Способ получения водорастворимого сополимера акриламида

( 9) ОСУДАР СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬС К АВТОРСКОМУ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО СОПОЛИМЕРА АКРИЛАМИДА(57) Изобретение относится к получениюгидроизолированного полиакриламида, исИзобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к получению полимеров на основе акриламида, используемых в качестве флокулянтов, буровых растворов, структурообразователей почвы и др.Целью изобретения является улучшение флокуляционной способности гидролизованного полиакриламида и повышение его ста 5 ильности.П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, барботером для и родувки азота, вводят 40 мл 52-ного раствора акриламида, 56 мл бидистиллиоованной воды, 5 мл 0,01 ф-ного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,00250 от акриламида). Продувают реакционную смесь азотом в течение 30 мин и вводят обескислороженные растворы персульфата калия (0,0180 от вкриламида) и метабисульфита натрия (0,006 от акриламида). Начальная температура полимеризации 30 С, После 2 ч пол 5 С 08 Г 220/56, 8/12// (С 08 Г 220, 06) пользуемого в качестве флокулянтэ, стабилизатора буровых растворов, структурообразователя почв и др. Изобретение позволяет увеличить флокуляционную способность (скорость осаждения оксида меди до 15,2 мм/с) и повысить стабильность полимера и деструкции (на 56 - 867 ь). Эффект достигается тем, что полимеризацию акриламида и гидролиз полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0001 - 0,025 мас. натриевой соли 2-меркаптобензтиазола на первой стадии и 0,0025 - 0,025 мас.7 ь натри- евой соли 2-меркаптобензтиазола или 2- меркаптобензимидазола на второй стадии.1 табл. имеризации температура достигает 78 С,Полученный гель размельчают, перемеши-вают с 8,8 мл 400-ного гидроксида натрия(30 моль 0 от полимера) и выдерживают при70 С в течение 1 ч. Полученный гидролизованный полимер сушат при 100 С.Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии8,8 мл 400-ногр раствора гидроксида натрия и 5 мл 0,01-ного раствора натриевойсоли 2-меркаптобензтиазола (0,00250) отмассы полимера),П р и м е р 2, Аналогично примеру 1и роводят полимеризацию . реакционнойсмеси, состоящей из 100 мл.50-ного водного раствора акрилэмида в 300 мл 10-ноготолуольного раствора сорбиталя С, вприсутствии 1,25 мл 0,1-ного водного раствора 2-меркаптобензтиазола натриевойсоли (0,00250 от массы акриламида), 1,5 мл1-ного раствора персульфвта калия и 0,8мл 1-ного раствора метабисульфита натрия при 50 С. После завершения полимеризации полученную суспенэию нагревают дф 60 С и вводят 35 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (50 моль% от полимера) и 0,6 мл 0,1%-ного водного раствора натри евой соли 2-меркаптобензтиаэола 0,0025% от массы полимера). Проводят гидролиз в течение 0,5 ч. Затем суспензию нагревают доб 5 С и отгоняют 80% водц азеотропной д стилляцией. Азеотропную смесь улавли в ют в конденсаторе, где она расслаиваетс, и толуол возвращают в реактор. Полученную смесь отфильтровцваат, полииер сушат при 80 - 100 С.Аналогично получают гидролизованный 15 полимер акриламида без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза,П р и м е р 3, В реактор вводят 350 мл 1 ф-ного толуольного раствора сорбиталя С 2 Д, 100 мл 50%-ного водного раствора акри ламида, 0,5 мл 0,25%-ного раствораатриевой соли 2-меркаптобензтиазола (,0025 от массы акриламида), После проувки азотом в течение 30 мин вводят 1,5 мл 1%-ного раствора персульфата калия и 0,8 25 Мл 1%-ного раствора метабисульфита натрия, После завершенву полимеризации добавляют в суспензию при 60 С 54,8 мл 46-ного раствора гидроксида натрия (90 вдоль от полимера) и 0,5 мл 0,25 оь-ного 30 е аствора 2-меркаптобензтиазола (0,0025% т массы полимера) и проводят гидролиз в ечение 3 ч, Затем отгоняют воду, суспекфию фильтруют, полимер сушат при 80- ОООС 35Аналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки,П р и м е р 4, Аналогично примеру 2 . проводят суспенэионкую полимериэацию криламида, полученную