DE1719433A1

DE1719433A1 - Dispersionsmittel

Info

Publication number: DE1719433A1
Application number: DE19661719433
Authority: DE
Inventors: Chamot Walter Mitchell
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1965-03-24
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1972-04-20
Also published as: GB1104567A; ES324201A1; FR1499131A

Description

Anmelder: HALOO CiIEtWGATi COMPAHr₁ 62Ί6 liest 66th Place, Chicago, ru.inois, V, ist ο A₁

Dispersionsmittel

Die Erfindung betrifft ein Dispersionsmittel und ein Verfahren zum Dispergieren und Suspendieren von Teilchen in verschiedenen wässrigen Systemen,,

Kn sind eine ganze Heihe von technischen Vorgängen bekannt, bei denen es wichtig ißt, verschiedene Jfestatoffe» die in Wasser vorkommen, in aiuem suspendierten oder disperglerten Zustand au halten. Wenn solche Feststoffe nicht mehl» in der Flüssigkeit suspendiert bleiben, tritt eine Anhäufung derselben auf und die Anlage odor Einrichtung verschmutz.b«

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Di63 trifft beispielsweise für die sogenannten Kühlsysteme mit direktem Durchsatz zu, In Fällen, wo in der Mähe der Industrieanlage eine reichhaltige Wasserquelle zur Verfügung 3teht, wird die Kühlung häufig so durchgeführt, dass das V/asser durch die Wärmeßuatauachanlage geleitet und dann zurück in seine Quelle geführt wirdο Da sehr grosse Mengen von Wasser in diesen Systemen verwendet werden, ist es aus wirtschaftlichen Gründen nicht durchführbar, das Wasser in üblicher rfeise zu filtrieren und/oder zu behandeln« Infolgedessen treten leicht Ablagerungen auf und es ist gewöhnlich erforderlich, die Einrichtung von Zeit zu Zeit still» zulegen, um sie zu reinigen, Dadurch tritt ein Verlust an Produktionszelt auf und es werden kostspielige Chemikalien und/oder mechanische .Reinigungsverfahren benötigt=

Bei der Papierherstellung müssen Feststoffe, wie Titandioxid, im Abwasser der Papierfabrikation suspendiert gehalten werden, Wenn solche Feststoffe sich auf dem Papier ablagern, bilden sioh Flecken, die die Festigkeit und Qualität des Papieres beeinträchtigen. Im Abwasser befindlicher Teer muss auch in Suspension gehalten werden» Kin Suepen» dier» oder Dispergiermittel, das in kleinen Konzentrationen im Abwaaser dttr Papierfabrikation wirksam ist, wäre von grosaam technischen Wert.

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In der SchliTßindustrie tritt das i'roblem der Bildung von Ablagerung ebenfalls uuf. Brztanker, die bei.3piels» weise auf den grossen Meeren fahren, sind mit Ballasttanks ausgerüstet, die während der Rückfahrt des Schiffes gefüllt sind, um den iiefgang desselben im Wasser zu regulieren: Das zum Füllen der Tanks verwendete Wasser enthält Schlamm, der sich nach einigen Fahrten schnell in den !Danks ansammelt und das Gewicht der ScLiffe beträchtlich erhöht«

Dispersions- ader Suspensionsmittel sind auch in der Stahlindustrie von Bedeutung« Bei der Herstellung von Klinkern, die ζ .· Bc in Hochöfen verwendet werden, bilden sich grosse Mengen von Staubteilchen· Diese iailchen werden in oinem ötaubrieselturm entfernt. Wenn die Peststoffe in der Reinigungsflüssigkeit nicht suspendiert gehalten werden, kann der Rieselturm nur eine kurze Zeit arbeiten. Unter gewöhnliehen Bedingungen werden jede Woche etwa J5Q Arbeitsstunden benötigt, um eine einzige Anlage zu säubern, da die Feststoffablagerungen an den Innenflächen der Einrichtung den Durch= gang für die I»uft verstopfen und das Vakuum oder den Sog in der Anlage verringern«

Ferner werden Dispersionsmittel, die ale detergentienartige Stoffe allein oder zusammen mit Detergentien verwendet werden.

