DE2612101A1

DE2612101A1 - Verfahren zur herstellung von festen, beim aufloesen in wasser nicht-klumpenden acrylamidpolymerisaten

Info

Publication number: DE2612101A1
Application number: DE19762612101
Authority: DE
Inventors: Diethelm Dipl Chem Dr R Bitzer; Karl Dipl Chem Braeuninger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1977-09-29

Description

Verfahren zur Herstellung von festen, beim Auflösen
in Wasser nicht-klumpenden Acrylamidpolymerisaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festen, beim Auflösen in Wasser nicht-klumpenbildenden Acrylamidpolymerisaten-nach der DT-OS . ... ...
(Patentanmeldung P 26 o7 757.6).
Seit mehr als lo Jahren werden Acrylamidpolymerisate als Schlichtemittel, Füllmittel, Binder, Retensionsmittel, Anstrichmittel und Dispergiermittel verwendet. Acrylamidpolymerisate mit hoher Grenzviskositätszahl und hohem Molekulargewicht sind insbesondere als Ausflockmittel geeignet. Das Dispergieren der festen Acrylamidpolymerisate in Wasser ist durch deren Neigung zur Klumpenbildung und zur Bildung von Agglomeraten nach dem Berühren durch das Wasser sehr erschwert. Die Klumpen des festen Polymerisats entstehen unmittelbar nach dem Einbringen in das Wasser durch Einkapselung ungelöster Feststoffe in einem äusseren Überzug des wassernassen Polymeren, wobei das Eindringen weiteren Wassers in das Agglomerat verzögert wird. Um das Auflösen von Acrylamidpolymerisaten in Wasser zu erleichtern, wurden Emulsionen entwickelt, die fein verteiltes Acrylamidpolymerisat enthalten, und wobei diese Emulsionen in Wasser invertiert werden, wobei dem Wasser ein wasserlösliches, oberflächenaktives Mittel zugesetzt wird, wodurch das Acrylamidpolymerisat in das Wasser als Lösung übergeht. Dieses in der Praxis neuerdings verwendete Verfahren ist in der DT-OS 2 431 795 näher erläutert.
Der Nachteil der Invertierung von Wasser-in-Ol-Emulsionen liegt darin, dass bei der Herstellung der Wasser-in-Öl-Emulsionen und bei der anschliessenden Invertierung organische, flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Xylol, Toluol, Mineralöle, Kerosine, usw., verwendet werden müssen, und diese organischen Lösungsmittel anschliessend in feinster Verteilung in das Wasser gebracht werden, und dieses verunreinigen. Ein weiterer Nachteil dieser Polyacrylamidemulsionen besteht darin, dass die Emulsionen nur etwa 5 bis 75 % Polymerisat und vorzugsweise etwa 1o bis 45 % des Polymerisats enthalten; vgl. DT-OS 2 431 795, S. 5, dritter Absatz.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von festen, beim Auflösen in Wasser nicht-klumpenbildenden Acrylamidpolymerisaten zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, direkt Acrylamidpolymerisate mit einem Anteil von mindestens 60 % Polyacrylamid, vorzugsweise einem Anteil von über 9o % Polyacrglamidlohne Invertieren in Lösung zu bringen.
Dieses Verfahren dient dazu, das in der DT-OS 2 607 757.6 beschriebene Verfahren noch zu verbessern.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von festen, fliessfähigen, beim Auflösen in Wasser nicht-klumpenbildenden Acrylamidpolymerisaten durch Behandeln von pulverförmigen Acrylamidpolymerisaten oder von der Herstellung noch Wasser und/oder Alkohol enthaltenden Acrylamidpolymerisaten nach der DT-OS . ... .,. (Patentanmeldung P 26 o7 757.6), das dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Hydroxycarbonsäure Citronensäure, Ricinolsäure, Milchsäure, und / oder Methylen-5,5'-disalicylsäure, deren Ammonium- oder Alkalisalze, deren Ester- oder deren Amide-, in einer Menge von o,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das anionische, kationische oder nichtionogene Acrylamidpolymerisat verwendet Bevorzugt werden beim erfindungsgemässen Verfahren 1 bis 15 Gew.-% Citronensäure, Milchsäure, Ricinolsäure und/oder Methylen-5,5'-disalicylsäure (4,4'-Dihydroxi-diphenylmethan-3,3-dicarbonsäure), deren Ammonium- oder Alkalisalze, deren Ester oder deren Amide, bezogen auf das Polyacrylamid, verwendet.
Zum Einarbeiten der Hydroxycarbonsäuren in das feste, trockene, pulverförmige Polyacrylamid dient die Verwendung von Lösungsmitteln. Dabei können mit Wasser unbeschränkt mischbare Lösungsmittel, beschränkt mischbare Lösungsmittel und mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel verwendet werden. Die Verwendung von mit Wasser unbeschränkt mischbaren Lösungsmitteln, wie- beispielsweise Äthylalkohol, Methylalkohol, Aceton, Essigsäure, sind bevorzugt.
Für die Herstellung von festen, fliessfähigen, beim Auflösen in Wasser nicht-klumpenbildenden Acrylamidpolymerisaten sind insbesondere die Citronensäure, Milchsäure und die Ricinolsäure (12-Hydroxy-Oelsäure) geeignet, da die genannten Hydroxycarbonsäuren bei der Trinkwasseraufbereitung oder der Klärung von Abwässern der menschlichen Gesundheit nicht abträglich sind, wenn diese Hydroxycarbonsäuren in das Grundwasser gelangen. Als Milchsäure wird insbesondere die DL-Milchsäure angewendet.
