Суспензионный способ полученияпОлиМЕРОВ и СОпОлиМЕРОВ АКРилАМидА Советский патент 1981 года по МПК C08F20/56 

Изобретение относится к получению полимеров и может ть использовано для получения водораствориь ых полимеров и сополимеров акриламида. В промышленности полимеры на осно ве акриламида получают полимеризацие мономера в разбавленных (8-10%) водных растворах. Существеиньм недостатком этого способа является его практическая не пригодность для организации многотон нажного производства. Известен способ получения полимеров и сополимеров.акриламида путем диспергирования водных растворов мон меров различной концентрации в оргайической среде с последующей полимеризацией под действием ионизирующего излучения или вещественных инициаторов в присутствии солей жирных кислот как стабилизаторов суспензии. В данном способе используют щелочные соли жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле 12-18, взятые в количестве 1,5-20% к весу мономеров l Получаемые этим способом полимеры и сополимеры имеют характеристическую вязкость в 1 н. растворе МаНОз не выше 14,0 дл/г, причем содержание их в суспензии невелико (не более 10%) . Цель изобретения - получение более высокомолекулярных полимеров в концентрированных суспензиях. Поставленная цель достигается тем, что в качестве стабилизатора суспензии используют кальциевые соли жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле 12-18 в количестве 1,017,0% к весу мономеров, а в качестве дисперсионной средыиспользуют органические растворители или их смеси, взятые таким образом, что разница в плотностях водного раствора полимера и дисперсионной среды составляет ±0,02 г/мл. Соли жирных кислот, будучи нерастворимыми в органической фазе и плохо растворимыми в ,водном растворе мономеров, предотвращают слипание гранул, как бы припудривая их. При малой растворимости щелочноземельных солей жирных кислот в водном растворе мономеров использование их в качестве стабилизаторов дисперсии позволяет уменьшить вклад реакции передачи цепи и получить полимеры высо- кой молекулярной массы. Использование 6 качестве дисперсионной среды с плотностью, близкой к плотности водного раствора полимера органичес ких растворителей, например, хлорбензола или смесей органических рас ворителей, неограниченно растворяющихся друг в друге, например смесей хлорбензола и бензола, четыреххлористого углерода и гептана, позв ляет получить устойчивую дисперсию при соотношении водной и органической фаз 1:4 - 1:2. Вьвделение продукта из суспензии проводят известными способами, например фильтрацией или распылительной сушкой. Дисперсионную среду используют в последующих операциях полимериз ации. Пример 1. Аналогично из-. вестному способу раствор, полученный смешением 40 г акриламида, 67 м Н2О, 1,55 мл раствора NaOH концентрации 260 г./л с добавкой 0,03 г СаО, диспергируют при перемешивании в 450 мл смеси органических раство.рителей, содержащей 0,40 г пальмитиновой кислоты (1,0% к весу мономе ра). Плотность раствора полимера, соответствующего полученному 37%-но раствору мономера, d 1,11 г/мл. Для получения дисперсионной среды такой же плотности смешивают 206 мл четыреххлористрго углерода и 244 мл гептана. Полученную эмульсию (отношение водной и органической фаз 1.:4 продувают азотом и проводят полимеризацию при непрерывном перемешивании под действием ионизирующего и лучения в течение 40 мин. Мощность поглощенной дозы составляет 5,0 рад Полимеризацию ведут при 25±1°С. Образовавшуюся дисперсию фильтруют, гранулы полимера ( ф 0,5 мм) высушивают в вакууме до остаточного с держания влаги 10-12%, Характеристи ка пол ченного полимера приведена в таблице. Пример 2. Аналогично приме ру 1 к раствору, полученному смешением 32 г акриламида, 1,6 г акриловой кислоты, 68 мл , добавляют 4,65 мл раствора NaOH концентрации 260 г/л; в полученный 30%-ный раствор акриламида и акрилата натрия (d 1,09 г/мл) засыпают 0,12 г СаО и диспергируют раствор при перемешивании в 300 мл дисперсионной среды, состоящей из 100 мл CCt. и 200 мл бензола (d 1,07 г/мл, отношение водной фазы, к органической 1:3) и содержащей 1,46 г