Суспензия полиакриламида

 

Изобретение относится к получению композиций на основе полиакриламида и может быть использовано в технике для снижения гидродинамического сопротивления воды. Изобретение позволяет повысить гидродинамическую эффективность композиции до 61 % и продолжительность ее хранения до 10 сут за счет введения в суспензию полиакриламида одноатомного низкомолекулярного алифатического спирта и анионного фторированного поверхностно-активного вещества кубоксалим. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4825019/05 (22) 14.05.90 (46) 30,05.92, Бюл. N 20 .(71) Донецкий государственный университет (72) М.М.Певелко, А.И.Сердюк, А.Б.Ступин и

Б.С.Л юба рский (53) 678.745(088,8) (56) Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Водорастворимые полимеры. Л.; Химия, l979.

Заявка Франции ¹ 2531093. кл. С 08 J . 3/04, опублик. 1984, Изобретение относится к области снижения гидродинамического сопротивления в трубопроводных системах пожаротушения, аварийной откачки води и сброса ливневых стоков полимерными добавками.

Для получения эффекта снижения гидродинамического сопротивления полимер необходимо растворить. Однако растворение порошкообразного полиакриамида (ПАА) в воде происходит очень медленно вследствие образования комков при соприкосновении частиц с водой.

Чтобы повысить скорость растворения

ПАА смешивают с глицерином или этиленгликолем, Однако известные суспезии ПАА мало устойчивы при хранении и способны к раз делению фаз. Поэтому они имеют низкую скорость растворения и соответственно, гидродинамическую эффективность, Таким образом, применение этих суспензий в системах пожаротушения, аварийной откачки воды и сброса ливневых стоков, где требу/

5U, 1736980 А1 (Я)5 С 08 1 33/26 С 08 К 5/00//

//(С 08 К 5/00, 5:05, 5:43) (54) СУСПЕНЗИЯ ПОЛИАКРИЛАМИДА (57) Изобретение относится к получению композиций на основе полиакриламида и может быть использовано в технике для снижения гидродинамического сопротивления воды. Изобретение позволяет повысить гидродинамическую эффективность композиции до 61% и продолжительность ее хранения до 10 сут за счет введения в суспензию полиакриламида одноатомного низкомолекулярного алифатическаго спирта и анионного фторированного поверхностно — активного вещества "кубоксалим". 1 табл. ется очень быстрое растворение, малоэффективно.

Наиболее близкой к предлагаемой является. суспензия ПАА, состоящая из порошкообразного полимера, водорастворимого углеводородсодержащего поверхностно-активного вещества (ПАВ) с добавкой 5 — 15% воды.

Ы

Присутствие ПАВ в составе суспензии О улучшает смачивание. полимерных частиц водой и смешение концентрированного Q( раствора ПАА с водой при получении рабочих растворов, а также повышает устойчивость к расслоению полученной суспензии, Однако указанная суспензия имеет существенные недостатки. Во-первых; наличие воды приводит к падению гидродинамической эффективности суспензии по мере ее хранения вследствие слипания полимерных частиц, уменьшения скорости. их растворения. Во-вторых, все углеводородсодержащие ПАВ, в том числе и описанные в прототипе, имеют плотность значительно

1736980 более низкую, чем плотность ПАА(1.27 — 1,36 г/cM ), Поэтому дисперсионные среды на

Мх основе являются неравноплотными с полимером, что приводит к расслаиванию суспензии, трудностям перекачки ее насосами и понижению гидродинамической эффективности.

Цель изобретения — повышение гидродинамической эффективности суспензии

flAA путем увеличения ее скорости растворения и повышения стабильности суспензии при хранении. указанная цель достигается тем, что суспензия содержит компоненты при следующих соотношениях, мас.ч.:

Полиакриламид 5-30

Кубоксалим на основе смеси анионных фторированных ПАВ 39,2 — 64,7

Алифатический низкомолекулярный одноатомный спирт 22,4-42,0

В качестве фторированного ПАВ (ФПАВ) использован кубоксалим, имеющий более высокую плотность, чем ПАА, что позволяет путем смешения его с одноатомными водорэстворимыми спиртами получать равноплотные дисперсионные среды.

Одноатомными хорошо растворимыми в воде спиртами являются метанол, этанол, изопропанол, Нижняя концентрация этих спиртов (22,4%) в суспензии и верхняя концентрация, кубоксалима (64,7%) обусловлены необходимостью создания плотности дисперсионной среды, равной 1.36 г/см .

При концентрации спирта меньше 22,4% и кубоксалима больше 64,7% наблюдается расслоение суспензии и падение ее гидродинамической эффективности. Верхняя концентрация спирта в суспензии (42,0%) и нижняя кубоксалима (39,2%) требуется для создания плотности дисперсионной среды, равной 1,27 г/см . При концентрации спирта в суспензии больше 42,0%, а кубоксалима — меньше 39,2 происходит расслоение суспензии и вследствие этого уменьшение ее гидродинамической эффективности.

Если содержание ПАА в предлагаемой суспензии составляет менее 5%, то экономически нецелесообразно использование ее в результате большого расхода других компонентов. При концентрации полимера более 30% происходит падение гидродинамической эффективности вследствие понижения скорости растворения.