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BW er.:?.·:■■;

benötigt, um Industriereaktoren zu reinigen oder sie werden in Geschirrspülmaschinen, beim Piltertuchreinigen und dergleichen eingesetzt.

Die obigen Beispiele zeigen einige wenige Situationen, in denen Suspensions- und/oder Dispersionsmittel benötigt werden₀ Diese Stoffe müssen in geringen Konzentrationen wirksam sein. Ausserdem müssen sie mit einer grossen Vielzahl von festen Verunreinigungen verwendet werden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Dispersionsmittel zu schaffen, das eine weite Anwendbarkeit in flüssigen Systemen hat und das in niedrigen Konzentrationen wirksam ist. Ferner soll das erfindungsgemässe Dispersionsmittel mit •Erfolg in Kühleystemen mit direktem Durchsatz eingesetzt werden können und fähig sein, abgesetzte Stoffe in KÜhlwassersystemen wieder zu dispergieren.

Im allgemeinen gründet sich die Erfindung auf die Erkenntnis, dass besonders hydrolysierte Polyacrylnitril-Polymerisate oder die eine ähnliche Struktur aufweisenden, durch Mischpolymerisation hergestellten Polymerisate als Dispersionsmittel in wässrigen Systemen ungewöhnlich wirksam sind. Das hydrolysierte Polyacrylnitrilpolymerieat wird gewöhnlich in Form einer wässrigen Lösung verwendet, obwohl auch andere

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polare Lösungsmittel eingesetzt oder das Produkt in trockener Form benützt werden kann» Wenn eine wässrige Lösung verwendet wird, enthält sie von etwa 1 - JO % hydrolysiertes Acrylnitril· Die untere Grenze hängt von wirtschaftlichen Gesichtspunkten ab, da es unwirtschaftlich ist, zu grosse Mengen von Wasser zu befördern und zu handhaben« Me obere Grenze wird durch die Viskosität der Lösung bestimmt. Meistens || enthält die Lösung von etwa 10 - 25 % hydrolysiertee Acrylnitril und vorzugsweise von 18 - 20 %. Wie weiter unten näher beschrieben wird, ist das Molekulargewicht des Polymerisates kritisch. Im allgemeinen beträgt dieses von 5 000 Die 40 000, vorzugsweise von 15 000 bis 20 00O₀ Wenn das Polymerisat zu Kühlwasser oder dergleichen in Mengen von 0,1 -100T/M, vorzugsweise.O,5jbis.10 T/M, zugesetzt wird, ist es fähig, eine grosse Zahl von Stoffen, wie Tonerde, Quarz, Eisenoxide, Titandioxid und dergleichen, zu dispergieren, also Stoffe, die in Oberflächenwasser, in Abwasser der Papierfabrikation, in Zementaufschlämmungen, keramischen Schlämmen und dergleichen zu finden sind«

Me in natürlichen Oberflächenwassern vorkommenden suspendierten Hauptbestandteile sind Quarz, Kalk, Kaolinit, organische Substanzen, Bisenoxide und im allgemeinen minimale Mengen von IUIt und Montmorillonito -Es wurde gefunden, dass die Wirksamkeit des polymeren Dispersionsmittels mit den ge-

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nannten Molekulargewichtsbereichen unabhängig 1st von der Natur der suspendierten Stoffe., Das beweist, dass diese Dispersionsmittel nicht spezifisch sind, do ho nicht nur speziell für bestimmte Stoffe verwendet werden können_o £s weist ferner darauf hin, dass die hauptsächlichste Art der Anlagerung des Polymerisats an die Teilchen durch Waaseretoffbindung erfolgt. Diese Art der Bindung tritt bei Molekülen auf, die ein Wasserstoff an ein hoch elektronegatives Atom, wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel, gebundan enthalten« Der mit diesen hoch elektronegativen Atomen verbundene Wasserstoff hat viel von seiner elektronischen Atmosphäre verloren und teilt daher leicht Elektronen mit Oberflächenatomen der Feststoffteilchenο Die Bildung von Wasserstoffbindung ist ein reversibles Phänomen und solche Systeme sind in einem dynamischen Zustand. Es werden ständig Bindungen gebildet und zerstört· Um eine feste Bindung eines Polymerisats an eine Oberfläche zu erhalten, müssen zwei Erfordernisse erfüllt werden, und zwar 1. das Polymerisat muss gross genüg sein, um viele Wasser, stoffbindungen zu bilden, und

