Способ получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-4 мас.% нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул,.о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества продукта и упрощения технологии его получения, после завершения полимеризации в суспензию сополимера в нефтепродукте вводят i водорастворимый одноатомный спирт (Л в количестве 100-300 масД образующегося полимера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 57 А (Я1 С 08 F 220/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3403972/23-05 (22) 04. 03. 82 (46) 23, 06. 83. Бюл. N 23 (72) Г.П.Родионова, А.В.Северинов, Г,А.Ломоносова, Л.В.Айзенберг и T.À.Áàéáóðäoâ (53) 678. 745. 842 (088. 8) (56} 1. Патент СССР N 451250, кл. С 08 F 20/56, опублик. 1975.

2. Патент США N 2982749, кл. 260-236, опублик. 1961.

3, Авторское свидетельство СССР

N 413152, кл, С 08 F 2/ 18, 1974.

4 ° Авторское свидетельство СССР по заявке N 2859954/23-05, кл. С 08 F 220/56, 1979 (прототип) ° (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ

АКРИЛАМИДА диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-4 мас.3 нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул,.о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и упрощения технологии его получения, после завершения полимеризации в суспензию сополимера в нефтепродукте вводят водорастворимый одноатомный спирт в количестве 100-300 мас.3 образующегося полимера, 1024457 2

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам полимеризации акриламида и водорастворимого акрилоного мономера в средах, не являющихся растворителями ни мономеров, ни образующегося полимера с последующим выделением готового продукта.

Известен способ получения порош- 10 кообраэного полиакриламида полимериэацией акриламида в водно-спирто.вой или водно-ацетоновой среде, т.е. среде, растворяющей мономеры и не растворяющей полимер (1).

Выпавший в осадок полимер выдеваяют, сушат и для уменьшения размера частиц подвергают измельчению.

Образующиеся пылевидные частицы при контактироваиии с водой склонны к агломериронанию, что затрудняет процесс растворения. Наличие пыли недопустимо с точки зрения техники безопасности.

Известен способ получения гранулированного полиакриламида инверсионно-суспензионной полимеризацией акриламида и акриловых мономерон в жидкой дисперсионной среде, не растворяющей мономеры и сополимер, в ка- 30 честне которой используют толуол и другие органические растворители с вязкостью 0,6-1,2 сСт.

Исходную эмульсию типа "вода в масле" получают диспергированием водного раствора мономера в органическом растворителе в присутствии поверхностно-активных веществ неионогенного типа, проводят полимеризацию при перемешинании и нагревании.

Образующийся полимер выделяют фильтрованием или центрифугированием и сушат (2) .

Недостатком этого способа является нестабильность образующейся сус- 4 пензии, что связано с низким значением отношения вязкостей дисперсионной среды и дисперсной фазы, и приводит к получению неоднородного по гранулирометрическому составу

50 продукта.

Известен способ получения сополимерон акриламида с водорастворимым мономером акрилового ряда диспергированием водного раствора мономеров в нефтепродуктах, а именно минеральных маслах, с кинематической вязкостью 60-130 сСт и полимеризацией в присутствии инициаторов радикального типа. Полученный готовый продукт отмывают от дисперсионной среды и сушат f3).

Недостатком способа является низкий выход сополимера, составляющий

83-883 вследствие когезии частиц полимера к реактору и мешалке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является способ получения гранулированных водорастворимых полимерон акриламида диспергированием водного раствора акриламида и мономера акрилоного ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-4 мас.В нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономеров в присутствии радикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул. Полимеризацию проводят при интенсивном перемешинании в атмосфере азота в течение 1,5-3 ч при 50-60 С, по эао вершению которой в систему добавляют углеводород, образующий азеотроп с водой, Отгонку 70-80 воды осуществляют при 50+2оС, остаточном давлении 1 0-300 мм рт.ст, в течение

1-2 ч. Обезноженные гранулы полимера размером 0,2-0,3 мм отделяют от нефтепродуктов фильтрованием и сушат Я.

Недостатками данного способа являются адсорбирование на поверхности гранул полимера 0,4-11 поверхностноактивного вещества, загрязняющего готовый продукт, в результате чего увеличивается время сушки полимера, снижается фильтруемость его раствоpos через пористые среды, а также необходимость обезвоживания полимера азеотропной дистилляцией, которая сложна в аппаратурно-техническом исполнении (сложность точного поддержания вакуума, дополнительное оборудование реактора системой разделения аэеотропа) .

