Суспензионный способ полученияполимеров и сополимеров акриламида

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)821446 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 21. 03. 79 (21) 2740132/23-05 с присоединением заявки ¹

С 08 F 20/56

Государствемиый комитет

СССР ио делам изобретемий и открытий (23} Приоритет

Опубликовано 15.0481. Бюллетень № 14 (53) УДК 678. 745. . 84,2 (088. 8) Дата опубликования описания 17.04,81

В. И. Луховицкий, В. В. Поликарпов, Л. В.

P. М. Поздеева, И. В. Добров и A. Д. Абкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СУСПЕНЗИОННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ

И СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА

Изобретение относится к получению полимербв и может бйть использовано для получения водорастворимых полимеров и сополимеров акриламида.

В промышленности полимеры на основе акриламида получают полимериэацией мономера в разбавленных (8-10%) водных растворах.

Существенным недостатком этого способа является его практическая непригодность для организации многотоннажного производства.

Известен способ получения полимеров и сополимеров акриламида путем диспергирования водных растворов моно-15 меров различной концентрации в органической среде с последующей полимеризацией под действием ионизирующего излучения или вещественных инициаторов s присутствии солей жирных кис- 20 лот как стабилизаторов суспензии.

В данном способе используют щелочные соли жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле 12-18, взятые в количестве 1,5-20% к весу мономеров (1 ).

Получаемые этим способом полимеры и сополимеры имеют характеристическую вязкость в 1 н. растворе NaN03 не выше 14,0 дл/г, причем содержание 30 их в суспенэии невелико (не более

103) .

Цель изобретения — получение более высокомолекулярных полимеров в концентрированных суспензиях.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве стабилизатора суспензии используют кальциевые соли жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле 12-18 в количестве 1,017,03 к весу мономеров, а в качестве дисперсионной среды используют органические растворители или их смеси, взятые таким образом, что разница в плотностях водного раствора полимера и дисперсионной среды составляет

+0,02 г/мл.

Соли жирных кислот, будучи нерастворимыми в органической фазе и плохо растворимыми в,водном растворе мономеров, предотвращают слипание гранул, как бы припудривая их. При малой растворимости щелочноэемельных солей жирных кислот в водном растворе мономеров использование их в качестве стабилизаторов дисперсии позволяет уменьшить вклад реакции передачи цепи и получить полимеры высо- . кой молекулярной массы. Использование в качестве дисперсионной среды

821446 с плотностью, близкой к плотности водного раствора полимера органических растворителей, например, хлорбензола или смесей органических растворителей, неограниченно растворяющихся друг в друге, например смесей хлорбензола и бензола, четыреххлористого углерода и гептана, позволяет получить устойчивую дисперсию при соотношении водной и органической фаэ 1:4 - 1:2.

Выделение продукта иэ суспенэии проводят известными способами, например фильтрацией или распылительной сушкой. Дисперсионную среду используют в последующих операциях полимеризации. 15

Пример 1. Аналогично известному способу раствор, полученный смешением 40 г акриламида, 67 мл

Н О, 1,55 мл раствора NaOH концентрации 260 г/л с добавкой 0,03 г 2О

СаО, диспергируют при перемешивании в 450 мл смеси органических раство.рителей, содержащей 0,40 г пальмитиновой кислоты (1,0% к весу мономера). Плотность раствора полимера, 25 соответствующего полученному 37%-ному раствору мономера, d = 1,11 г/мл.

Для получения дисперсионной среды такой же плотности смешивают 206 мл четыреххлористого углерода и 244 мл гептана. Полученную эмульсию (отношение водной и органической фаз 1л 4) продувают азотом и проводят полимеризацию при непрерывном перемешивании под действием ионизирующего излучения в течение 40 мин. Мощность поглощенной дозы составляет 5,0 рад/с.

Полимериэацию ведут при 2511ОС. Образовавшуюся дисперсию фильтруют, гранулы полимера (ф = 0,5 мм) высушивают в вакууме до остаточного со- 4() держания влаги 10-123. Характеристика полученного полимера приведена в таблице.

Пример 2. Аналогично приме- 45 ру 1 к раствору, полученному смешением 32 г акриламида, 1,6 r акриловой кислоты, 68 мл Н О, добавляют

4,65 мл раствора Na0H концентрации

260 г/л; в полученный ЗОВ-ный раствор акриламида и акрилата натрия (d = 1,09 г/мл) засыпают 0,12 r

СаО и диспергируют раствор при перемешивании в 300 мл дисперсионной среды, состоящей иэ 100 мл CCt+ и

200 мл бензола (d = 1,07 г/мл, отношение водной фазы к органической

1:3) и содержащей 1,46 r стеариновой кислоты (4,7Ъ к весу мономеров).

К полученной эмульсии после продувки инертным газом добавляют 100 мг пер- 60 сульфата калия и ведут полимериэацию при 30+1 С в течение 5 ч при непрерывном перемешивании. Образовавшуюся дисперсию фильтруют, гранулы сополимера (ф = 0,3 мм) высушивают 65 в вакууме при 40 С до остаточного со держания влаги 10-12%. Характеристика полимера приведена в таблице.