2ο das Teilchen muss genügend Seiten für die Bindung bieten, so dass ein gegebenes Polymerisatmolekül einem gegebenen Teilchen zugeordnet wird·

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Venn dme Polymerisat su gross ist» kann Bindung ait «ehr als eine» Teilchen auftreten· Wenn dies passiert» tritt Vernetzung »wischen Seilohen und damit Ausflockung auf. Die Ausflockung beginnt, wenn das durchschnittliche Molekulargewicht des teilweise hydrolysieren Polyacrylnitrile 100 000 übersteigt. Mit den Monomeren und den sehr niedrig molekularen Arten erfolgt keine Di ep ere ion, da die Anlagerungsseit su kurs ist· Dies erklärt, dass ein Polymerisat mit der entsprechenden Wirksamkeit und der Stereoanordnung als Dispersionsmittel wirkt, vorausgesetzt, dass das Molekulargewicht im erforderlichen Bereich liegt, also weder zu gross 1st, um Vernetzung, oder su klein ist, um schlechte Bindung su ergeben·

Wenn ein Polymerisat, das ein Polyelektrolyt ist, fest an ein Teilchen gebunden ist, beeinflusst es die Bruttoladung (Zeta-Potential oder Beweglichkeit) an dem Teilchen_β Die meisten natürlich vorkommenden Teilchen sind negativ geladen. Die Absorption von niedrig molekularen anionischen Polymerisaten erhöht die negative Ladung. Dadurch werden die AbstoBskräfte zwischen den Teilchen erhöht und infolgedessen die Neigung diener Teilchen, zusammenzuballen und sich abzusetzen, verringert. Diese Erscheinung kann in einer Standard-=Mikroelektrophorese-=Vorrichtung untersucht werden. Die Zugabe von 1 T/M hydrolysiertem Polyacrylnitril

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zu einer Suspension τοη 100 $/M Kaolin in Ieitungswaaser erhöhte die Beweglichkeit der Teilchen τοη ~i_y04 auf -i^O u/seö/V/em« Bioy tm^;wi)v:-.3}xk einer ΓϊΓ-Ιιίηηυΐβ der Stabilität dor ß\w£vp.atem von v;ci:t --pn Q-immlen ti ο a ni<hi be)iandelt<?:i S^stcma Vf,3 übes^ fand, '.''-■■■:' In drr Fj?axla bait clteßex¹ Bi'fe'"' dio p(;.<-eir;iu:.lon Vs^- «<?]jm^rtK«nf53tf3iIobssxi ^viräLrend des Dii^nhQatutoy hrcah Sn

lie i'olfsenäen }'elspiele »öl3 an die Sr£5 iiduiJ-ß uähoa^: };^<l läul'orn·

uird ein zweelcmäesigea Verfahren zur
van roljacrylriii'ril beschrieben^ Es werden folgende stn)idtei--e verwendet";

Acrylnitril 'Ks?

entionisiort) 5^fO

i?Diuniperau.lf ai'lößung 6₁9

10 /b Uatx'iunibia'Äli'i'tlösung 27 j >

Gesamtmenge

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Das Acrylnitril und das Wasser werden in einem Kolben gemischt, der mit einem fiührer, einem !Thermometer und einem Kühler ausgerüstet war und auf 50° G erwärmt imrde. Zu die sem Gemisch wurde die Ammoniumpersulfatlösung und av-ei Klnuten späte:*? die Natriumbisulfitlösung augegebon_e ΪΗβ ^r>*?ly~ nierisation wurde nahezu sofort eingeleitete Pie tie auf 45° 0 gefallen war, wurde wieder um 1_v ^r> - ?."' ;..>ro Minute bis auf i'&° G - mit teilweiser Kühlung Das Heaktionageaiseh wurde dann gekühlt und eine halbe Stunde lang unter leichtem Vakuum auf 80° 0 erhitzt, um Spuren von nicht umgesetztem Acrylnitril zu entfernen.