Цель изобретения - улучшение качества продукта и упрощение технологии его получения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения гранулиронанных водорастворимых полимеров акриламида диспергиронанием водного раствора акриламида и мономера акрилового ряда в нефтепродукте, содержащем 0,5-0,4 мас.i нефтепродукта поверхностно-активного вещества, с последующей сополимеризацией мономерон в поисутствии ра57 4

3 10244 дикального инициатора, выделением и сушкой образующихся гранул, после завершения полимеризации в суспензию сополимера в нефтепродукте вводят водорастворимый одноатомный спирт в количестве 100-300 мас.Ф образующегося полимера.

Способ осуществляют следующим образом, 40-604"ный водный раствор акриламида и сомономера акрилового ряда диспергируют в нефтепродукте, содержащем 0,5-4 мас.4 нефтепродукта поверхностно-активного вещества, при

50 2 С в атмосфере инертного газа.

Затем проводят радикальную полимеризацию в течение 1,5-2 ч и s полученную суспензию полимера вводят водорастворимый одноатомный спирт при массовом соотношении к образующемуся полимеру (1:1) †(3:1). Суспензию перемешивают в течение 0,5-1. ч при комнатной температуре, при этом вода содержащаяся в полимере, переходит в спирт вместе с поверхностно"актив25 ным веществом. Образующаяся водно-спиртовая фаза не смешивается с нефтепродуктом и ее отделяют декантацией.

Нефтепродукт снова используют s процессе. Водно-.спиртовую фазу после регенерации возвращают в цикл. Обезвожен30 ные микрогранулы полимера размером 0,20,3 мм отделяют фильтрованием и сушат, Качественные показатели готового продукта характеризуют размером гранул и наличием поверхност- 35 но-активного вещества на поверхности гранул.

В качестве сомономеров акриламида используют акриловую,метакриловую кислоты, их соли, солянокислый диме- 40 тиламиноэтилметакрилат w другие мономеры акрилового ряда, Из нефтепродуктов могут быть использованы фракции с т,кип.110300 С, а именно. керосин, толуол, 45. минеральные масла (высоковакуумное, авиационное, моторное) .

В качестве неионогенных эмульгаторов применяют стеараты, пальмитаты и другие моноолеаты ангидросорбитов.

Из водорастворимых одноатомных спиртов, смывающих поверхностноактивное вещество с поверхности гранул сополимера акриламида и вы" сушивающего его от воды, используют этиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты.

Применение спирта в массовом соотношении к образующемуся полимеру меньше 1:1 приводит к несмачиваемости полимера, а в соотношении больше 3:1 - экономически нецелесообразно, Содержание поверхностно-активного вещества в готовом продукте определяют фотоколориметрическим способом. п р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота подают 230 мл 13-ного раствора оксиэтилированных стеаратов и пальмитатов ангидросорбитов в толуоле и поднимают температуру до 50 С, продувают раствор азотом. Затеи в реактрр дозируют

50 мл 601-ного водного раствора акриламида и солянокислого диметиламиноэтилметакрилата (соотношение акриламида и диметиламиноэтилметакрилата составляет 7.:3, рН-5) при вращающейся мешалке (скорость 300-400об/ ин) о

3 мл lr-ного водного раствора персульфата аммония в 3 мл 14-ного водного раствора метабисульфита натрия.

Полимеризацию проводят в течение

2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию сополимера в толуоле вводят 90 мл изопропилового спирта (соотношение полимер:изопропиловый спирт равно 1:3 по массе) при комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 1 r. Полученную пульпу полимера фильтруют на воронке

Бюхнера.

Я р и м е р 2. В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой дозаторами мономеров, инициаторов, растворителя, барботером для ввода азота, подают 2,3 л 34-ного раствора оксиэтилированных стеаратов и олеатов ангидросорбитов в керосине и поднимают температуру до 60 С, продувают реактор азотом. Затем в реактор дозируют 500 мл 604-ного водного раствора акриламида при вращающейся ме-.. шалке, 6 мл 53-ного раствора пер" сульфата аммония и 6 мл 54-ного раствора метабисульфита натрия. По окончании полимеризации вводят 75 мл

504-ного водного раствора щелочного агента, состоящего из едкого натра и карбоната натрия в мольном соотношении 1:1 и проводят перемешивание в течение 1 ч. Затем суспензию

S 1024 гидролизованного полимера охлаждают до комнатной температуры, вводят

300 мл изопропилового спирта (соотношение полимер: изопропиловый спирт равно 1:1 по массе) и проводят пере- з мешивание в течение 50 мин. Полученную суспензию полимера фильтруют обычным способом.

