Полимерная композиция для загущения водных сред

 

Изобретение относится к гидрофобным составам, повышающим вязкость водных сред, содержащих водорастворимые электролиты, и позволяет повысить вязкость композиции в присутствии электролита. Композиция включает водорастворимый сополимер 99,9 - 99,975 мол. % акриламида и 0,025 - 0,1 мол.% додецилполи(оксиэтилен) Nметакрилата с вязкостью 0,2%-ного раствора сополимера при 25°С по Брукфилду 6,8 - 1075сП или сополимер 74,8 - 74,95 мол.% акриламида, 0,05 - 0,2 мол.% додецилполи(оксиэтилен) Nметакрилата и 25 мол.% акриловой кислоты с вязкостью 0,2-ного раствора сополимера при 25°С по Брукфилду 1000 - 1300сП, в которых N-число оксиэтиленовых звеньев 10 или 20, при следующем содержании компонентов, мас.%: водорастворимый сополимер 0,2 - 0,5

хлористый натрий 1 - 4

вода - остальное. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (S6) РСТ/US 85/00016 (30.01.85) (21) 3966245/23-05 (22) 01.10.85 (3i) 576250 (32) 02.02.84 (33) US (46) 23.08,90. Бюл. Р 31 (71) Дзе Дау Кемикал Компани (US) (72) Сиамаларао Эвани и К.Ван Фунг (US) (53) 678.041,4 (088,8) (56) Патент США В 4421902, кл. 52631.7, опублик. 1983.

Патент США Р 4401789,кл. 524/827, опублик. 1983. (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАГУЩЕНИЯ ВОДНЬ!Х СРЕД (57) Изобретение относится к гидрофобным составам, повыщающим вязкость водных сред, содержащих водораствориИзобретение относится к гидрофобным составам, которые повышают вязкость водных сред, содержащих водорастворимые электролиты.

Цель изобретения — повышение вязкости композиции.

Пример 1. А. Получение додецилполи(оксиэтилен) метакрилата.

1о

В реакционную колбу емкостью 100 мл, снабженную впускным н выпускным отверстиями для подачи и выпуска азота, колонкой (30 см) наполненной стеклян.ными шариками, холодильником и приемником, загружают 20 мас.ч. (32 ммоль) додецилполи (оксиэтилена), ; О, 03 мас. ч. фенотиазина, 30 мас.ч ° (0,3 моль) ме(SS)S С 08 ?. 33/26 С 08 К 3/16 мые электролиты, и позволяет повысить вязкость композиции в присутствии электролита. Композиция включает водорастворимый сополимер 99,999,975 мол.Х акриламида и 0,025О, 1 мол.Х додецилполи(оксиэтилен) метакрилата с вязкостью 0 2Х-ного раствора сополимера при 25 С по Брукфилду 6,8-1075 сП или сополимер 74,874,95 мол.Х акриламида, 0 05

0,2 мол.Х додецилполи(оксиэтилен,метакрилата и 25 мол.Х акриловой кислоты с вязкостью 0,2Х-ного раствора сополимера при .25 С по Ерукфилду 10001300 сП, в которых n — число оксиэтиленовых звеньев 10 или 20, при следующем содержании компонентов, мас.Х: водорастворимый сополимер 0,20,5; хлористый натрий 1-4; вода — остальное. 4 табл. тил-метакрилата и 0,4 мас.ч. изопропоксида титана (IV). Медленно пропускают азот через реакционную смесь и нагреваю до 105 С в течение 6 ч. о

Удаляют непрореагировавший метал-метакрилат прй 40 С и давлении 5

fO мм рт.ст. Амфифильный мономер 92Х чистоты как установлено с помощью ядерно-магнитного резонанса.

В. Получение додецилполи(оксиэтилен) метакрилата.

Из 20 мас.ч. додецил(оксиэтилена), 26 который представляет собой твердое вещество при комнатной температуре, готовят 50Х-ный раствор в толуоле.

Раствор помещают в реакционную колбу, 1588285 как описано в (А) с 0,03 мас.ч. фенотиазина, 35 мас.ч. метил-метакрилата и 0,5 мас.ч. изопропоксида титана (IV) и нагревают при 103 С в течение

7 ч. После полного удаления непрореагировавшего метилметакрилата вытеснением толуолом определяют частоту продукта с помощью ядерно-магнитного резонанса, которая составляет 907., Пример 2. Полимеры и композицию получают следующим образом, В реакционный сосуд емкостью

300 мл загружают 25 мл водного раствора, содержащего додецилсульфат н т- 1> рия, водорастворимый мономер(ы) и амфифильный мономер алкилполи(оксиэтилен)метакрилат, в количествах, определенных в табл. 1. Смесь перемешивают до получения чистого раствора.