Пример 3. Аналогично примеру 1 20%-ный водный раствор (d=

1,05 г/мл), полученный смешением

20 r акриламида, 98 мл Н О, 0,95 r акриловой кислоты, 2,9 мл раствора

NaOH концентрации 260 г/л с добавкой

0,6 г СаО, диспергируют при перемеши-. вании в 200 мл хлорбензола, плотность которого d = 1,07 г/мл (отношение водной и органической фаз,1:2), содержащих 2,2 r стеариновой кислоты и 0,6 г лауриновой кислоты (17,03 к весу мономеров). Полученную эмульсию продувают азотом и полимеризуют под действием -излучения в течение

60 мин при непрерывном перемешивании.

Мощность дозы поглощенного излучения составляет 2,5 рад/с. Облучение ведут при 25+1 С. Полученную дисперсию фильтруют, гранулы полимера (ф =

0,1 мм) сушат в вакууме при 50-60 С до остаточного содержания влаги 1012%. Характеристика полимера приведена в таблице.

Пример 4. Аналогично. примеру 1 к 38%-ному раствору (4 — 1,11 г/мл), полученному смешением

60 г акриламида, 3,0 г акриловой кислоты, 90 мл Н<О, 13,5 мл раствора

Na0H концентрации 194 r/ë, добавляют0,005 г СаО и диспергируют раствор при перемешивании в 600 мл смеси органических растворителей (210 мл

СС34 и 390 мл бенэола; отношение водной и органической фаз 1:3,5); имеющей плотность d = 1,12 г/мл и содержащей 0,06 r стеариновой кислоты (0,1% к весу мономера). К полученной эмульсии после продувки инертным газом добавляют 120 мг персульфата калия и ведут полимеризацию при непрерывном перемешиванйи и температуре 31 1ОС. Через 2 ч полимер слипается в комок.

Пример 5. По известному спо,собу 35%-ный раствор, полученный смешением 30 r акриламида,, 1,,5 г акриловой кислоты, 47 мл Н О, 5,5 мл раствора NaOH концентрации 260 г/л и имеющий плотность d = 1,10 г/мл, дисперигируют в 250 мл .гептана(d — 0,68 г/мл), содержащих 2,0 r стеариновой кислоты (6,0Ъ к весу мономеров). Полученную эмульсию продувают азотом и проводят-полимеризацию при непрерывном перемешивании под действием ионизирующего излучения (мощность поглощенной дозы 3,5 рад/с) при 20+1 С. Через 25 мин полимер слипается в комок.

Полученные результаты сведены в таблицу.

821446

Пример Растворитель

Отноше- Содержание ние фаз соли жирных кислот, В

Плотность, г/мл водного раствора полимера

Характеристическая вязкость полимера в 1 н. растворе, МайО дл г

15,5

СС гептан 1,11 1,11

ССЯ+, бенэол 1,09 1; 08

1:4 1,0

1:3

16,6

4,7

Хлорбензол 1,05

1,07

1:2 17,0

17,8

1:3,5 0,1

СС0, бензол 1,11 1,12

Полимер слипается в комок

Полимер слипается в комок

1,10 . 0,68

1:2,5 6,0

Гептан

Формула изобретения

Составитель А. Переверзева

Редакто С. Лыжова Тех ед М.Коштура Ко ектор Г. Назарова

Заказ 1711/38 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, использование пред-. ложенного способа получения вбдорастворимых полимеров на основе акриламида обеспечивает следующие преимущества: получаемые полимеры и сополи; меры на основе акриламида имеют большую молекулярную массу (())= 15,0-18,0 дл/г) по сравнению с,известным (jg ) = 14,0 дл/г);повышение концентрации суспензии (уменьшение отношения водной и органической фаз до 1:4

1:2) позволяет в 1,5-2 раза повысить производительность процесса; плот ности водной и органической фаз близки, что замедляет расслоение суспензии и облегчает ее транспортировку по трубопроводам.

1. Суспенэионный способ получения полимеров и сополимеров акриламида путем диспергирования водных растворов мономеров в органической среде с последующей радикальной полимеризацией в присутствии солей жирных кислот как стабилизаторов суспензии, отличающийся тем, что, с целью получения более высокомолекулярных полимеров в концентрирован. ных суспензиях, в качестве стабилизаторов суспензии используют кальциевые соли жирных кислот (C«-С,8) в количестве 1,0-17,0% к весу мономеров, причем образование суспензии

30 проводят в органических растворителях или их смесях, взятых таким образом, что разница в плотностях водного раствора полимера и дисперсионной среды составляет 0,02 г/мл.

35 2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что в качестве дисперсионной среды используют галоидированные углеводороды или их смесь с углеводородами.

4О 3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отношение водной и органических фаз составляет

1:4-2.

Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2585971/23-05, кл. С 08 F 20/56, 1978 (прототип).