Рекомендуется использовать ПАА с молекулярной массой более Зх10 . степенью гидролиза от 0 до 30% и средних размеров частиц не более 630 мкм. Если частицы полимера будут иметь размеры более 630 мкм, то значительно возрастает время растворения и, соответственно, падает гидродина5 мическая эффективность.

Суспензия готовится механическим смешением компонентов в два этапа. Вна.чале ФПАВ разбавляют одноатомным спиртом до плотности частиц ПАА. Затем в

10 равноплотную дисперсионную среду добавляют полимерный порошок и диспергируют до получения однородной смеси.

Испытания суспензий проводили следующим образом.

15 Количество суспензии, необходимое для получения концентрации полимера

0,1 г/л, растворяли в 1 л воды в стакане диаметром 0,1 м и высотой 0,14 м путем перемешивания на магнитной мешалке

20 MM — 3М. Магнитный стержень длиной 0,036 м и диаметром 0,008 м вращался со скоростью

300 об/мин, Постоянство оборотов стержня контролировали при помощи стробоскопа.

Через 1 мин отбирали пробу из стакана, 25 фильтровали ее для отделения нерастворившейся части полимера и разбавляли в 20 раз для измерения гидродинамической эффективности, Величину эффекта снижения гидроди30 ЛЛ намического сопротивления (- — ) определяли по времени истечения воды (tb) и раствора полимера (tp) через канал гидродинамической установки длиной 0,84 м и диа35 метром 1,2х10 м при напряжении трения на стенке канала 114 н/м согласно уравнению

Пример 1, 53,0 r ПАВ кубоксалима смешивают с 42,0 r разбавителя ПАВ изопропанолом и перемешивают в течение 510 мин на магнитной мешалке. Затем в полученную дисперсионную среду добавляют 5 г ПАА с молекулярной массой (MM)

Зх106, степенью гидролиза 0% и перемешивают до однородного состояния. Все операции проводят при комнатной температуре.

Затем 2 r приготовленной суспензии растворяют в 1 л воды (концентрация ПАА составляет 0,1 г/n) при перемешивании на магнитной мешалке со скоростью 300 об/мин. После 1 мин перемешивания отбирают пробу 10 мл, отфильтровывают, раз- бавляют в 20 раз и определяют время истечения через канал гидродинамической установки.

1736980 тивного вещества она содержит кубоксалим на основе смеси анионных фторированных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и дополнительно содержит алифатический

5 низкомолекулярный одноатомный спирт при следующем соотношении компонентов, ма с.ч.:

Полиакриламид 5-30

Кубоксалим на ос10 нове смеси анионных фторированных ПАВ 39,2 — 64,7

Алифатический низкомолекулярный

15 одноатомный спирт

Эффект снижения, гидродинэмического сопротивления составил 19,97,, а при полном растворении суспензии 35,17ь.

Пример ы 2-27. Аналогично примеру 1 готовят суспензию примеров 2-27.

Состав суспензий и результаты испытаний приведены в таблице.

Формула изобретения

Суспензия полиакриламида, включающая полиакриламид и поверхностно-активное вещество, отл и ч а ю ща я ся тем, что, с целью повышения гидродинамической эффективности суспензии и стабильности ее при хранении, в качестве поверхностно-ак22,4-42,0 г.3

Солернаие lh0

Пример НН ПЯЯ, нлн Степень

Время Дд хране В t. нмя, 8 сут

Ь !) ! т.не-с)

Состаа суспензии гидропнта г

ПЯВ Сплеряание разбаяитепя т

Лонер ПЯЯ

1 ПЯВ Разбаяитель состава . н

42,0

1 19,9 35,1

5 Нубон- 53,0 салин

Пропанол

3,0

25,7

27.3

5",3 н

Этанол

Метанол

И-пропанол

Этанол

Метанол

Пропанол

Отанол

И-пропанол

30 -"- 42,7

5 -"- 64,7

5 67,9

20 -"- 48.8

20 -"- 44 В

30,3

37,!

31,2

35,2

30,8

22,4 н

6,0

10

10,0

10

30 39,?

Вола

3,0

10

12!

0 3,1

6.3

10 2,8

27. l

3l,9

28,6 н

1О н

6,0

13

45,3

41,2

42 °

41,7

1 15.9

10 7.3

1 15,0

1 16,2

t4,1

10,0

10

Вола

10,0

15 и

1о

39,1

Ялкнл- 55 сульфаты натрия (В 10"!8) нПреяо- 55 цели

30,2

28,4

15 1 15,8 44,9

20 - ° 130

21 6,0

39 21 ° О

Ялнил- 55 супьфатн натрия (810-18)

ОП-1О 90

30

7.3

4,8

И-проланоп

3,0

20 70

23

?4

26

27,0

26,7

24,9

24,0

3,0

4,7

3,1

2,4

10 !

10

30 55

5 О

30 н

II

I1 н

Составитель М.Павелко

Техред M. Моргентал Корректор С,Шевкун

Редактор С.Лисина

Заказ 1869 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

30 -"- 47,6

5 ПП-10 90

70 70

30 -"- 55

30 -"- 60

38 - 60

30 -"- 60

Oil-10 60

10 -"- 65

5 90

19,7 34,9

19,5 34,8

18,2 39,7

17,9 38,9

17,3 39,3

27,1 61, 3

27, 1 57., ?.

26,8 59,3

7,! . 30.3

4,7 28.2