Полимерная композиция Советский патент 1993 года по МПК C08L3/02 C08L1/00 C08L5/00 C08L33/06 C08K3/36 

Изобретение относится к композициям на основе полимеров, растворимых в вода, с улучшенной диспергируемостью в воде.

Целью изобретения является повышение диспергируемое™ в воде, при увеличении содержания в композиции водорастворимого полимера.

Указанная цель достигается тем, что композиция, содержащая двуокись кремния и водорастворимый полимер, выбранный из группы, включающей эфиры целлюлозы, акриловые полимеры, полисахариды микробного происхождения и модифицированные крахмалы, в качестве двуокиси кремния содержит гидрофобную дымящуюся двуокись кремния, при следующем содержании компонентов; мзс. %:

Водорастворимый полимер.90-99,9

Гидрофобная дымящаяся двуокись кремния 0,1-10 Предпочтительно в качестве эфира целлюлозы композиция содержит карбоксиметилцеллюлозу или карбоксиметилгидрокси- этилцеллюлозу, в качестве акрилового полимера - полиакриламид, а в качестве полисахарида микробного происхождения - полисахарид, полученный из Xanthomonas campetris.

Водорастворимые полимеры, которые могут быть использованы в данном изобретении, хорошо известны в области техники. Полимер должен быть в твердом состоянии и иметь размер частиц с д..аметром в пределах от 1 до 1000 микрон. Такие водорастворимые полимеры выбирают из группы состоящей из простых эфиров целлюлозы, акриловых полимеров, биополисахаридов и модифицированных крахмалов.

Примерами подходящих простых эфиров целлюлозы являются выбранные из группы, состоящей из карбоксиметилцеллюлозы, ме- тилцеллюлозы, карбоксиметилоксиэтилцел- люлозы. гидроксипропилметилцеллюлозы гидроксипропилцеллюлозы, гидроксиэтисо со

4 CD

СО

00

лен целлюлозы, этилегидроксицеллюлозы и

ДР.

Примерами подходящих акриловых полимеров являются полиакриловая кислота,, полиэкриламид, полиметакриламид и т. п.

Полисахаридами микробного происхождения, пригодными для данного изобретения, являются биополимеры, полученные способом, включающим микробную трансформацию углерода с микроорганизмом с получением полимерного материала, который отличается от основного полимерного материала в отношении состава, свойств и структуры. Подходящие углеводы включают сахара, такие как пентоза, или гексоза, например, сукроза, фруктоза, мальтоза, лактоза, галактоза и крахмалы, например, растворимые крахмалы, кукурузный крахмал и другие. Можно использовать сырые продукты, имеющие высокую концентрацию углеводов. Среди подходящих матери- апов можно упомянуть сырой сахар, сырой малазис и др. Микроорганизмами, подходящими для осуществления микробной транс- Формации углеводов могут быть например, патогенные бактерии растений, такие как патогены растений, которые выделяют эксудат на месте поражения зараженных растений. Типичными микроорганизмами являются представители рода Xanthomonas. Так как например гетерополисахарид- ные биополиме ры можно получить из глюкозы действием Xsnthomonas campestris (ХС полимер).

Другие виды бактерий Xanthornlnas, которые пригодны для данного изобретения, включают: смолу декстран, синтезированную действием на сукрозу бактерий известной как род Zenconostos Von Tieghemend, фосфорилированный маннан, синтезированный действием Hansenula hoistJl NRRL-Y2 449 дрожжей на глюкозу и т. п. полисахариды.

Новая композиция содержит помимо указанных полимеров гидрофобную дымящуюся двуокись кремния. Такую двуокись кремния можно получить путем сжигания тетрахлорида кремния в водородно-кисло- родных печах. Реакционный продукт двуокись кремния становится гидрофобным при обработке силаном.

По предпочтительному осуществлению гидрофобная дымящаяся двуокись кремния должна иметь площадь поверхности 100 м2/г.

Смешение выбранного водорастворимого полимера с гидрофобной дымящейся двуокисью кремния можно проводить любым способом до тех пор, пока частицы не будут покрыты гидрофобной дымящейся двуокисью кремния.

Концентрация гидрофобной дымящейся двуокиси кремния в конечной композиции должна быть в пределах 0,1-10 мае. %, предпочтительно 2 мае. %, если полимером является эфир целлюлозы, крахмал или акриловый полимер., Предпочтительным диапазоном является 2,5-3,0 %, если использованным полимером является полисахарид микробного происхождения.

0 Полученная композиция настоящего изобретения легко растворяется в воде, давая полупрозрачный раствор. Однако, если желательно получить прозрачный раствор, можно добавить к раствору поверхностно5 активное вещество. Обычно, такие поверхностно-активные вещества применяют в количестве от 0,1 до 5 мае. %. Примерами таких поверхностно-активных веществ являются вещества, выбранные из группы, со0 стоящей из аминов с длиной цепью, солей щелочных металлов злкилариловых сульфо- кислот, солей щелочных металлов петролей- ных чульфокислот с короткой цепью, аммониевых мыл, амииовых мыл, и мыл ще5 лочных металлов.

Пример 1. В данном примере определяют, будет ли композиция влиять на быстрое растворение полимеров семейства эфира целлюлозы при контакте с водой. Го0 товят образец путем смешения 50 карбок- силмет.илцеллюлозы с гидрофобной дымящейся двуокисью кремния так, что конечная концентрация двуокиси кремния равна 2 мае. %.