Ea sind mehrere Verfahren zum Hydrolysieren von Polyacryl»· nitril bekanntο Vermutlich ist es am aweckmässigsten, die Polyacrylnitril Aufschlämmung mit Natriumhydroxyd in wässrigem Medium zu hydrolysieren _o Eines der dabei auftretenden Probleme beruht auf der hohen Viskosität, die während der * Anfangsstufe der Hydrolyse erreicht wirdc Um diese S rigkeit ^u vermeiden, kann daa Polyacrylnitril zu dem lysiej?enden Medium über eine Zeitspanne von 50 ~ 90 Hinuten zugegeben vorclmio Bei einor Ausführungsform der Hydro.uyso?)«- haudliing wanden 24,?!- Gewiöhtsöeile einer ^O %-igon HaOH Λ3-sung In ein sau: ores Heaktionsgefäss gegeben, daa mit Rührer, einsm tühermomoter und einem Bückflusaloihiar und auf 90° C erhitzt war. Einhundert (100)

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einer 14,7 ^igen Polyacrylnitril·« Auf schlämmung in Wasser wurden dann kontinuierlich im Laufe von 50 Minuten in das Heaktionogefäss eingeführt. Nachdem der letzte Anteil an Polyacrylnitril zugesetzt war, wurde das Reaktionagemlßch auf 90 - 100° 0 erhitzt. In regelmässigen Intervallen wur° den Proben abgezogen, rasch auf Zimmertemperatur gekühlt und der Auswertung unterworfene Optimale .Eigenschaften wurden mit einem Material erzielt, das über eine Zeitspanne von 2,5 - 5 Stunden hydrolysiert wurde. Die Dauer der Hydrolyse hängt von der Temperatur ab. Die Infrarotanalyse zeigte, dass das beste Erzeugnis aus 20 - 30 % Amid und 70 - 80 % Carboxylgruppen zusammengesetzt war» Das gleiche gilt da, wo das Dispergiermittel durch Mischpolymerisation, beispielsweise bei der Mischpolymerisation von Acrylsäure und Acrylamid, hergestellt wird.

Die folgende Ifabelle 1 zeigt die Reaktionsbedingungen bei der Herstellung von Polyacrylnitrilen mit verschiedenen Molekulargewichten.

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	Erzeugnis	1	Best	Synthepfi	Tabelle	1	Ha₂U₂C	Keaktionsbe- dingungen	Seit Stunden	Struktur- viskosi	Molekular gewicht
	Hr₀	2	iiüN	andteile		5,5	Teep. o_G	2	tät
	3	265	U₂O		13,8	50-55	2	4,50	490 000
		265	1120		55,2		3,5	1_t63	148 OGO
O CO	5	265	1220		55,2	50-55	4	—
co	6	265	1680	von Polyacryl nitrilen Tiit verac-hie4gTi#Tii Mo"" Oku"' a.rFi*wi chten	55,2	50-55	3	0,40	IQ 500
^J	7	265	1680	fGewicht)	55,2	50-55	3,5	0,38=5	18 500
O		265	Ί680	SH₄^₂Q₈	55,2	55	1,5		''S 0OC
O		265	168C	1,4		70-90	0,297	1? ooo
		16*0	3,45
			"!3,8
		1.3,8
		13,8
	13,8
	15,8

OT

η zn

CO

U) CO

Das bei der Hydrolyse verwendete Molverhält»Is von
zu Acrylnitril Ist wichtig für die Bestimmung dos Aua-

masses und der Geschwindigkeit der Hydrolyse_o SäbelIe ?-
zeigt die Zusammensetzung den 17 l>io 19 StuMon laiif lijl lysiertea Erzeugnisses _t v;obei weniger a.I.s die theodolit? c-J Menge Natriumhydro^yd verwendet vmrde_o

