 60°С в течение 3 ч, сушат при 20°С

Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.

5 Пример 6. В реактор вводят 38 мл 55%-иого раствора акриламида, 58 мл бидистиллированной воды, 0,5мл 0,1 %-ного водного раствора натриевой соли 2 меркаптобензтиазола (0,0025% от массы

0 акрилэмида) Продувают азотом и вводят рас- воры персульфата калия (0,018% от массы акрилзмида) и метабисульфита натрия (О 006% от массы акриламида). После двухчасовой полимеризации полученный гель

5 размельчают и загружают в реактор, содержащий 160 мл 0,5%-ного толуольного рас- творз сульфонола, и проводят гидролиз, дозируя при 60°С 18 мл 46%-ного раствора гидроксида натрия, содержащего 0,003 г 20 меркаг тобензтиазола (0,015% от массы

полимера) - 70 моль % от полиакриламида.

После гицролиза в течение 3 ч при 60°С

„ проводят азеогропную сушку суспензии

при 65°С в течение б ч. Полимер отфильтроЬ вивзюг и при 100°С.

Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 2

0 получают полимер суспензионной полимеризацией 100 мл 50%-ного раствора акрила- ммда в 350 мл 1 %-ного толуольного раствора сорбиталя С-20 в присутствии 1,25 мл 0,1 %-ного водного раствора натриевой

5 соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида) и 1,5 мл 1 %-ного раствора персульфата калия и 0,8 мл 1 %-ного раствора метабисульфита натрия. После завершения полимеризации и 2-часовой вы0 держки суспензии проводят азеотропную дистилляцию, улавливая азеотропную смесь в конденсаторе. Полученную суспензию фильтруют, полимер сушат при 80- 100° С

5Полученный полимер растворяют из

расчета получить 500 мл 1 %-ного раствора и при перемешивании в течение 6 ч при 80°С гидролизуют в присутствии 63 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (90 моль.% от полиакриламида) и 6,25 мл 0,1 %-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензими- дазола.

Аналогично проводят гидролиз без стабилизирующей добавки.

Примерв (контрольный). Аналогично примеру 2 проводят суспензионную полимеризацию акриламида. После завершения полимеризации проводят гидролиз полимера в суспензии при 70°С в течение 30 мин в присутствии 31 мл 46%-ного раствора гидроксида натрия (50 моль.% от полиакри- ламида) и 0,5 мл 0,1 %-ного раствора натриевой соли . 2-меркаптобензимидазола (0,002% от массы полимера). Проводят азе- отропную сушку в течение 5-6 ч, полимер отфильтровывают и сушз т при 80-100°С.

Аналогично получают полимер без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 1 проводят полимеризацию реакционной смеси, состоящей из 40 мл 52 %-ного раствора акриламида, 59 мл бидистиллированной воды, 2 мл 0,001 %-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0001% от акриламида), растворов персульфата калия и метабисульфита натрия (0,018 и 0,006% от акриламида соответственно). После 2 ч полимеризации полученный гель размельчают, перемешивают с 18 мл 46%-ного гидроксида натрия при 70°С в течение 1 ч, затем сушат при 100°С.

Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии 18 мл 46%-ного раствора гидроксида натрия и 5 мл 0,01 %-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы полимера) или 5 мл 0,1 %-ного (0,025% от массы полимера) раствора этой же соли.

Результаты испытаний полученных гид- ролизованных полимеров представлены в таблице.

Стабильность полимеров к деструкции в присутствии гидролизующих агентов характеризует коэффициент сохранения вязкостных свойств ( KJJ), равный

;

где - характеристическая вязкость полимера, гидролизованного в присутствии стабилизирующей добавки;

ij - характеристическая вязкость полимера, гидролизованного в отсутствие стабилизирующей добавки.

Характеристическую вязкость раствора полимера определяют на капиллярном вискозиметре Уббелоде с диаметром капилляра 0,54 «лм при 25°С. В качество растворителя используют 10%-ный раствор NaCI.

Оценку флокуляционной способности гидролизованных полимеров проводят по

5 скорости осаждения стандартной суспензии - оксида меди, имеющей постоянный химический и гранулометрический состав, при высоких рН среды (более 11).

Оксид меди получают кипячением гид0 ратз окиси меди, образующегося при взаимодействии 20 мл 4 н. раствора сульфата меди и 10 мл 2 н. раствора гидроксида натрия, при фиксированном рН среды, равном 9,18. Полученную суспензию оксида меди

5 переносят в градуированный цилиндр емкостью 250 мл и доводят объем суспензии до верхней метки 0,2 н. раствором карбоната натрия. Затем в суспензию оксида меди вводят 5 мл 0,1 %-ного раствора гидролизован0 ного полимера, перемешивают дисковой мешалкой и замеряют время перемеа1ения границы раздела фаз (осаждение оксида меди) от метки 200 мл до метки 100 мл ча цилиндре. Скорость осаждения оксида меди

5 рассчитывают по формуле

W, мм/с, 100/Г

где г - время перемещения границы раздела фаз.

0 Введение натриевой соли 2-мегжапто- бензтиазола или 2-меркэптобензимидазолв в количестве, меньшем 0,0025 мас.% от полимера, при гидролизе не позволяет предотвратить деструкцию полимера

5 коэффициент сохранения вязкостных свойств низкий.

ведение натриевой соли указанных веществ в количестве, большем 0,025 мас.% от полимера, не способствует повышению ко-.

0 эффициента сохранения вязкостных свойств после гидролиза и улучшению фпо- куляцмонной способности гидролизозан- ных полимеров.

Формула изобретения

5 Способ получения водорастворимого сополимера акриламида путем полимеризации акриламида в присутствии инициатора полимеризации и 0,0001-0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола с по-,

0 следующим щелочным гидролизом полиакриламида, отличающийся тем, что, с целью улучшения флокулирующей способности гидролизованного полиакриламида и пов ышения его стабильности к де5 струкции, гидролиз полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0025-0,025% в расчете на массу полимера натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2-меркаптобензимидазола.

NaMBT - 2-трк«птобен«тимола натри com, ЯяНБИ - г-меркаптобеиэимилаэола натривмя font.

Изобретение относится к получению гидроизолированного полиакриламида, используемого в качестве флок лянта, стабилизатора буровых растворов, структурооб- разователя почв и др. Изобретение позволяет увеличить флокуляционную способность (скорость осаждения оксида меди до 15,2 мм/с) и повысить стабильность полимера и деструкции (на 56-86%). Эффект достигается тем, что полимеризацию акри- ламида и гидролиз полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0001-0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола на первой стадии и 0,0025-0,025 мас.% натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2- меркаптобензимидазола на второй стадии. 1 табл.