Состав водорастворимого пленкообразователя для предпосевной обработки семян и способ его получения Советский патент 1993 года по МПК C08F220/18 C08F8/32 C08K5/521 C08L33/12 A01C1/06 C08F220/18 C08F220/58 C08F220/06 

Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в сельском хозяйстве, в качестве пленкообразователя в составе для инкрустации се- мян, используемых в предпосевной обработке семян.

Цель изобретения - разработка экономического, экологически безвредного м пожаробезопасного способа получения пленкообразователя и расширение ассортимента водорастворимых полимеров с повышенной удерживающей способностью.

Цель достигается нейтрализацией в известном способе избытка моно- этаноламина в реакционной смеси ортофосфорной кислотой при мольном соотношении компонентов, соответственно равном МЭА:НзР04 1:0.8-0,97, при этом компоненты реакции взяты в следующем соотношении, мас.%:

Полиметилметакрилат 17,0-21,0 Моноэтанолзмин25.0-32,0

Ортофосфорная кислота 28,0-36,0 ВодаОстальное

Продукт модификации ПММА моноэта- нолоэмином в водной среде с последующее нейтрализацией избытка МЭА ортофосфорной кислотой условно назван Дзмэн-Р. Он представляет собой пленкообразующую смесь, состоящую из, мзс.%:

МПММА 20-24

Двузамещекный

ортофосфзт этмламмония 44-54

ВодаОстальное

ю сл

00

О

Сущность изобретения состоит в следующем,

В реактор, снабхченчый мешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают исходные соединения: моноэта- ноламин (МЭА) и полиметилметакрилат (ПММА), который является отходом производства ор эн11 - ес ого стекла. Вез нагревания компонентов реляционную массу перемешивают до образования однородной массы без комков. После чего включают обогрев и ведут процесс модификации при перемешивании и температуре 100°С в течение 10ч. По окончании процесса модификации при температуре 40-50°С, не допуская ее повышения, нейтрализуют избыток МЭА орюфосфорной кислотой с получением водорастворимой смеси, наз энной Дэман-Р.

Количество ортофосфорнои кислоты должно быть таким, чтобы реакционная масса не содержала свободного МЭА и была растворимом в поде. Для этой цели орто- фосФорную кислоту берут в следующем со- отношении к избытку МЭА, который не иступил а реакцию модификации ПММА, моль НзРСм:МЗАИЗ,8-0,97:1. При этом рН 1 %-ныч зодиых рггтвороа 7,0-7,5. Количество НзРО/з, взятое дл нРйфалпзации МЭА более 0,97 молк ч л 1 моль МЭА, приводит к образованию нерастворимых в воде продуктов, а 0,8 моль на 1 моль избытка МЭА не позволяет полностью нейтрализовать избыток МЭА, который является токсичным веществом.

В качестве ПММА использовали огход производства суспензионного оогстелла (эмульсионный коагулят), который содержал 40-60% ПММА и воду, рН отхода 1,7-2,2. Мол. масса 117400. МЭА- б 1,08; ТУ 8-09-2447-71; ортофосфорная кислота ГОСТ 6552 58.

При данном способе все вещества, взятые в реакционный процесс, переходят по завершении реакции нейтрализации избытка МЭА ортофосфорнои кислотой в целевой продукт, нет вредных сточных жидкостей и выбросов в атмосферу.

Дэман-Р является малоопасным веществом (4 класс опасности) и может применяться в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян зерновых культур (см. таблицу).

Из таблицы следует, что способность к удерживанию протравителя Витавакс на семенах озимою ячменя на 14,0-15,0% вы шеу Дэман-Р при меньшей (0,15 м /т) дозе расхода.

Сущность поясняется примерами конкретного выполнения

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают 122,16 г моноэта- нолэмина МЭА, 200 г отхода полиметилметакрилата ПММА, содержащего 80 г ПММА и 120 г воды (40% ПММА и 60% воды). Без нагревания компоненты реакционной массы перемешивают до образования однородной массы без комков. После чего включают

обогрев и ведут процесс при перемешивании и температуре 100°С до образования водорастворимой, прозрачной, гомогенной массы в течение 10 ч. После этого ведут процесс еще 2 ч.

По окончании процесса модификации реакционную массу охлаждают до 30-40°С, отбирают пробу для дальнейшего анализа МПММА и начинают медленно, при перемешивании и не допуская подъема температуры выше 40-50°С, приливать рассчитанное

количество НзРСМ в соотношении: на 1 моль

МЭА - 0,В моль НзРСм (128,57 г). Приводим

соотношения компонентов реакции, мас.%:

МЭА27,25

ПММА17,72

Н2026,56

НзРСМ28,47

При более высокой температуре возможно вспенивание реакционной массы.