стеариновой кислоты (4,7% к весу мономеров) К полученной эмульсии после продувк инертным газом добавляют 100 мг пер сульфата калия и ведут полимеризацию при 30±1°С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании. Образовавшуюся дисперсию фильтруют, гранулы сополимера ( 9 О f 3 мм) высушивают в вакууме при до остаточного содержания влаги 10-12%. Характеристика полимера приведена в таблице. Пример 3. Аналогично примеру 1 20%-ный водный раствор (d 1,05 г/мл}, полученный смешением 20 г акриламида, 98 мл , 0,95 г акриловой кислоты, 2,9 мл раствора NaOH концентрации 260 г/л с добавкой 0,6 г СаО, диспергируют при перемеши- вании в 200 мл хлорбензола, плотность которого d 1,07 г/мл (отношение водной и органической фаз ,1:2), содержащих 2,2 г стеариновой кислоты и 0,6 г лауриновой кислоты (17,0% к весу мономеров). Полученную эмульсию продувают азотом и полимеризуют под действием j -излучения в течение 60 мин при непрерывном перемешивании. Мощность дозы поглощенного излучения составляет 2,5 рад/с..Облучение ведут при 25±1°С. Полученную дисперсию .фильтруют, гранулы полимера ( 0 0,1 мм) сушат в вакууме при 50-60°С до остаточного содержания влаги 1012%. Характеристика полимера приведена в таблице. Пример 4 . Аналогично, примеру 1 к 38%-ному раствору (d 1,11 г/мл) , полученному смешением 60 г акриламида, 3,0 г акриловой кислоты, 90 мл HgO, 13,5 мл раствора NaOH концентрации 194 г/л, добавляют 0,005 г СаО и диспергируют раствор приперемешивании в 600 мл смеси органических растворителей (210 мл CCJ и 390 мл бензола; отношение водной и органической фаз 1:3,5); имеющей плотность d 1,12 г/мл и содержащей 0,06 г стеариновой кислоты (0,1% к весу мономера). К полученной эмульсии после продувки инертным газом добавляют 120 мг персульфата калия и ведут полимеризацию при непрерывном перемешивании и температуре 31±1°С. Через 2 ч полимер слипается в комок. Пример 5. По известному способу 35%-ный раствор, полученный смешением 30 г акриламида, 1,5 г акриловой кислоты, 47 мл В ,О, 5,5 мл раствора NaOH концентрации 260 г/л и имеющий плотность d 1,10 г/мл, исперигируют в 250 мл.гептана(d 0,68 г/мл), содержащих 2,О г стериновой кислоты (6,0% к весу моноеров) . Полученную эмульсию продуают азотом и прбводят-полимеризацию ри непрерывном перемешивании под ействием ионизирующего излучения (мощность поглощенной дозы 3,5 рад/с) ри 20±1°С. Через 25 мин полимер липается в комок. Полученные результаты сведены таблицу. Таким образом, использование предложенного способа получения вОдорасТ воримых полимеров на основе акриламида обеспечивает следующие преимущества: получаемые полимеры и сополкмеры на основе акриламида имеют большую молекулярную массу (tl 15,0 -18,0 дл/г) по сравнению с, известным (ГП 14,0 дл/г);повышение концентра ции суспензии (уменьшение отношения водной и органической фаз до 1:4 -. 1:2) позволяет в 1,5-2 раза повысить, производительность процесса; плотности водной и органической фаз близ ки, что замедляет расслоение суспензии и облегчает ее транспортировку по трубопроводам. Формула изобретения 1, Суспензионный способ получения полимеров и сополимеров акрилгинида путем диспергирования водных растворов мономеров в органической среде с последующей радикальной полимеризацией в присутствии солей жирных кислот как стабилизаторов суспензии. отличающийся тем, что, с целью получения более высокомолекулярных полимеров в концентрированных суспензиях, в качестве стабилизаторов суспензии используют кальциевые соли жирных кислот (0, в количестве 1,0-17,0% к весу мономеров, причем образование суспензии проводят в органических растворителях или их смесях, взятых таким образом, что разница в плотностях водного раствора полимера и дисперсионной среды составляет ±0,02 г/мл. 2.Способ по П.1, о т ли ч а ющ и и с я тем, что в качестве дисперсионной используют галоидированные углеводороды или их смесь с углеводородами. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что отношение водной и органических фаз составляет 1:4-2. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2585971/23-05, кл. G 08 F 20/56, 1978 (прототип).