Die besonders bevorzugte erfindungsgemäss-verwendete Citronensäure, Milchsäure und die Ricinolsäure können ebenso auch in Form ihrer Ammonium-, Lithium-, Natrium- oder Kaliumsalze verwendet- werden. Erfindungsgemäss kann auch Milchsäure-, Citronensäure-oder Ricinolsäureamid bzw. deren niedere Alkylester, beispielsweise Methyl-, Äthyl, Isopropyl, Butylester verwendet werden. Beim Einarbeiten der genannten Hydroxycarbonsäuren in Acrylamidpolymerisate, die von der Herstellung noch Wasser und/oder Alkohol enthalten, können ohne die Verwendung von Lösungsmitteln direkt, beispielsweise die Ammoniium-, Lithium-, Natrium- oder Kaliumsalze der Hydroxycarbonsäuren oder deren Amide durch Kneten, vor dem Trocknen, eingearbeitet werden.
Erfindungsgemäss verwendbar sind Copolymerisate von Acrylamid mit kationischen Monomeren, wie beispielsweise Dimethylaminoäthylmethacrylat und dergleichen, bei denen die Acrylamidmenge etwa 95 bis 85 Gew.-% des Polymerisates ausmacht. Auch Copolymerisate von Acrylamid mit anderen Vinylmonomeren, wie beispielsweise Methylmethacrylat, Acrylnitril, Styrol, Acrylsäure, Maleinsäureanhydrid, sowie Polyvinylalkoholen, Allyl- und Diallylaminen und Polystyrolsulfonate können erfindungsgemäss verwendet werden.
Auch Homopolymerisate von Acrylamid lassen sich erfindungsgemäss mit Citronensäure, Milchsäure oder Ricinolsäure behandeln.
Die genannten Copolymerisate des Acrylamids enthalten im allgemeinen zumindest etwa 50 Gew.-% Acrylamid. Das Molekulargewicht der Acrylamid-Polymerisate reicht von etwa loo.ooo bis etwa 20 Mio.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 40 g eines anionischen Acrylamid-Copolymerisates werden mit 12 ml eines 90 %-igen Äthylalkohols, in dem 4,5 g Citronensäure gelöst sind, in einer Reibschale gründlich verrieben.
Nach 1o-minütigem Zerreiben des anionischen Polyacrylamids wird dieses auf einem Filtrierpapier getrocknet. Das so behandelte Polyacrylamid verteilt sich bei der Zugabe zu Wasser unter Rühren ohne jedes Zusammenballen zu einer 2 %-igen, wässrigen Lösung, wohingegen das nicht behandelte anionische Polyacrylamid starke Klumpenbildung aufweist, und wobei selbst nach 2-stündigem Rühren dieses nicht behandelte anionische Polyacrylamid im Wasser nicht einwandfrei gelöst ist.
Beispiel 2 Zu 250 g eines kationischen Acrylamid-Copolymerisates aus 30 Mol.-% Dimethylaminoäthylmethacrylat und 70 Mol.-% Acrylamid werden, gelöst in 50 ml 70 %-igem Äthanol, 7 g Ricinolsäureamid, 2g einer 9o %-igen wässrigen DL-Milchsäure und 5 g Kaliumcitrat gegeben. Dieses Gemisch wird während 15 Minuten in einer Kugelmühle bearbeitet. Danach wird das so behandelte kationische Acrylsäure-Copolymerisat in einem Trockenschrank bei 55 0C getrocknet. Das so behandelte Acrylamid-Copolymerisat löst sich in Wasser ohne jedes Zusammenklumpen zu einer 3 %-igen wässrigen Polyacrylamidlösung und selbst nach mehrtätigem Aufbewahren des so hergestellten kationischen Acrylamid-Copolymerisats bei 40°C ist das Produkt unverändert gut in Wasser dispergierfähig und es löst sich beim Einrühren in Wasser ohne Klumpenbildung bereits nach sehr kurzer Zeit.
Beispiel 3 200 g eines Polyacrylamids, das nach der Herstellung (W.R.Sorenson und T.W. Campbell "Präparative Methoden der Polymeren-Chemie" Verlag Chemie, 1962, S. 175 und 176) in Äthanol ausgefällt und gut mit Methanol ausgewaschen wurde (nicht getrocknet) und das von der Herstellung und dem Ausfällen her noch Wasser und Alkohol enthält, wird in einem Kneter mit einem Gemisch aus 7 g einer 90 &-igen Milchsäurelösung und 9 g Kaliumcitrat während 14 Minuten gründlich verknetet. Anschliessend wird das so behandelte Polyacrylamid bei So0C unter vermindertem Druck getrocknet. Nach dem Pulverisieren des trockenen Pulvers erhält man ein fliessfähiges, festes Polyacrylamid, das sich in Wasser ohne Zusammenballen oder Zusammenklumpen löst.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von festen, fliessfähigen, beim Auflösen in Wasser nicht-klumpenbildenden Acrylamid-Polymerisaten durch Behandeln von pulverförmigen Acrylamidpolymerisaten oder von der Herstellung noch Wasser und/oder Alkohol enthaltenden Acrylamidpolymerisaten nach der DT-OS . ... ... (Patentanmeldung P 26 o7 757.6), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass man als Hydroxycarbonsäure Citronensäure, Ricinolsäure, Milchsäure und/oder Methylen-5,5'-disalicylsäure, deren Ammonium- oder Alkalsisalze, deren Ester oder deren Amide in einer Menge von o,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das anionische, kationische oder nichtionogene Acrylamidpolymerisat verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass man Citronensäure, Milchsäure und/oder Ricinolsäure und/oder deren genannte Salze und/oder Amide in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Acrylamidpolymerisat, verwendet.