Массу тщательно размешивают до однородного состояния (густая, текучая масса), рН 1%-ного водного раствора этой массы равен 7,2. Продукт при температуре 40-50°С выгружают в полиэтиленовую, стеклянную или из нержавеющей стали тару.

Расчет количества МЭА, которое необходимо нейтрализовать после получения МПММ.

Количество МЭА не вступившее в реакцию с ПММА, м которое необходимо нейтрализовать НзРСМ, рассчитывают, исходя из анализа состава МПММА, выделенного из взятой пробы и анализируют на С, Н, N, (, ,39, МамидЮ.бО, N3MMoH 4,15,

,75 мас.%) Состав МПММА рассчитывают по уравнению и находят массовую долю азотсодержащих звеньев В данном случае она равна 0,45. Количество МЭА, которое необходимо нейтрализовать ортофосфорной кислотой, рассчитывают по формуле

55

д гл -61.08 -(b +c) 1 iq А- -122,1Ь80.0 -61,08 -045 100

122,1621 П-100 17 (г)

где А - количество МЭА, п мщию т-масса (г) навески ПММ/1 г 1 п к-Кулярная масса МЭА; 100 - м.м. ПММА, (Ыс) - массовая доля азотсодержащих звеньев в МПММА. Т.о., необходимо нейтрализовать 100,17 г непрореагировавшего МЭА.

Расчет НзРО/ь необходимый для нейтрализации МЭА.

Установлено методом потенциометрм- чкского титрования,что для нейтрализаиии (рН--7) 1 моль МЭА (61,08 г) необходимо 0,8 моль (78,4 г) НзРОл. В результате чего получается соль МЭА и НзРОз - двузамещен- ный ортофосфат этиламмоиия: -1- NH-,0

Јн, V°

сн.

он

Состав соли подтвержден данными элементного анализа на С, Н, N, Р. По данным элементного анализа соль содержит, мэс.%: ,96; ,62; ,90; ,02; ,50.

Рассчитано: ,02; ,67; ,92; Р-21,38; 0-45,41. В ИК-спектре двухзаме- щенного ортофосфора этиламмония содержатся следующие полосы, характерные для отдельных компонентов, см-1; 1220 (); 2660 (Р-ОН); 1040(G-0-P); 1575, 3000 (МНз4).

Таким образом, при нейтрализации 100,07 г МЭА необходимо добавить НзРО, г:

61,08 г -78,4 г

100,07 г -х

,57 г.

Анализ Дэман-Р.

Дэман-Р анализируют на содержание фосфора, для того, чтобы рассчитать количество соли МЭА и НзРОз.

Методом Фишера в продукте определяют воду. Количество МПММА в продукте определяют по разнице, вычитая из 100 количество соли и воды.

Количество соли рассчитывают, исходя из того, что в ней теоретически содержится 21,38% Р. По анализу фосфора определено 9,40%. Значит, соли в продукте содержится 44,0%.

21,38% - 100%

9,40% -х

,0%.

Количество воды, определенное методом Фишера, 36%. Следовательно, содержание МПММА в продукте равно 20,0%.

100-44,.

Пленкообразователь для предпосевной обработки семян

Состав Дэман-Р, мзс.%:

МПММА20

Дву замещенный

ортофосфат зтилйммсния44

Вода36

0,15 г состава Дзман-Р растворяют в 10 мл воды при комнатной температуре, вносят при перемешивании 2 г фунгицида и Витзвакс и обрабатывают этой смесью 1 5 кг сэмян озимого ячменя. 100 г обработанных и осушенных семян промывают в 1 л воды при комнатной температуре.

В промывной воде методом нефелометрии определяют количество взвешенных ча- 0 стиц. Степень закрепления протравителя на поверхности семян ячменя поставляет 84,0%.

Пример 2. Отличается от примера 1

тем, что для синтеза Дэман-Р используют

5 отход, содержащий 104 г ПММА и 96 г воды

(52% ПММА и 48% воды в отходе), моноэтаноламин в количестве 158,8 г, а ортофосфорной кислоты добавляют 171,2 г, где

соотношение всех компонентов реакции со0 стзвляет, мае, %:

МЭА29

ПММА19,62

НаО18,11

НзР0432,31

5рН 1 %-ного водного раствора равен 7,2.