Tabelle Jl

Wirkung üöu LaußenlcoiiKeiitration auf die
Hydrolyse von Polyacrylnitril

ON

	Mol WaOH pro KoI Acryl- nijbril	Eydrolysßgeit
1	0,3
2	"0,5	1?
5	0,6	17
4		v;
	0,8	17
6	O₅S

GOIiH₂

12 30 ii8

3 30 67

52 68

29 71

Boi doj? Iie3?3tellung des Produktes worder», dio Mole OAl
v.'iohto durch Me33en der Strukturviskosität hea^ittn·';-. ÜI or für kann das foJfi;ende Yerfahi'en verwendet worden.

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Polyacrylnitril wird bei Zimmertemperatur in Mmothylform~ amid gelöste 10 ml der Lösung werden mit einer Pipette in einen "Gannon^Ubdelohde^Viskosimeter gegeben und dio Zeit die ein Standardvoluaen benötigt, um durch die Kapillar? su gehen, wird gemessen» Die Konzentrationen der Lösung sind so gewählt, dass die Anfangszeit mehr als 500 sek_a "beträgt. Die Konzentration des Polyacrylnitril in ΰΚΡ wii?d auf 0,6?, 0,50, 0,40 und 0,25 mal der Anfangskonzo«tratton gesenkt. Die Zeit, die zum Durchgang dieser Lösungen üursli die Kapillare erforderlich ist, wird gemessen» Diö s;iesifi~ sehe Viskosität wird mit der folgenden Gleichung bersshnets

wobei/Wsp - spezifische Viskosität

t 5» die zum Durchgang der PoXymeristv-Jloaunt·.· -lu.'Cuh ^p die Kapillare benötigte Zeit

t « die Kum Durchgang des Lösungsmittel*; 1\ιχ"--;ϊ; Hq " Kapillare benötigte Zeit

Die Strukturvislrosität wurde durch Darstellung /0:1

VQ, G wobQi O die Konsontrati-m ist_s

und Extrapolieren auf 0 Konzentration erhalten,

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Das Molekulargewicht wurde mit Hilfe der Staudinger-Formel

[n] » k rf¹ erhalten, wobei Ic und d Konstanten sind.

	W	K	* Strukturviskosität	2,43 x 1(T⁴
und	M	d	β Molekulargewicht	0,75
für Polyacrylnitril		*
	Bestimmung der 8toffzusammensetzung
und
ist.

Die Stoffzusammensetzung kann durch Infrarot-Analyse durch Vergleich von Oarboxylat mit Amidreihen oder durch Titration mit stärker Säure ermittelt werden. Von den beiden Verfahren ist die Infrarot-Analyse die schnellere und wurde bet den vorliegenden Arbeiten verwendet«,

Standardprodukte wurden durch Polymerisieren von rokristallisiertem Acrylamid und destilliertem Acrylamid in wässriger lösung als Homopolymers erhalten» Die Polyacrylsäure wurde mit CQo-freiem Natriurahydroxyd neutralisiert und lann wurden Mischungen von bekannten Verbindungen aus dem lintHumpolyacrylat und dem Acrylamid hergestellt» Das GomioQU wurde dann auf eine Irtran~2«Platte gegossen wnd aiii' d<m IR-9 laufen lassen. Die relativen Höhen der 1575 und 16? 5 cm*⁰ Spity«en

BAD O^:

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wurden bei Acrylsäure verglichen: AcrylamidVerhält»isse von 90 : 10, 80 : 20, 70 : 3Q_t 60 s 40, 50 : 50, 40 : 60, 50 : 70, 20 : 80, 10 ; 90 und dazu verwendet _% die Zusammensetzung der hydrolysierten Polyacrylnitrile gu schät&öno

