Способ получения водорастворимых полиэлектролитов

 

(и 724523

Союз Советсиик

Социалистические

Ресттублии (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.77 (21) 2508422/2 3-05 с присоединением заявки РЙ (23)приоритетОпубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (5i )M. Кл.

С 08 F 8/12

С 08 F 120/44

Государственный комитет

СССР (ЗЗ) УЛ 678.745..32 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 03.04.80 I

И. К. Сатаев, К. С. Ахмедов, У. Д. Мамаджанов, О. К. Бейсенбаев, С. Г. Камарян и С. Б. Фролов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт химии AH Узбекской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ BOLIOPACTBOPHNbIX

ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений.

Известен способ получения водорастворимых полиэлектролитов путем полимеризации акрилоннтрила в растворе с последуюшим шелочным гидролизом f3)

Процесс проводят следуюшим образот

Полимеризацию акрилонитрила проводят в водной среде в присутствии персульфата калия, затем полиакрилонитрил отто деляют от воды путем центрифугирования, после высушивания готовый порошковый, полиакрилонитрил подвергают шелочному гидролизу в другом аппарате в среде вода-водорастворимые алифатические спирты.

Цель изобретения - повышение соле-. стойкости гидролизованного полиакрилонитрила и упрапение технологии получени я. 26

Поставленная цель достигается тем, что полимеризацию и гидролиз проводят в среде н-бутилового или изобутилового спирта, а шелочной гидролиз осуществля

2 ют в присутствии формальдегида и бисульфита натрия. !

Процесс реакции полимеризации проводят при 40-50 С, а реакцию гидролизапри 90-96 С. Время полнмеризации составляет 2 ч, а гидролиза 2-4 ч, Пример 1, B трехгорловую колбу загружают 30 вес.ч, акрилонитрила и

100 вес.ч. н-бутилового спирта и постепенно при перемешивании добавляют

О, 1 вес.ч. динитрилазо-бис-иэомасляную кислоту. Реакция полимеризации протекает при 42оС в течение 2 ч. После чего в реакционную смесь добавляют

18 вес.ч. МаОН и 12 вес.ч. H 0 и температуру поднимают до 94-96 С. о

Продолжительность реакции гидролиза составляет 2,0-3,0 ч. Полученттый гщ ролизованный полиакрилоннтрил (IIAIJ отделяют фильтрованием и подсушивают.

Выход полимера составляет 95".;.

Пример 2. К полученному полиакрилонитрилу аналогично примеру 1 дооавляют 18 вес.ч. М аОН, 12 вес.ч.

Содержание, %, Способы

5 Н

N остаток

6,40 8 90 21 00

Известный

37,23

Предлагаемый

6,21 . 9,15 21,34

6,34 8,74 20,98

6,18 8,83 21,09

38,34

36,57

37,66

1,31

Омыление ПАН по известному способу и предлагаемому (приМер 1) идет по схеме:

-Сй -CHj- QCH -СИ-CH -СИ-CH -СН-СН -CH-СН -СН

Na0H

2 > n 90-98 2. 2 2 2 1, 2

CN 0 =С вЂ” N — С =О СОМН СООйа СМ

t 2

Омыление ПАН по предлагаемому способу (примеры 2 и 3) идат по схеме: (сн сн) (сн -сн-сн -сн-сн - сн-Сн -сн-сн -сн3 йоОн

2 1 90-g5 C 2 1 2 1

Сй 0= C. — и — С =О QNH СООМа СМ

Н ...HACH -СН-СН -СИ-СН СН-СН-СИ-CH -СН-СН -СИ)

2 > 2

2 1 1 з О=с и с=Q соин t 0 c00Na cN

t 2

H NH !

СИ

50 ко

3 72

Н 0,,4 вес.ч. формальдегида и 4 вес.ч. бисульфита натрия, Реакцию гидролиза продолжают при 94-96 С в течение

2,5 ч. Полученный продукт отделяют от раствора путем фильтрованйя и подсушн ивают при 40-50 С. Выход полимера составляет 94%.

Пример 3. В трехгорловую колбу загружают 30 sec.÷. акрилонитрила и 100 вес.ч. изобутилового спирта и постепенно при перемешивании добавля-. ют 0,15 вес.ч. динитрилазо-бис-изомасляную кислоту. Реакция полимеризации протекает при 40 С в течение 1,5-2,0ч.

После чего в реакционную смесь добавляют 18 вес.ч. ИаОН, 12 вес.ч. H О, 4 вес.ч. формальдегида и 4 вес.ч. бисульфита натрия. Реакцию проводят при

90-92 С в течение 3,5 ч. Полученный продукт отделяют от раствора путем фильтрования, затем подсушивают при

40-50 С. Выход полимера составляет 95%.

4523 4

Полученные полимерные реагенты на основе акрилонитрила в примерах 1,2 и

3 получаются в виде порошка удобного

1 для практического применения в любых

5 климатических условиях. Кроме этого в примере 2 и 3 в результате реакции про- исходит частичное сульфометилирование амидной группы полимера, что повышает солеустойчивость реагента к минеральной

io агрессии (Na С1, СаС1 ).