суспензиа выдер кивают 2 ч, затем вводят в нее 55 мл 46%- ного раствора гидроксида натрия (90 моль% от полиакриламида), содержащего 5 мл 0,25%-ного раствора натриевой соли меркаптобензтиаэола (0,025% от массы пол имера), и проводят гидролиз при 70 С в течение 2,5 ч. Путем азеотропной сушки отгоняют 80% воды при 65 С в течение 6 ч, Гидролизованный полимер отфильтровывают и сушат при 100 С. 50Аналогично получают гидролизованкыйполимер без стабилизирующей добавки ка стадии гидролиэа,П р и м е р 5. В раствор, полученный смешением 60 мл 50%-ного раствора акри ламида и 33 мл бидистиллированной воды, вводят 025 мл 0,3%-ного раствора катрие-, вой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида), после продувки азотом - обескислороженные растворы персул фата калия (0,018% от массы акриламида) и метабисул ьфита натрия (0,006% от массы акриламида), После 8 ч полимеризации получе:кый гель гранулируют в зкструдере в присутствии 30 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (70 моль% от полимера) и 3 мл 0,25%-ного раствора натриевой соли 2- меркаптобенэимидазола (0,015% от массы полимера), Выдерживают измельченный гель при 60 С в течение 3 ч, сушат при ю 200 САналогично получают гидролизованный полимер без стабилизирующей добавки на стадии гидролиза,П р и м е р б, В реактор вводят 38 мл 55%-ного раствора акриламида, 58 мл бидистиллированной воды, 0,5 мл 0,1%-ного водкого раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида), Продувают азотом и вводят рас; воры персульфата калия (0,018% от массы акриламида) и метабисульфита натрия (0.,006% от массы акриламида). После двухчасовой полимериэации полученный гель размельчают и загружают в реактор, содержащий 150, мл 0,5%-ного толуольного раствора сульфонола, и проводят гидролиз, дозируя при 60 С 18 мл 46%-ного раствора гидроксида натрия, содержащего 0,003 г 2- меркаг.тобенэтиаэола (0,015% от массы полимера) - 70 моль,",4 от полиакриламида, После гидролиза в течение 3 ч при 60 С проводят аэеотропную сушку суспензии при 65 ОС в течение б ч, Полимер отфильтро ООоСАналогично получают гидролизованный полимер беэ сгабилизируащей добавки на стадии гидролиза,П р и м е р 7; Аналогично примеру 2 получают полимер суспензионной полимериэацией 100 мл 50%-ного раствора акриламида в 350 мл 1%-ного толуольного раствора сорбиталя Св присутствии 1,25 мл 0,1%-ного водного раствора натриевой соли 2-меркаптобензтиазола (0,0025% от массы акриламида) и 1,5 мл 1%-ного раствора персульфата калия и 0,8 мл 1%-ного раствора метабисульфита натрия. После завершения полимеризации и 2-часовой выдержки суспензии проводят аэеотропную дистилляцию, улавливая азеотропную смесь в конденсаторе, Полученную суспенэию фильтруют, полимер сушат при 80 - 100" С,Полученный полимер растворяют из расчета получить 500 мл 1%-ного раствора и при перемешивании втечение бч при 80 С гидролизуют в присутствии 63 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (90 моль.% от полиакриламида) и 6,25 мл 0,1%-ного рас 1694593гдед)т - характеристическая вполимера, гидролизованного в присстабилизирующей добавки;д) - характеристическая вполимера, гидролизованного в отсстабилизирующей добавки,Характеристическую вязкость раполимера определяют на капиллярнкоэиметре Уббелоде с диаметром ка экостьутствии ость твие во вислля твора натриевой соли 2-меркаптобензимидазола.Аналогично проводят гидролиз без стабилизирующей добавки.П р и м е р 8 (контрольный), Аналогично 5примеру 2 проводят суспензионную полимеризацию акриламида, После завершения полимеризации проводят гидролиэполимера в суспенэии при 70 С втечение 30мин в присутствии 31 мл 46-ного раствора 10гидроксида натрия (50 моль. от полиакриламида) и 0,5 мл 0,1-ного раствора натриевой соли, 2-меркаптобензимидазола(0,002 от массы полимера). Проводя г азеотропную сушку в течение 5 - 6 ч, полимер 15отфильтровывают и суш"т при 80-100 ОС.Аналогично получают полимер беэ стабилизирующей добавки на стадии гидролиза.