Beispiel, 2

Bei den Versuchen in diesem Beispiel wurden Dispergier° mittel gemäas der Erfindung untersucht, um ihre Wirksamkeit festzustellenο Bern Versuch zur Ermittelung der dispergierenden Wirkung der Additive auf feine suspendierte Teilchen wurde die Drehung eines Siebes in einer Suspension zugrunde gelegt. Das Gewicht der auf dem Sieb anhaftenden Teilchen und die relative Stabilität der Suspension wurde nach Beendigung eines jeden Versuches bestimmt„

Anlage, und Materialien

Das hierbei verwendete Sieb bestand auf 502 rostfreiem Stahle Es hatte eine 40 Siebfeinheit mit öffnungen von 0,381 mm (0,015 inch) und einem Drahtdurchmesser von 0,2^4 (0_r0i inch)« 6,35 mm (1/4·"} von der Mitte der langen Kante wurde c&n Loch ausgestanzt_T um die 6-32 Schraube einzupassen, die das Sieb an der Welle hielt. Die Welle war ein Stab von 5t08 cm Länge und einem Eurchmasser von 6,35 nun (1/4- inch). In der Kitte, 3,175 mm (1/8 inch) von dem freien Ende des Stabes war ein 6~32 Loch gebohrt und mit Gewinde versehen. Es wurden Stä

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sowohl aus Hartgummi als auch aus rostfreiem Stahl verwendet, Der Stab wurde in der Klemme eines Laboratoriums· Kegelantriebsmotors gehalten. Die Stab-Sieb-Einrichtung wurde mit 220 bis 250 Ü/M gedreht.

Es wurden 500 ml Chicagoer Leitungswasser mit suspendierten Feststoffen in einem 600 ml Becherglas verwendet« Sie bei dieser Arbeit eingesetzten suspendierten Feststoffe waren entweder KA4 oderJ^-Eisenoxid« Die Kaolinteilchen grösae betrug 0,1 /U bis 15 /U, mit einem Durchs ein» i";t von etwa 0,5 /U. Der Oberflächenbereich des Kaolins wurde nit 30 rr/g bestimmt. Des Eisenoxid hatte einen Pigmentgrad von ^-Fe₂O,. Die mittlere Teilchengrösee betrug etwa 0,4 ,u.

Verfahren ,

Die Siebe wurden für den Versuch präpariert, indem sie zuerst sorgfältig mit einer Faserborstenbürste in fliessenden Wasser gebürstet und dann in D I Wasser gespült wurden, Ea ist wichtig, dass keinerlei Detergentien verwendet werden_o Überschüssiges Wasser wurde durch Schütteln der Siebe inid anschliessendem !Trocknen für mindestens eine halbe Stunde bei 60° C (140° F) entfernt. Nach dem Trocknen wurden die Siebe bis auf eine Genauigkeit von 0,1 mg gewogen und dann auf die Welle des Kegelantriebsmotors montiert.

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Eine abgewogene Menge von Verunreinigungen (250 mg) wurden in einen sauberen "Osterizer¹¹ gegeben. 500 ml Ghicagoer Leitungswasser, das Zimmertemperatur hatte, wurden dem Osterizer zugefügt und eine Minute lang gemischt Während des Mischens der Suspension wurde eine Aufbereitung zu einem 600 ml Becherglas aus einer Vorratslösung, die 0,50 g aktive Stoffe pro 100 ml enthielt, gegebene Nach dem tischen der Suspension wurde sie in das Becherglas gefüllt und dcm\ mit diesem unter den Rührmotor gesetzt, in deia das Sieb auf der Welle angeordnet war= Das Sieb wurde in die E-uapswjion eingetaucht und der Motor angelassen.