Для подтверждения строения полученных образцов снимают ИК-спектры поглощения в области 700-3600 см, обна« ружены (1643, 1544 и 1380 см )

35 первичные и вторичные амиды, карбоксилатные (1700 и 1620 см ) и следы

-1 нитрильных (2248 см )групп, а в образцах полученных по примеру 2 и 3 также обнаружены сульфогруппы (142020 1330см 1 ).

В табл. 1 представлены элементарные составы полученных образцов на основе полиакрилонитрила.

Табл ица 1

5 724523 6

B полиэлектролите, содержашем одно- уменьшение - к полиакриламиду, что знавременно амидные и карбонильные группы, чительно ухудшает стабилизирукицее дейвоэникает ионизированная H-связь; При ствие полимещюго реагента. взаимодействии с N аНЯО отшепляется Стабилизирующее действие порошкообвода и сульфогруппа присоединяетоя к уг- 5 разных полимерных реагентов проверяют лероду амидогруппы, на глинистых растворах, приготовленных

По данным химического и физико-хи- из каолинитовой глины Нефтеабадского мического анализа сополимер состоит иэ месторождения, и их солеустойчивость исцепей полиакрипонитрипата натрия, полиак- пытывают в присутствйи солей ЙаС9 и ! риламида, сульфированного полиакрилами- to СаС1, как наиболее часто встречающих

2 да и полиакрилонитрила с соотношением ся во время бурения. Термостойкость гли« компонентов от 6:1, 5:0,5:2 до 7:1,0:1 нистого раствора обработанного полимером

3 1

:0:1:О. Соотношение ПАН: NaOH меняется проверяют во вращающемся автоклаве при от 1:0,4 до 1:0,6. Увеличение концепт - 200 С в течение 6-8 ч. рации едкого натра приводит к изменению 5 Полученные результаты представлены баланса в пользу полиакрилата натрия, в таблице 2.

Твблийв 2

2 1,30 2 S 29>0

6 1,29 87 6,5

50,7

44,1

4,0 7,0 га

1,0 7,5

И же- 1,0

1.0

29,0

23,5

10,3

20 - 25 2 1,29 43 13,5 2,0 7,0

19,5

2,0 25

2 130 48 270 35 70

1,0

Прад»

ЗОЖВНной

1,0

200 6 129 65 50 10 70

20 - 25 2 1,29 47 7,0 1 5 7,0 5S 1

67,6

1,0

2,0 25 2 1,30 51 11 5 2,0 7,0 58 2

68,0

1,0

5,5 1,0 7,0 52,4

2 10 - - 200 6

10 20 - 25 2

10 20 25 2

1,29 43

1,28 40

61,5

58,8

65,0

51,7

7,0

6,5 1,0

ls28 37 Вс5 1в5 7фо

62,9

129 37 45 10 80

1,29 33 6,0 1,0 7,0

128 35 95 10 70

81,3

67,2

3 10 - - 25 2

1,0 20 - 25 2

1 0 20 2,0 25 2

1,0 - .- 200 6

72,8

60,0

59,S

53,8

55 10

7,5

1,28 41

Из табл. 2 видно, что новые порошкообразные водорастворимые полизлектролиты на основе акрилонитрипа эффективно «снижают водоотдачу от 29,0 до 4,5 см и. толшину глинистой корки от 4,0 до

1,0 мм. При этом условная вязкость и предельное статическое напряжение сдви- 55

ra незначительно увеличиваются и суточ ный отстой раствора доходит до нуля, что свидетельствует об образовании тиксотропной коагуляционной структуры и о получении агрегативно устойчйвых систем °

Качество раствора, обработанного поли» мерным реагентом в присутствии хлористых солей и при нагревании, почти не иэ меняется, Таким образом, получены новые водорастворимые порошкообраэные полиэлекъролиты на основе акрилонитрила, пригодные для стабилизации промывочных глинистых растворов в условиях высоких температур и минерализации. л, "г т

Составитель А. 11ереверзева

Техред М, Кузьма Корректор М. Вигула

Редактор Н. Шильникова

Заказ 792/6 Ти«раж 549 Подписное

Ц1111ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 61acma, ж-35, Pe@mass ss6., s, 4Л

Фвлввл, ПП!1 «Пвтент, г. Ужгоаав, ул". Праактваа, 4 твФ"

-«7 += ",, 172

П <. формула изоттбретения

С пособ получения водораствор имых попиэлектролитов путем полимеризации акрилонитрипа в растворе с последующим щелочным нщролизом о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью повышения солестойкости тидролизованного полиакрилонитрила и упрсюнеиия технологии, полимеризацию и гидролиз проводят в сре9523 8 де нормального бутилового или изобутилового спирта, а щелочной гидролиз осуществляют в присутствии формальдегида и бисульфита натрия, 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ъ 476287, кл. С 08, F 8/12, 1972 (прототип) .