(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ oL -ХЛОРАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано в качестве флокулянтсв, коагулянтов для очистки сточных, а также питьевых вод. Известен способ получения азотсо держащих полимеров (ионообменных мембран) аминированИем сополимеров полиэтилена с .полиаценафтиленом ЦЗ Известен также способ получения азотсодержащих полимеров (водорастворимых полиэлектролитов) прививкой амидов акриловых кислот к сульфированному полифенилэтилу 21. Недостатками этих способов являю ся многостадийность осуществления синтеза, низкие значения приведевной вязкости и выхода продукта. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения азотсодержащих полимеров на основе oL-хлоракриловой кислоты, который осуществляют спонтанной пол меризацией продукта взаимодействия d-хлоракриловой кислоты с третичными аминами 31. Однако полученный продукт имеет низкое значение приведенной вязкости (tпр 0,06 дл/г) и не обладает флокулирунхцей способностью. Целью изобретения является увеличение приведенной вязкости и флокулирующей способности полимеров. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения азотсодержащих полимеров на основе aL-хлоракрилоБОй кислоты сополимеры. сА.-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом или бутилметакрилатом, имеющие приведенную вязкость 0,54-0,90 дл/г и содержание звеньев ol.-хлоракриловой кислоты 31,7-62,8 мол.%, подвергают взаимодействию с 4-6-кратным мольным избытком триметиламина или пиридина, или пиперидина по отношению к количеству сополимера, а взаимодействие осуществляют в диоксане в течение 2-3 ч. Синтезированные аммониевые полимеры хорошо растворяются в воде. Водные растворы аммониевых полимеров являются высокомолекулярными полиэлектролитами амфотерного характера, содержащими в молекуле реакционноспособные четвертичные аммониевые группы. При этом они могут быть использованы в широком диапазоне рН среды в качестве флокулянтов и коагулянтов для очистки сточных и питьевых глинистых вод.
Синтезированные водорастворимые полиэлектролиты на основе сополимеров с(.-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом или бутилметакрилатом обладают следующими показателями; V выход 95,1%, статистическая обменная емкость 3,09 мг-экв/г (по 0,1 н, AgN03),lnP в 0,5 и. КС1 2,2 дл/г, вязкость в воде 5,5 дл/г.
Для получения водорастворимых полиэлектролитов путем аминирования сополимеров о(.-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом и бутилметакрилатом триметиламином, пиридином и пиперидином использовали сополимеры с приведенной вязкостью в пределах 0,540,71 дл/г для сополимера оС-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом и в пределах 0,58-0,90 дл/г для сополимера с(.-хлоракриловой кислоты с бутилметакрилатом, синтезированные при мольных соотношениях исходных мономеров 1:3, 1:1, 3:1. При этом для сополимера об -хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом мольное соотношение звеньев мономеров обоих типов в сополимере равно соответственно 39,5:60,5, 48s52, 62,8:37,2 мол.%. Для сополимера о.-хлоракриловой кислоты с бутилметакрилатом соответственно 31,7:68,3; 44,4:55,6 59,5: 40,5 мол.%. Реакция сополимеризации проводилась в присутствии инициатора - динитрила азоизомасляной кислоты в среде бензола при 60-65°С в течение 1 ч.
Способ осуществляют следующим образом.
В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают раствор сополимера « -хлоракриловойкислоты с бутилакрилатом или бутилметакрилатом в диоксане. К раствору по каплям при перемешивании добавляют триметиламин или пиридин, или пиперидин, раствореные в диоксане. Аминирование осущестляют в течение 2-3 ч. Полученный продукт несколько раз пpo ttaвaют чистым диоксаном, затем бензолом и ацетоном для удаления непрореагировавши веществ.
Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой обратным холодильником,.помещают 20 мл 5%-ного раствора сополимера oL-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом в диоксане. К раствору по каплям добавляют амин. Аминирование проводят при температуре 20±0,5°С в течение 3 ч. Полученный аминированный продукт подвергают очистке от непрореагировавших веществ диоксаном и гексаном и сушат до постоянного веса в вакуум-сушильном шкафу при 25°С.
Выход аминированного продукта, % Содержание галоида, % - Приведенная вязкос О,5%-ного водного раствора, дл/г Характеристическая вязкость по 0,5 н. КС1, дл/г Статистическая обменная емкость по О , 1 н. AgNO , мг-экв/г
Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и капельницей, помещают 20 мл 5%-ного раствора сополимера d-хлоракриловой Iкислоты с бутилметакрилатом в диоксане. К раствору по каплям при перемешивании добавляют 10%-ный раствор триметиламина в диоксане при четырехкратном избытке амина. Аминирование проводят при 25+0,5°С в течение.3 ч, затем полученный продукт подвергают очистке от непрореаги- рованных веществ промыванием в диоксане и гексане и сушат до постоянного веса в вакуум-сушильном шкафу
0 при 30°С.
Выход.аминированного продукта, % 95
Содержание галоида, %10,97
5 Приведенная вязкость О,5%-ного водного раствора, дл/г5,5
Характеристическая
0 вязкость по 0,5-н.
КС1, дл/г1,2
Статистическая обменная ёмкость по 0,1 н. AgNOg,
5 мг-экв/г3,09
Пример З.В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 20 мл 5%-ного раствора сополимера
0 ot-хлоракриловой кислоты (I) с бутилметакрилатом II) и бутилакрилатом (III) в диоксане. К раствору по каплям при перемешивании добавляют аминирующий агент - триметиламин, пиридин, пиперидин (4-кратный мольный избыток по отношению к растворенному количеству сополимера), растворенный в 20 мл диоксана. Реакцию аминирования осуществляют в течение 3 ч
0 при 20-22 С.