Es können mehrere Versuche zu gleicher Zeit durchgeführt werden. Das Sieb wurde eine Stunde lang gedrehte Am Ende dieser Zeitspanne wurde es herausgehoben und ein Saugtuch an seine Bodenkante gedrückt« Bas Sieb wurde von der Welle gelöst und in einem Ofen bei 60° 0 (140° P) mindestens eine halbe Stunde lang aufgehängt. Es wurde wieder gewogen, um das Gewicht der Ablagerung zu ermitteln,, Die Siebe wurden häufig durch ein 60 JC Mikroskop geprüft, um die Gewichtszunahmen festzustellen und visuelle Vergleiche zu machenο Die in Versuchen ohne Additive erhaltenen Gewichte der Ablagerungen betrugen 3,4 - 3,6 mg^-FegO* und 1,6 bis 1,8 mg Kaolin,,

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Am Ende der Versuche wurden die Bechergläser weggesetzt und hinsichtlich der Stabilität der Suspension oder Ausflockung beobachtet. Eine Kaolinversuensprobe ohne Additiv setzte sich über Nacht vollständig ab, während sie bei Zusatz von 1 Ϊ/Μ eines wirksamen Dispergiermittels über mehrere Tage trüb gehalten werden kann,, Die ,.oset sr geschwindigkeit von Eisenoxid ist viel schneller. Die nichtbehandelten Proben fallen in weniger als einer Stunda aus, während eine behandelte Suspension zwei bis vier ätiino>n bestehen bleibt.

In der folgenden Tabelle sind die Diepergiexeigenschaften von 15 Zusammensetzungen angeführte Die untersuchten Proben waren

Zusammensetzung 1 Acrylsäoremonomer 2

Acrylnitrilmonomer Zusaatiaensätzung 3

hydrolyslertes Polyacrylnitril, Molekulargewicht 13 000, 25 # Amid, 75 % Säure

Zuaammansätzung 4

hydrolysiertes Polyacrylnitril, Molekulargewicht 19 OQO_t 30 ji Amid, 70 % Säure

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hydrolyaiertea Polyacrylnitril, Molekulargewicht 19 000, 23 56 Amid, 79 % Säure

Zusammensetzung 6

hydrolyaiertea Polyacrylnitril, Molekulargewicht 19 000, 17 # Amid, 83 # Säure

hydrolyaiertea Polyacrylnitril, Molekulargewicht 131 000, 30 % Amid, 70 % Säure

Zuaaaaenaetsunp 8

hydrolyeiertea Polyacrylnitril, Molekulargewicht 553 000, 30 % Amid, 70 * Säure

hydrolyaiertea Polyacrylnitril, Molekulargewicht 5 000 000, 20 % Amid, 80 % Säure

kaustifiziertea Lignin Zuaaamenaetsuma; 11

kauatifiziertea Mangrove-5?annin Zusanmenaetgung 12

aulfoniertea Naphthalinaulfonat Zu8amneneetEung 15

Carboxyaethylcelluloae

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	zunE Kaolin	der Ab^E	igerung in P
Tabelle 3	2 T/11		Eisenoxid
Verringerung des Gewicht3	O	1 T/H	1 T/M
mmenaet	O	0	O
Nr.	75	0	O
1	97	70	83
2	97	70	94
3	> IO	97	94
	55	»555^	89
5	+	25	66
6	+	+	+
7	88		+
8	75	55	O
9	60	7P	O
10	75	35	0
11		70	O
12
13

+ Ansteigen des Gewichtes der Ablagerung fiber die Kontrolle

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Sie Prüfmethode, die zum Studium des diapergierenden Effektes von hydrolysiertem Polyacrylnitril verwendet wurde, drückt auch die Wirkung auf die Haftung von Feststoffteilchen auf Flächen aus«, Dies spiegelt im wesentlichen das Phänomen wieder, das in wässrigen Systemen, wie Kühlwassersystemen mit direktem Durchlauf, auftritt· Die Ladung der suspendierten Teilchen wird erhöht, wodurch die Tendenz der Teilchen, zusammenzuballen und auszufallen oder an den Flächen anzuhaften, verringert wird»

Wie aus den oben angeführten Ergebnissen ersichtlich ist, ist das Molekulargewicht des hydrolysieren Polyacrylnitrile tatsächlich kritisch und wichtig, so wie es auch die Zusammensetzung des Polymerisates ist. Wenn das Dispersionsmittel die hierin beschriebenen Eigenschaften aufweist, wirkt es als ein Dispersions- oder Suspensionsmittel und nicht als ein Ausflockung©--oder Koagulationsmittel· Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen den vorliegenden Dispersionsmittel und den bekannten Ausflockungsmittein.

