Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИ АЛ ИСТИЧ Е С КИХРЕСПУБЛИК(5 ИЕ ИЗОБ ЕТ ЛИС К АВТОРС СВИДЕТЕЛ ЬСТВ кий Н.Баению котое граеля в ридапри нагревании с последующей укта. ДегидратаВОДЯТ ЭТИЛОВЫМ вакуумной сушм осуществляют олом ения прод е про м или илоло гранулы нилово ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОГЕЛПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА(57) Изобретение относится к получгидрогеля из поливинилового спирта,, рый может быть использован в качествнулированного полимерного носитразличных сорбционных процессах, П Изобретение относится к получению гидрогеля из поливинилового спирта; который может быть использован в качестве гранулированного полимерного носителя в различных сорбционных процессах,Целью изобретения является придание гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах.Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта включает замораживание раствора поливинилового спирта (ПВС), дегидратацию исушку продукта; замораживанию подвергают 10-15-ный водный раствора поливинилового спирта в толуоле в присутствии эмульгатора на основе окиси этилена до температуры (-16)+30) С с последующим размораживанием со скоростью 0,1 - 0,8 град/мин, После этого осуществляют обработку полученных гра 08 Л 3/24, С 08 Е 29/04 ние гидрогелю стойкости к горячей воде и увеличение кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах достигается новым способом его получения, включающим замораживание 10 - 150 ь-ного водного раствора поливинилового спирта в присутствии эмульгатора- оксиэтилированной смеси спиртов С 1 о-С 16 и толуола до -15- (-30) С с последующим размораживанием со скоростью 0,1 - 0,8 град/мин. Затем осуществляют дегидратацию полученного в форме гранул гидрогеля этиловым спиртом, ацетоном или используют для этой цели вакуум, сушат гранулы и обрабатывают их ксилолом при температуре кипения, Время обработки ксилолом 10-40 ч, 2 з.п.ф-лы, 2 табл. нул гидрогеля и-ксил до температуры кип промывкой и сушкой цию в данном способ спиртом или ацетоно кой, а обработку и-кс в течение 10 - 40 ч. Водный раствор поливинилового спирта со степенью гидролиза не менее 95 мал. и степенью полимеризации 1500 - 2500 и концентрацией 10-15 масвводится в раствор толуола, содержащий эмульгатор на основе окиси этилена "Синтанол ДС" с 20 окиси этилена, присоединенный к исходной смеси спиртов С 10-С 1 б. Использование змульгаторов додецилсульфата натрия или ОП, ОПне позволяет получитьиэ-за налипания раствора поливиго спирта на стенки реактора, 1680720Применение раствора поливиниловогоспирта (ПВС) с концентрацией менее 10мас,0 не позволяет получить механическипрочные гранулы, а при концентрации более 15 мас.возникает затруднение в формировэнии гранул из-за высокой вязкостираствора ПВС, При температуре выше 16 С не происходит надежное замерзание10-ного раствора ПВС, а при температурах менее -30 С ухудшаются условия получения гранул вследствие увеличениявязкости раствора толуола,Размораживание со скоростью менее0,1 гад/мин значительно увеличивает продолжительность процесса, а при скорости 15более 0,8 град/мин слипаются гранулы, чтоприводит к образованию лишь поверхностной температурной устойчивости при последующей обработке п-ксилолом,Дегидратация гранул производится зтиловым спиртом или ацетоном или вакуумнойсушкой, Гранулы гидрогеля, дегидратованные спиртом, получаются более высокогокачества, т,е. при этом происходит добавочная очистка гидрогеля от исходного ПВС, 25Время обработки и-ксилолом выбрано винтервале 10 - 40 ч. При меньшем времениобработки происходит слабая сшивка гидрогеля, что незначительно повышает еготемпературную стойкость. Обработка более 3040 ч нецелесообразна из-за увеличения и родолжительности процесса при одинаковомкачестве конечного продукта.