Пленкообразующий состав Дэман-Р, мас.%:

МПММА2 2., О

Двузамещенный орто- 0фосфат этиламмония 51,0

Вода27.0

Степень закрепления протравителя составляет 84,7%,

Пример 3. Отличается от примера 1

5 тем, что для синтеза Дэман-Р используют

отход, содержащий 120 г ПММА и 80 г воды

(состав отхода: 60% ПММА и 40% воды),

количество моноэтаноламина 183,2 г, а ортофосфорной кислоты добавляют 192,81 г.

0 Соотношение всех компонентов реакции

составляет, мас.%:

МЭА 31,82

ПММА 20,84

Н2013,90

5Н3Р0433,44

рН 1 %-ного водного раствора равен 7,2. Пленкообразующий состав Дэман-Р, мас%:

МПММА24,0

0 Двузамещенный орто-

фосфат этилзммония 54,0 Вода22,0

Степень закрепления протравителя на Семенах составляет 85,2%. 5П р и м е р 4. Отличающийся от примера

1 тем, что количество НзРО-i берется по отношению к избытку МЭА, в соотношении (МПММА) 0,97:1 .а именно 156,79 г. Соотношение всех компонентов реакции составляет, мзс.%:

МЭА25,66

ПММА16,67

НаО25,00

Н3РО432,67

рН 1 %-ного водного раствора 7,0, Пленкообразующий состав Дэман-Р, мас.%:

МПММА20,0

Двузамещенный орто- фосфат этиламмония 54,0 Вода26,0

Степень закрепления протравителя на поверхности семян ячменя составляет 84,3%.

Пример 5. Отличающийся от примера 1 тем, что количество НзР04 берется по отношению к избытку МЭА в соотношении, моль: 0,92:1, а именно 148,7г. Соотношение компонентов реакции составляет, мас,%: МЭА26,10

ПММА16,95

Н2025,43

НзР0431,51

рН 1 %-ного водного раствора равен 7,3. Пленкообразующий состав Дэман-Р, мас.%:

МПММА20,0

Двузамещенный орто- фосфат зтиламмония 50,0 Вода30,0

Степень закрепления протравителя Витавакс на семенах ячменя составляет 84,5%.

Технико-экономические преимущества состоят в следующем:

разработаны условия получения водорастворимой полимерной смеси Дэман-Р, которая может быть использована в с/х в качестве водорастворимого пленкообразо- вателя с удерживающей способностью на зернах протравителя, равной 84,0-85,2%.

Разработанные условия получения являются экологически и пожаробезопасными. Способ экономичен, т.к. в качестве

исходного ПММА используют отход производства суспензионного оргстекла - эмульсионный коагулят состава 40-60% ПММА и вода. Формула изобретени я

1.Состав водорастворимого пленкооб- разователя для предпосевной обработки семян, содержащий водорастворимый полимер и воду, отличающийся тем,

что, с целью повышения удерживающей способности при сниженном расходе, в качестве водорастворимого полимера он содержит модифицированный моно- этаноламином полиметилметакрилат и до- полнительно содержит Двузамещенный ортофосфат этиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Модифицированный моноэтаноламином

полиметилметакрилат 20,0-24,0 Двузамещенный ортофосфат этиламмония 44,0-54,0 ВодаОстальное

2.Способ получения состава водораст- зоримого пленкообразователя для предпосевной обработки семян, взаимодействием полиметилметакрилата с азотсодержащим соединением, отличающийся тем, что, с целью снижения пожароопасности способа, улучшения экологических условий и расширения ассортимента водорастворимых пленкообразователей, в качестве азотсодержащего соединения используют моно- этаноламин, взаимодействие осуществляют в водной среде и после завершения реакции избыток моноэтаноламина нейтрализуют ортофосфорной кислотой, причем компоненты берут в следующих соотношениях, мас.%:

Полиметилметакрилат 17,0-21,0 Моноэтаноламин25,0-32,0

Ортофосфорная

кислота28,0-36,0

ВодаОстальное

9182580210

Полимерная смесь Дэман-Р для предпосевной обработки семян озимого ячменя

Использование: в сельском хозяйстве в качестве пленкообразователя в составе для протравливания семян. Сущность изобретения: состав пленкообразователя для предпосевной обработки семян содержит мас.%: модифицированный полиметилме- такрилат 20,0-24,0; двузз.мещенкый орто- фосфзт этиламмония 44,0-54,0; вода остальное, до 100. Состав получают обработкой полимегалметакрилатэ моноэтэно- ламином в водной среде, нейтрализуют избыток монозтаноламина ортофосфорной кислотой. Компоненты реакции берут в следующем соотношении, мзс.%: полиметил- метакрилат 17-21, моноэтаноламин 25-32, вода остальное, до 100. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Примечание: норма расхода Витавакс равна 2 кг на 1 т зерна.