Затем добавляют последовательно

1,5 мл раствора 2Х-ной пентанатриевой соли (карбоксиметилимино(бис)этиленнитрило)тетрауксусной кислоты (V-80) в воде и 2,4 r 17-ного раство- 25 ра азобисизобутилонитрила (A30) в т-бутиловом спирте в автоклав и несколько минут перемешивают. Если необходимо, то добавляют затем изопропиловый спирт (ИПС) в качестве агента передачи цепи. Содержимое автоклава затем доводят до определенного веса путем добавления деионизированной воды и дегазируют несколькими циклами попеременно (5-10 циклов)

35 созданием вакуума и продувкой азотом, Автоклав затем закрывают и нагревают ь на водяной бане при 60 С в течение

16 ч для сополимеризации, осуществляя таким путем сополимеризацию мономе- 40 ров, После сополимеризации содержимое автоклава охлаждают до комнатной тем.пературы и полимер удаляют в виде густого водного раствора (полимерного геля).

Для сравнения получают водорастворимые полимеры водорастворимых мономеров, не содержащие алкил(п:.>ли)оксиэтиленметакрилат.

Пример 3. Приготовление ком50 позиции, Полимеры- разбавляют деионизированной водой, чтобы получить раствор,который можно перемешивать, и перемешивают в течение 24 ч, чтобы получить

55 однородный раствор. Раствор затем до.водят до рН 7,5 с помощью 2Х.-ного раствора гидроксида натрия и затем разбавляют деионизированной водой до концентрации полимера. около 0,57. Раствор выдерживают при 23 С в течение 34 ч до достижения равновесия.

Вязкость раствора состава измеряют, используя ротовискозиметры Гааке или LVT или RVT вискозиметры Брукфилда с соответствующим шпинделем и скоростью вращения, которая уже установлена»

Раствор каждого из сополимеров и водорастворимого электролита получают путем растворения рассчитанного количества электролита в упомянутом растворе полимера и затем выдерживают раствор в течение 2-3 ч, чтобы достичь равновесия. Вязкость получившегося раствора измеряют, как определено, с помощью вискозиметра Брунфилда или

Гааке. Составы приведены в табл. 2 и 3.

Как видно из данных табл. 2, вязкость растворов гидрофобных ассоциативных полимеров (образцы 1-4) значительно выше, чем вязкость раствора контрольного полимера (образец С, ), который аналогичен гидрофобным полимерам, за исключением тех случаев, когда он не содержит поли(оксиэтилен)метакрилата. Это различие вязкости увеличивается, как показано в табл. 2, поскольку концентрации полимеров увеличились, Данные табл. 3 показывают, что добавление электролита (NaC1) к контрольным водным растворам (образцы С и С ) либо вообще не влияет на вязь кость, как в образце С» который содержит гомополимер акриламида, либо снижает вязкость, как в образце С который содержит сополимер акриламид/акриловая кислота. Наоборот, вязкости водных растворов, содержащих гидрофобный сополимер, увеличиваются путем добавления электролита.

Как видно из данных табл. 4,водные растворы гидрофобных полимеров (образцы 9-12) сохраняют больший процент их начальной вязкости, когда их подвергают воздействию более высоких температур, чем водные растворы, содержащие контрольные полимеры (образцы С и С ).

Формула изобретения

Полимерная композиция для загущения водных сред,, включающая водорастворимый сополимер, хлористый натрий

5 1588285 6 иводу,отличающаяся додецилполи (оксиэтилен)„метакрилата тем, что, с целью повышения вязкости, и 25 мол.Ж акриловой кислоты с вязв качестве водорастворимого сополиме- костью,0,2Х-ного раствора сополимера ра она содержит сополимер 99,90- (при 25 С по Брукфилду t000-1300 сП

Э

99,975 мол.7. акриламида и 0,025- где n — число оксиэтиленовых звеньев

0,1 мол.X додецилполи(оксиэтилен)„»- 10 или 20, при следующем содержании метакрилата с вязкостью 0,27.-ного ра- компонентов, мас.7.! о створа сополимера при 25 С по Брук- Водорастворимый филду 6,8-1075 сП или сополимер 74,8- jp сополимер 0,2-0,5