5 Другой образец получают смешением 50 г карбоксиметилгидрсксиэтилцеллюлозы с гидрофобной дымящейся двуокисью кремния с получением 2 мае. % концентрации двуокиси кремния.

0 Эти обработанные образцы сравнивают с двумя необработанными образцами полимеров путем смешения одного грамма каждого в 250 мл холодной воды и механического перемешивания в течение 30 с.

5 Через 30 с оба эфира целлюлозы, которые обрабатывают гидрофобной дымящейся двуокисью кремния полностью растворяются. Два образца необработанного полимера г не растворились, а образовали агломериро0 ванные комки на дне опытных контейнеров. Пример 2. Два образца полиакрила- мида с различным размером частиц смешивают в сухом виде с гидрофобной дымящейся двуокисью кремния с получением компози5 ции, имеющей конечную концентрацию гидрофобной дымящейся двуокиси кремния, равную 2 мае. %.

Эти образцы сравнивают с необработанными образцами каждого полиакрила- мида следующим образом.

Один грамм каждого из них смешивают с 250 мл холодной воды и механически перемешивают в течение 40 с. Оба полиакри- ламидных образца, которые обработаны гидрофобной дымящейся двуокисью кремния, полностью растворились через 40 с. В то время как оба необработанные образца полиакриламида не растворились через 40 с и агломерировали в комки.

ПримерЗ, Целью настоящего примера является определение, влияет ли обработка биополимера гидрофобной дымящейся двуокисью кремния на скорость Диспергирования композиции.

Готовят образцы путем смешения полисахарида, полученного из Xanthomonas Campestrts и гидрофобной дымящейся двуокиси кремния в таком количестве, чтобы Получить композицию, имеющую конечную Концентрацию 3 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния,

Обработанный образец полимера срав- нивзют с необработанным образцом того же полимера. Один грамм каждого образца Смешивают с 280 мл холодной воды и механически перемешивают в течение 30 с.

Обработанная/композиция полностью растворилась в то время как необработанный образец агломерировал в большой ко- Мок на дне опытного контейнера.

П р и м 0 р 4. Оуран (анионный полиак- р иламид, производимый компанией Аме- РИКЭН Цианамид) в сухом состоянии Смешивают с 0,10 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния. Затем 0,8 г полимера или смеси полимера с гидрофобной Дымящейся двуокисью кремния добавляют к 280 г деионизованной воды при механическом перемешивании с использованием смесителя Гамильтон. Смесь, содержащая 0,10 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния, с Сурап давала меньшее количество рыбьих глаз, чем индивидуальный Сурап. Использование смеси 10 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния с су pan приводило к образованию очень малого количества комков или рыбьих глаз и образующиеся комки являются мягкими.

Модифицированный крахмал (крахмал Staley C3-450) также тестировали способом, аналогичным описанному выше для полиэк- сн памида. При смешивании одного крахмала с деионизованной аодой образуется большое количество комков различных размеров. При использовании крахмала с 0,10 мае. % гидрофобной дымящейся дву5 окиси кремния образуется только два рыбьих глаза, причем оба они оказываются мягкими и непрочными. При добавлении к крахмалу 10 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния образование

0 рыбьих глаз не наблюдается.

Полисахарид (Kalran, полимер Х-С) также был тестирован так, как описано выше. При смешении одного этого полимера с де- ионизированной водой образуется большое

5 количество рыбьих глаз небольшого размера. При смешении полимера с 0,1 мае. % гидрофобной дымящейся двуокиси кремния по-прежнему наблюдается присутствие рыбьих глаз, но вязкость раствора после

0 перемешивания возрастает достаточно быстро, что свидетельствует о достижении хорошего смешения. Когда полисахаридный полимер перед добавлением к деионизованной воде смешивают с 10 мае. % гидро5 фобной дымящейся двуокиси кремния.

наличия рыбьих глаз не наблюдается.

Формул а изо бретен и я

1.Полимерная композиция, содержащая двуокись кремния и водсраствори0 мый полимер, выбранный из группы, включающей эфиры целлюлозы, акриловые полимеры, полисахариды микробного происхождения и модифицированные крахмалы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

5 повышения диспергируемое™ в воде при увеличении содержания в композиции водорастворимого полимера, в качестве двуокиси кремния она содержит гидрофобную дымящуюся двуокись кремния при следующем содер0 жании компонентов, мае. %: водорастворимый полимер 90-99,9; гидрофобная дымящаяся двуокись кремния - 0,1-10,0.

2.Композиция по п. 1, отличающая с я тем, что в качестве эфира целлюлозы она

5 содержит карбоксиметилцеллюлозу или ка рбоксиметил гидроксиэтил целл юл озу.

3.Композиция по п. 1, от л и ч а ю ща я с я тем, что в качестве акрилового полимера она содержит полиакриламид.

0 4. Композиция по п. .1,отличающаяся тем, что в качестве полисахарида микробного происхождения она содержит полисахарид, полученный из Xanthomonas campestris.

Использование: полимеры, указанные в композиции, хорошо известны. Композиции используются как загустители, реагенты обработки буровых растворов и др. Сущность изобретения: состав водорастворимый полимер - эфир целлюлозы, акриловый полимер или полисахарид микробного происхождения 97-98 мае. %, гидрофобная спекшаяся двуокись кремния 2-3 мае. %. Эфиры целлюлозы: карбоксиметилцёллю- лоза и карбоксиметилгидроксиэтилцеллю- лоза - предпочтительны. Акриловый полимер - полиакриламид. Полисахарид микробного происхождения получен из Xanthpmonas campestrls. з. п. ф-лы,