Die Versuche Nr. 1 und 2 zeigen, dass monomeres Acrylnitril und Acrylsäure unwirksam ist, so wie es auch hochmolekulare» Polyacrylamid ist, das durch die üblichen Polymerisationsverfahren hergestellt wird (Versuch 9). Die bevorzugten Zusammensetzungen gemäss der Erfindung, wie sie in den Versu-

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i - t

chen ψ - ψ angeführt sind, geben eine ausgezeichnete Dispersion, wie durch die starke Verringerung der Ablagerung deutlich wirdο Die Versuche 7-9 zeigen, dass Polymorioate mit mittleren und hohen Molekulargewichten nicht nur eine geringe Aktivität haben, sondorn in manchen Fällen auch dazu zeigen, die Ansammlung von Ablagerung zu f ordern«, Die Zu3aEimen-Setzungen ¹H-Z 5 ««d JS sind die gleichen Polyacryl amidprob en mit verschiedenem Hydrolysegrad. Sie veranschaulichen die optimale Aktivität, die nahe in der Mitte des 70 - 80 % Säurebereiches erhalten wird. Die Zusammensetzungen 10 bis 13 sind bekannte Dispergiermittel₀ Es ist ersichtlich, dass eine viel geringere Wirksamkeit mit diesen Stoffen erzielt

wird, verglichen mit dem erfindungsgemäss eingesetzten Stoff, wobei mit dfn geprüften Mengen keine Wirksamkeit auf Eisenoxid zu beobachten ist.

Typische Eigenschaften eines Dispergiermittels gemäss der Erfindung sind der folgenden (Tabelle zu entnehmen:

farbe strohfarben

Geruch ammoniakaliach

Viskosität 70 100 cps

pH 12,5

Dichte 1,66 g/cc (26° 0)

Pfund/Gallone 9,75

Korrosivität 3*2/0.25 mpy

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BAD ORIGINAL

Troamelauskleidung Rheem 9672C

IG 136

Flammpunkt hoch (Wasser ist das einzige

verwendete Lösungsmittel)

Gefrierpunkt nicht bestimmt, es trat jedoch

bei 4,<r 0 (400 f) keine Änderung auf

Die erfindungagemässen Dispergiermittel halten die Teilchengrösse der suspendierten Feststoffe bei einem im wesentlichen konstanten Wert. Das Verfahren kann für einen weiten Teilchengrös3enbereich verwendet werden* Der Durchmesser der !Teilchen liegt zwischen etwa 0,1 und 2 000 Mikron, häufiger zwischen 0,2 und 1 000 Mikron, und am häufigsten zwischen etwa 50 und 800 Mikron.

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Claims

Dispersionsmittel, gekennzeichnet durch ein praktisch keine Ausflockungseigenschaften aufweisendes Polymerisat, dessen Molekulargewicht von etwa 5 000 bis 40 000 beträgt und das etwa 20 - 30 % Amidgruppen und etwa 70 - 80 jo Carboxylgruppen enthält.
₀ Dispersionsmittel nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch ein hydrolysiertes Polyacrylnitril.
Dispersionsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrolysierte Polyacrylnitril in einer Menge von etwa 1-30 Gew„% in einer Lösung vorliegt.
Dispersionsmittel nach Anspruch 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, dass das hydrolysierte Polyacrylnitril ein Molekulargewicht von etwa 10 000 - 30 000 aufweist und In einer Menge von etwa 10 - 25 Gewo% in einer wässrigen Lösung vorliegt·
5. Dispersionsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet', dass die wässrige Lösung etwa 18 - 20 Gew.% hydrolysiertes Polyacrylnitril enthält, dessen Molekulargewicht von etwa 15 000 - 20 000 beträgt und das etwa 20 - 30 % Amidgruppen und etwa 70 - 80 ft Carboxylgruppen enthalte

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ORIGINAL INSPECTED