74,9 мол.Ж акриламида, 0,05-0,2 мол.X Хлористый натрий 1-4

Вода Остальное

Та бли ца 1

Мономеры, мол. Х

Сополимер

Активный вес, r

Общий вес раствора, ААМ, АА E„C МА AZO r

ААМ Е„С МА АА NaDS

Е

G

Н

J

С (иэвест>! ный)

С (иэвестный) 75,0 О

25 25,0 36,65 13,15 О 2,4

250

П р и м е ч а н и е. ААМ вЂ” акриламид в водном растворе при концентрации 50Х, Е С МА

» »> алкил поли(оксиэтилен)„метакрилат, где m — число окснэтиленовык групп и и — число углеродов в алкильной группе, (а) m - 20, и

12, (Ь). m = 10, n = 12. АА — акриловая кислота добавленная в виде 48Х-ного раствора в воде, доведенного до рН = 4,3 с помощью

NaOH. NaDS — додецилсульфат натрия> добавленный в виде 10Х-ного раствора в воде, AZO — аэобисиэобутиронитрил, добавленный в виде

1Х-ного раствора в т-бутаноле.

Та блица 2

Сополимер Вязкость раствора, сП, при указанных концентрациях сополимера,X

Образец

0,2 0,3

0,4 0,5

76,0

575,0

2900,0

5500,0

14,0

2

4

8,6

24,0

325,0

1075 0

5,8

F

Е

С, 4,2

300,0

640,0

3750,0

9,0

125,0

8.920.0

11.000.0

9.000.0

23,4

П р и м е ч а н и е. Вязкость по Брукфилду при 25 С, определенная с использованием вискозиметра Брукфилда LVT, работающего при

6 об/мин. При вязкостях до 100 сП использовали адаптор VL, при вязкостях от 100 до 5000 сП используют шпиндель Ф 2, при вязкостях выше 5000 сП применяют шпиндель Р 3. Концентрация сополимера в растворе, испытуемом на вязкость> с

99;95

99,90

99,975

99,925

99,95

99,90

74,80

74,90

74,95

74,95

74>90

100

0,05(а)

0>10(а)

0,025(b)

0,075(b)

0,05(Ъ)

О, l0(b)

0,2(а)

О, 10(а)

0,05(а)

0,05(b)

0,10(Ъ)

О

О

О

О

О

О

23,64

23,64

23,64

23,64

23,64

23,64

25>0

25,0

25,0

25 0

25,0

25,0

47,28

47,28

46,36

46,36

46,36

46,36

35,48

36,05

36,47

36,45

36,27

47,28

О

О

О

О

О

О

12,77

12,96 !

3,08

13,10

13,04

О, 189

0,378

0,.058

О, 174

О> 116

0,231

О, 772

О, 392

О, 198

0,130

0,260

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4 .2,4

2,4

2,4

236,4

236,4

236,4

236,4

236,4

236,4

250

1588285

Таблица 3

С!бразец Сополимер

Вязкость раствора, сП, прн концентрации NaC1, Х

Концентрация, Х

Тип

2,0

3,0

3,5

4,0

5 А

8;3

9,2

0)2 6)8 7)0

Не опреде- 10,9 лена

В

13,1

Не определена

3700,0

0,2 10,0

0,2 5,9

11,7

5,9

18,6

5,9

7700,0

0,2 1000,0

3100,0

0,1 1330,0 4100,0

0)2 500)0 23)1

2600,0

14,0

4100,0

15,2

5700,0

Не определена

8 1 (иэве- С тный

Та блица 4

Сополимер

Концент- СдвигоВязкость раствора, сП, при температуре, 0С

Образец рация вая скорость, с

Тнп Концент- NaC1, 7. рация, 7

25 40 50

60 10

54,0, 46,8

172,5 50,5 52,3

Не определена

90,1

9,8

У 0 5

91,1 60,6

8,2. 5,5

В 05 О 1725

С 0,5 0 172,5

84 1 92,1

14,2 11,1

79)5 81,2

34,5 40,0

4,8 3,5

86,2 83,8 8,8

Не определена

Не определена

Не определена

12

86,2

86,2,С (извест ный) Составитель Г.Русских

Редактор С.Патрушева Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Заказ 2429 Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, .".,.сква, Ж-35, Раушская наб., д. u/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä) ул. Гагарина,101

2 (иэветный)

10, С,! (иэвестньй)

? 0,2

К 0,2

С 0,2

10,1

Не опрев делена

9900,0

53,7 43,6

8,9 .6,6

Не определена

5100,0

12,0