Полученныйаминированный продукт
несколько раз обрабатывают чистым
диоксаном, затем промывают бензолом
и ацетоном для удаления непрореаги5 ровавших веществ. Выход аминированного продукта 90-93% от теоретического.
Пример4. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 20 мл 10%-ного раствора-сополимера cL-хлоракриловой кислоты (I) с бутилмет акрилатом (И) и бутилакрилатом (HI) в диоксане. К раствору каплями при перемешивании добавляют аминирующий агент - триметиламин, пиридин пиперидин (6-кратный мольный избыток по отношению к растворенному количеству сополимера), растворенный в 20 мл диоксана. Реакцию аминирования осуществляют в течение 2 ч при 2022°С, Полученный аминированный продукт несколько раз обрабатывают чистым диоксаном, затем промывают бензолом, ацетоном для удаления непрореагировавших веществ. Выход аминированного продукта 92-95% от теоретического.
Пример 5. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 20 мл 5%-ного раствора сополимера ciL-хлоракриловой кислоты (I) с бутилметакрилатом (II) и бутилакрилатом (III) в диоксане. К раствору по каплям при перемешивании добавляют 3,2 1лп пиперидина, растворенного в 20 мл диоксана. Реакцию аминирования осуществляют при 20-22°С в течение 3 ч до полаого завершения. Полученный аминированный продукт несколько раз обрабатывают чистым диоксаном, затем промывают бензолом и ацетоном для удаления непрореагировавших веществ. Выход аминированного продукта 90-95% от теоретического.
0
Аминированные сополимеры d-хлоракриловой кислоты с бутилакрилатом и бутилметакрилатом испытывают в качестве флокулянтов при осветлении кислых стоков Алмалыкского химическо5го завода после их нейтрализации. При этом установлено, что применение пpeдлaгae ыx полиэлектролитов при расходе 0,1-0,3 - 10 кг на 1 м кислых стоков при содержании твердых частиц 25,4 - и рН среды 6-7 позволяет получить прозрачные оборотные промышленные воды. Испытанные водорастворимые полиэлектролиты в 2-2,5 раза ускоряют процесс осажде5ния твердой фазы и фильтрации по сравнениюс полиакриламидом, применяемым в настоящее время на заводе. При этом получены результаты, представленные в таблице.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ получения водорастворимых полиэлектролитов | 1973 |
|
SU443872A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРНЫХ | 1968 |
|
SU211079A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ | 1973 |
|
SU384840A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВСЗГСОЮЗНАЯ:дта;гво-1?К^8'^?:нА!ЧБИБЛИОТЕКА | 1971 |
|
SU303326A1 |
| Способ получения водорастворимых полиамфолитов | 1975 |
|
SU523117A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНИТОВ | 1967 |
|
SU198639A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ | 1971 |
|
SU319611A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ | 1969 |
|
SU255563A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-ГИДРОКСИ-3-(3-ОКСО-1-ФЕНИЛБУТИЛ)-2Н-1-БЕНЗОПИРАН-2-ОН НАТРИЕВОЙ СОЛИ | 2012 |
|
RU2487871C1 |
| Способ получения водорастворимых полиэлектролитов | 1979 |
|
SU897782A1 |
Полиакриламид
Сополимер I с аминированный перидином
Сополимер I с аминированный ридином
Лабораторные испытания синтезированных аммониевых полимеров в качестве флокулянта показали, что при добавлении их в количестве 0,001% скорость осаждения твердых частиц силикагеля увеличивается в 3 раза по сравнению с промышленными флокулянтами, такими , как полиакриламид. При той же концентрации. Синтезированные аммониевые полимеры могут быть применены в широком диапазоне рН среды. В случае использования сополимера d-хлоракриловой кислоты с бутилметакрилатом, аминированного триметиламином, максимальное извлечение твердых частиц происходит при сравнительно низкой концентрации полиэлектролита. При концентрации выше оптимальной степень извлечения
6300
73
7600
90
7900
95
уменьшается с 94 до 48-50%, что объясняется стабилизирующим действием полиэлектролита.
Полученные аммониевые полимеры были использованы для очистки заводских оборотных вод, которые содержат 50000 мг/л взвешенных частиц, а также 1500-3300 мг/л сульфидов. Полученные результаты показали, что при добавлении аммониевых полимеров в количестве 0,001% скорость осаждения твердых частиц увеличивается в 15-20 раз по сравнению с применяемым в промышленности флокулянтом полиакриламидом при той же концентрации. Полиа;криламид не влияет на осаждение сульфидов, тогда как при использовании для очистки аммониевого полимера концентрация сульфидов
понижается и колеблется в пределах допустимой (2-1 мг/л).
Таким образом, азотсодержащиеполимеры на основе ot-хлрракриловой кислоты, полученные по предлагаемому способу, обладают более высокой приведенной вязкостью и флокулирукяцвй способностью, чем полученные по известному способу.
Полученный по предлагаемому способу полимер.обладает более высокой флокулирующей способностью, чем применяемый в качестве флокулянта полиакриламид.
Формула изобретения
Способ получения азотсодержащих полимеров на основе оС-хлоракриловой кислоты, отличающий.ся тем что, с целью увеличения приведенной вязкости и флокулирующей способности полимеров, сополимеры dхлоракриловой кислоты с бутилакрилатом или бутилметакрилатом,имеющие приведенную вязкость 0,54-0,90 дл/г
и содержание звеньев «L-хлоракриловой кислоты 31,7-62,8 мол.%, подвергают взаимодействию с 4-6-кратным мольным избытком триметиламина или пиридина, или пиперидина по отношению к количеству сополимера, и взаимодействие осуществляют в диоксане в течение 2-3 ч.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
(прототип).