Пример 3.В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером дпя ввода азота, вводят 250 мл 44-ного раствора смеси полиэтиленгликоле вых .эфиров стеаратов и пальмитатов ангидросорбитов в керосине и нагревают до 15

45 С в атмосфере азота. Затем дозируют 62 мл 504-ного водного раствора. акриламида и солянокислого диэтиламиноэтилметакрилата (соотношение мономеров 1:1, pH=l) при вращающейся ze мешалке (скорость 500 об/мин),1 мл

54-ного водного раствора персульфата аммония и 1 мл 34-ного раствора метабисульфита натрия в воде. Температурный скачок достигает 16 С, по сни-gg жении которого делают выдержку в течение 2 ч.

По завершении полимеризации в образующуюся суспензию полимера в керосине вводят 40 мл этилового спирта 1ри комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 40 мин.

Пример 4. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота, подают 230 мл 1 о 35 ного раствора смеси олеатов ангидросорбитов в авиационном масле и поднимают температуру до 50 С, одновременно продувая раствор инертным газом. Затем дозируют 50 мл 603-ного щелочного раствора акриламида (рН

10 ) при вращающейся мешалке; 6 мл

13-ного водного раствора окислитель57 4. но-восстановительной системы, состоящей из персульфата аммония и метабисульфита натрия в соотношении 1;i.

Полимеризацию проводят в течение 2 ч, по завершении ее в образующуюся суспензию гидролиэованнаго гомополимера в авиационном масле вводят 35 мл изопропилового спирта при комнатной температуре и проводят перемешивание в течение 30 мин. Полученную пульпу полимера фильтруют и отделяют готовый продукт..

Пример 5. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и барботером для ввода азота, вводят

250 мл 1 -ного раствора смеси стеаратов и олеатов ангидросорбитов в смеси двух растворителей, состоящей из керосина и толуола в соотношении 1:1 и поднимают температуру до 45 С, одновременно продувают о. раствор азотом со скоростью 1 л/мин.

Далее дозируют 60 мл 601-ного водного раствора мономеров, приготовленного из акриламида и солянокислого диметиламиноэтилметакрилата соотношение мономеров 1:1, pH=5). После образования эмульсии вводят 6 мл

5/"ного водного раствора окислительно-восстановительной системы, состоящей из персульфата аммония и метабисульфита натрия соотношение реагентов :1I. Полимеризацию проводят в течение 2 ч по завершении ее в образующуюся суспензию полимера в толуольно-керосиновой среде вводят 35 мл бутилового спирта и перемешивают в течение 1 ч, Полученную пульпу полимера фильтруют на воронке Бюхнера и отделяют готовый продукт. Свойства водорастворимых полимеров акриламида приведены s таблице.

Пример

0,3

0,2-0 33

6 (сравнительный) Размер гранул, мм

0,2-0,3

0,1-0,3

0,2-0,3

0,2-0,3

0,1-0,2

Содержание поверхностноактивного вещества, 3

10244

Составитель И ° Стояченко

Техред М.Коштура Корректор О.Билак

Редактор Н. Гунько

Заказ 4330/22 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЦ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fl р и м е р 6 (сравнительный).

8 колбу, снабженную холодильником, капельной воронкой, барботером для ввода азота и насадкой Дина-Старка, загружают 4 -ный раствор оксиэтилированных стеаратов и пальмитатов ангидросорбитов в 190 мас.ч. керосина, продувают азотом и доводят температуру до 50 2 С.

Затеи в реактор подают 75 мас.ч.

603-ного водного раствора смеси акриламида и метакрилата натрия при вращающейся мешалке и 0,12 мас.ч, 5>-ного водного раствора персульфата аммония. Полимеризацию ведут в течение 2 ч, Ilo завершении реакции добавляют ,70 мас.ч, толуола и отгоняют 80Ж воды азеотропной дистилляцией. Азеотропную смесь улавливают в конденсаторе, где она расслаивается и толуол возвращается s реактор. Полученную суспензию фильтруют, полимер сушат при 20-40 С, Таким образом, предлагаемый спо" соб получения гранулированных водорастворимых полимеров акриламида позволяет получать водорастворимые сополимеры в виде однородных частиц размером О, 1-0,3 мм, при этом сокращается время обезвоживания и сушки полимеров (упрощается технология получения полимера), улучшается качество готового продукта за счет смывания поверхностно-активных веществ с поверхности гранул водорастворимым одноатомным спиртом.