П р и м е р 9. Аналогично примеру 1 20проводят полимеризацию реакционнойсмеси, состоящей иэ 40 мл 52-ного раствора акриламида, 59 мл бидистиллированнойводы, 2 мл 0,001-ного раствора натриевойсоли 2-меркаптобензтиаэола (0,0001 ф от 25акриламида), растворов персульфата калияи метабисульфита натрия (0,018 и 0,006 отакриламида соответственно), После 2 ч полимеризации полученный гель раэмельчают,перемешивают с 18 мл 46-ного гидроксида натрия при 70 С в течение 1 ч, затемсушат при 100 С,Аналогично получают порошкообразный полимер, гидролизуя его в присутствии18 мл 46-ного раствора гидроксида натрия 35и 5 мл 0,01-ного раствора натриевой соли2-меркаптобенэтиаэола (0,0025 от массыполимера) или 5 мл 0,1-ного (0,025 отмассы полимера) раствора этой же соли.Результаты испытаний полученных гидролизованных полимеров представлены втаблице.Стабильность полимеров к деструкциив присутствии гидролизующих агентов характеризует коэффициент сохранения вязкостных свойств ( Кд), равный ра 0,54 мм при 25 С, В качества растворителя используют 103-ный раствор йа С 1,Оценку флокуляционной способности гидролизованных полимеров проводят по скорости осаждения стандартной суспенэии - оксида меди, имеющей постоянный химический и гранулометрический состав, при высокйх рН среды (более 11).Оксид меди получают кипячением гидрата окиси меди, образующегося при взаимодействии 20 мл 4 н. раствора сульфата меди10 мл 2 н, раствора гидроксида натрия, при фиксированном рН среды, равном 9,18, Полученную суспензию оксида меди перенгсят в градуированный цилиндр емкостью 250 мл и доводят объем суспензии до верхней метки 0,2 н. раствором карбоната натрия. Затем в суспензию оксида меди вводят 5 мл 0,1 ь-ного раствора гидролизованного полимера, перемешивают дисковой мешалкой и замеряют время перемещения границь раздела фаэ (осаждение оксида меди) от метки 200 мл до метки 100 мл на цилиндре. Скорость осаждения оксида меди рассчиты ва.от по формуле ЧЧ, мм/с, = 100/ггде т - время перемещения границы раздела фаз.Введение натриевой соли 2-меркаптобензтиазола или 2-меркаптобенэимидаэола в количестве, меньшем 0,0025 мас. от полимера, при гидролиэе не позволяет предотвратить деструкцию полимера коэффициент сохранения вязкостных свойств низкий.выведение,натриевой соли указанных веществ в количестве, большем 0,025 мас. Оь от полимера, не способствует повышению ко-. эффициента сохранения вязкостных свойств после гидролиэа и улучшению флокуляционной способности гидролизованных полимеров.Формула изобретения Способ получения водорастворимого сополимера акриламида путем полимериэации акриламида в присутствии инициатора полимеризации и 0,0001 - 0,025 мас, натриевой соли 2-меркаптобензтиаэола с по-, следующим щелочным гидролизом полиакриламида, о т л и ч э ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения флокулирующей способности гидролизованного полиакриламида и повышения его стабильности к деструкции, гидролиэ полиакриламида осуществляют в присутствии 0,0025 - 0,025 ф в расчете на массу полимера натриевой соли 2-меркаптобенэтиазола или 2-меркаптобенэимидаэола.1694593 Характеристическая вязкостьполимера дlлlг гидролизоаанного Прьер Нолярналдолл гидролизувзегоагента, 2 отпогниера Окорость осанленил оксира нери, мм/с полеерем Гид ротизоаннв Стабилнзнрумзая добавка при гнаролизе,м 4 Тнпэ Нассовал доллера, а в отсутствие в присутствии стабилизирую- стабнлизирувфэй дООВВКН, Нэй дюбаэКм (известнмйспособ) в присутствиистабмлнзируеНей добавкиотсутствиестабмлмзируэ ей добавкиизвестнмйспособ) 7,8 7,а 36 92,7,7 7,7 0,00250,025 ИаНБТ ИаНБТФФ ИвНБТ - 2-меркаптобензтмэзола натриевая соль ХаН 6 Н - 2-меркаптобемзнмилазола натриевал соль,Составитель В. МкртычанРедактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид Заказ 4,127 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 ЗО 2 50 3 0 Й 90 5 70 6 76 7 90 8 50 контр 9 70 1 О 70 ИаНБТ ИаН 6 Т ИаНБТ ИаНБТ ИаНБН ХаН 6 ТНзН 6 И . ИзНБИ 0,0025 0,0025 0,0025 0,025 о,о 5 0,05 0,025 0,0020 15,5 10,1 8,8 в,а 9,7 97 В,8 О,т 15,5 1 Ь, 1 6 , 1 5,З 15,1 16,0 О,З 1,0 131 1,83 1 58 1,56 1,82 1,02 8,2 9,5 В,9 8,6 9,1 9,5 9,5 9,5 8,2 10,1 10,5 152 1,0 1,7 Ъ,1 9,7