П р и м е р 1, 16 г порошка ПВС (содержание воды 6 , степень гидролиза 96 35мол.%, степень полимеризации 1600) растворяют в 85 г воды, 10 г полученного раствора вливают в 225 мл толуола,содержащего 0,005 г эмульгатора "Синтанол ДС", при перемешивании 200 - 600 40об/мин. Перемешивание мешалкой с числом оборотов более 800 в минуту разбиваетгранулц в пыль, а при оборотах менее 200 вминуту происходит слипание гранул. Охлаждают до -25 С, выдерживают 15 мин, 45размораживают до +20 С со скоростью 0,1град/мин. Гранулы фильтруют и дегидратируют спиртом в течение 20 ч, затем сушатпри 20 С в течение 20 ч. Полученные гранулы нагревают в 100 мл и-ксилола при 140 С 5040 ч, затем вновь фильтруют, промывают 50мл спирта, сушат при 500 С 6 ч. Полученныегранулы гидрогеля обладают температурной стойкость в воде при 40 С неограниченное время, при 100 С - 6 ч, т.е, время. 55достаточное для стерилизации,Примеры 2 - 15 и свойства получаемыхгранул приведены в табл.1. Для сравнения сорбирующих свойствнесшитого и сшитого криогелей была выбрана модель вода - фенол. Сорбцию проводят путем 12-часовой выдержки навескикриогеля (0,025 г) в 5 мл 0,1 н. водного раствора фенола. После э. ого криогель удаляютфильтрованиеми по разности концентраций исходного и конечного растворов фенола определяют статистическую обменнуюемкость (СОЕ), Содержание фенола в растворах определяют стандартным методомКоппешаара.Регенерацию сшитого криогеля проводят двукратным 5-минутным кипячением в50 мл воды (со сменой воды). Несшитый криогель в таких условиях растворяется, Многократная промцвка геля водой (20 С) нерегенерирует его, Результаты опытов приведенц в табл,2.Таким образом, сшитый сетчатый криогель ПВС по изобретению может быть использован многократно без значительногоснижения емкостных характеристик, Несшитый гель для этого непригоден,Полученный по изобретению гранулированный гидрогель из поливиниловогоспирта с высокой, температурной стойкостью в воде возможно использовать везде,где требуется макропористый гранулированный носитель, выдерживающий воздействие воды при повышенных температурах(в частности, в качестве полимерного носителя биологически активных веществ - белков),Формула изобретения1. Способ получения гидрогеля из поливинилового спирта, включающий замораживание 10 - 15-ного водного раствора.поливинилового спирта с последующимразмораживанием геля и сушкой, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью приданиягидрогелю стойкости к горячей воде и увеличения кратности использования гидрогеля в сорбционных процессах,замораживание осуществляют в присутствии в качестве эмульгаторэ оксиэтилированной смеси спиртов С 1 о-См, а также толуоладо температуры (-15)+30) С, размораживание осуществляют со скоростью 0,1 - 0,8град/мин с проведением перед сушкой дегидратации, после чего полученные гранулыгидрогеля обрабатывают ксилолом при температуре кипения,2. Способпо п 1,отл ича ющийсятем, что дегидратацию проводят спиртомили ацетоном или используют вакуум.3. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что обработку ксилолом осуществляютв течение 10-40 ч.-25 0,1 15 Раствор ПВС не замерзает-25 40 0,5 Известный г мин 10-30 (-)5(-)20 0,04 Контрольные примеры Та блица 2 Началь- Регенерацияная СОЕпо фенолу 0,8 Не сшитый Кипячение(растворяется) 0 0 0 0,1 0 0,1 0 5-кратнаяпромывка Нф 0,8 Не сшитый 0 0 0 5-кратная .промывка НОКипячение 0,8 Оэ 7 Оэ 7 Оэ 7 Оэ 6 Оэб Оэб 0 6 0,7 0,7 0,8 Составитель Г.ОвчинниковаТехред М,Моргентал Корректор Т.Малец Редактор М.Циткина Заказ 3283 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 7 8 9 10 11 д Концентрацияраствора ПВС,Х Температура за- мораживания,С Скорость размораживания, грац/мин 1 Способ дегидратации. СОЕ по фенолу в повторных циклах2 Э 4 5 6 7 8 9 1 О