Способ получения полиакриламида

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (aa> 765282 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 131178 (21) 2684438/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 230980.Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 230980

<5!)М. Кп.

С 08 F 120/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) МК 678.675 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.М.Байлерян и P.М.Акопян (7! ) Заявитель

Ереванский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАКРИЛАМИДА

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, конкретно к способу получения полиакриламида. 5

Известен способ получения полиакриламида в водном растворе, содержащем, вес.%: К 5 Ов0,5, триэтаноламин 0,2, йа $о04 0,14 и акриламид 9 (1).

Процесс ведется при 50 С (8 ч) и 60 С (б ч). Глубина превращения почти 100% и Мв около 2 ° 10 (или Ми около 1-10, если полимер

6 линейный).

Однако способ не обеспечивает получения чистого полиакриламида, получается сополимер акриламида с акриловой кислотой (полученный полиакриламид обладает полиэлектролитными свойствами), что является результатом относительно высокой температуры процесса, что способствует частичному гидролизу полиакриламида. Получается частично сшитый полимер.

Известен также способ получения полиакриламида путем радикальной полимеризации акриламида в водном растворе, содержащем персульфат калия. В качестве восстановительной, компоненты индицирующая система содержит медный хелат аминоуксусной кислоты (2).

Известная полимеризация протекает гладко при 25 С с образованием растворимого в воде полиакриламида с Ми больше одного миллиона при начальных концентрациях акриламида больше 8% (по весу).

Однако применяется сульфат меди в-качестве катализатора. Катион двухвалентной меди в комплексе с азотсодержащими соединениями, аминами, аминокислотами и т.д. дает ярко-синее окрашивание. По этой причине полученный водный раствор полиакриламида имеет голубую окраску. Это особенно нежелательно при применении полиакриламида в бумажно-целлюлозной промышленности, в пищевой промышленности, при очистке пресных вод. Кроме того, катионы переменной валентности снижают тепло- и светостабильность полимеров. Комплекс ионов двухвалентной меди с аминоуксусной кислотой неактивен, поэтому необходимо сначала кислоту превратить

765282

Формула изобретения раж 549 Подписное

4 род,ул.Проектная, в соль добавлением эквивалентного количества щелочи, т.е. гидроокнси натрия или калия (щелочи-агрессивные вещества и приходится с ними обращаться с осторожностью). Свободные ионы меди, а также других ка- 5 тионов играют роль передатчика материальной цепи (укорачивают цепь),. даже ингибируют радикальную полимеризацию. С целью устранения этого недостатка катализатора приходится брать 0 аминоацетат натрия, (или калия) в избыт ке,что с экономической точки зрения нежелательно.

Цель изобретения — упрощение способа.

15 ,Цанная цель достигается тем, что вместе сульфата меди,и едкой щелочи вводится в систему только триэтаноламин s молярных количествах, не превышающих количеств аминоуксусной кислоты (глицина). Количество вес.ч.: 20 аминоуксусная кислота 0,3- 0,8, преимущественно 0,38, триэтаноламин 0,3

0,7 {преимущественно 0,35) на

1000 вес.ч. воды.

Полимеризация проводится .при ком- 25 натных температурах, преимущественно при 25 .С, рН среды около 7;5. Количество, вес.ч.: акриламид 36-72, персульфат О,R7-0;54 (преимущественно

0,27) на 1000 вес.ч. воды.

Среднечисловая молекулярная масса полиакриламида почти линейно зависит от начальной концентрации мономера.

Пример 1. ПолимЕризация акриламида осуществляется при 25 С, в инерт15 ной атмосфере. Продолжительность процесса почти до 100% конверсии акриламида примерно 3 ч при количестве,г:

Персульфат калия 0,54

Аминоуксусная кислота 0,38

Тризтаноламин 0,70

Акриламид 36,0

Вода 1ООО,О

Среднечисловая молекулярная масса около 5 10 . Растворимость полная.

Пример 2. Полимеризация акрил-45 амида осуществляется при 25 С, в инерто ной атмосфере. Продолжительность процесса почти до 100% конверсии около

6 ч при количестве, r.:

Персульфат налия О,27 50

Аминоуксусная кислота 0,38

Триэтаноламин . 0Ä35

Акриламид 36,0

Вода 1ООО,O

Среднечисловая молекулярная масса около 8 ° 10, растворимость полная.

Ч р и м е р 3. Лолимеризация акрилО амида осуществляется при 25 С, в инертной атмосфере. Продолжительность процесса почти до 100% конверсии примерно 4 ч при количестве, r:

Персульфат калия 0,27

Аминоуксусная кислота 0,38

ВНИИПИ Заказ 6898/11 Ти

Филиал ППП"Патент",г.ужго

Триэтаноламин 0 35

Акриламид 52,0

Вода 1000,0

Среднемолекулярная (числовая) масса больше одного миллиона. Растворимость полная.

При концентрациях акриламида больше 71 r на 1000 г воды полимеризация очень, быстро завершается (скорость полимеризации практически не подлежит определению).

Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что инициирующая система, состоящая из персульфата калия и аддукта аминоуксусной кислоты с триэтаноламином обеспечивает получение высокомолекулярного (M> больше 1У), стабильного и водорастворимого (.растворимость полная) полиакриламида с большой скоростью при сравненительно малых концентрациях акриламида (берется не больше 10%-ного водного раствора акриламида). Полимеризация ведется при комнатных температурах (примерно при 25 C), что обеспечивает практическое предотвращение- гидролиза и имидизации полиакриламида. Применяют совершенно нетоксичные и неагрессивные вещества.

Вязкость бесцветного водного раствора высокомолекулярйого полиакриламида в течение трех месяцев при средней температуре 30 С не изменялась, что указывает íà его стабильность. Предлагаемый высокомолекулярный полиакриламид мох:ет найти применение в целлюлозно-бумажной, пищевой и нефтехимической промыаленностях, в сельском хозяйстве, для регулйрования скорости течения жидкостей в трубах и работы тормозных систем, в электротехнике и для очень быстрого закрепления грунтов.

Способ получения полиакриламида путем радикальной полимеризации акриламида в водном растворе, содержащем персульфат калия, о т л ич а ю щ и Я с я тем, что, с целью упрощения способа, в раствор дополнительно вводят смесь 0,3-0„8 вес.ч. аминоуксусной кислоты и 0,30,7 вес.ч. триэтаноламина на

1000 вес.ч. воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Савицкая N.Н. и др. Полиакриламид, Изд. 2-ое, "Техника", Киев, 1969, с. 10-40.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2554029/05, кл. С 08 .F 120/56, 31.05.78,