FI97142C - Menetelmä veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi - Google Patents
Menetelmä veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI97142C FI97142C FI885950A FI885950A FI97142C FI 97142 C FI97142 C FI 97142C FI 885950 A FI885950 A FI 885950A FI 885950 A FI885950 A FI 885950A FI 97142 C FI97142 C FI 97142C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- weight
- process according
- acrylate
- polymer
- monomer
- Prior art date
Links
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 56
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 53
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 40
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 30
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- -1 dialkylamino alcohol Chemical compound 0.000 claims description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 18
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical group ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 7
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical group CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical group CCN(CC)CCOC(=O)C(C)=C SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 125000006559 (C1-C3) alkylamino group Chemical group 0.000 claims 1
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QHVBLSNVXDSMEB-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical group CCN(CC)CCOC(=O)C=C QHVBLSNVXDSMEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000005528 methosulfate group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 33
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 9
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 8
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007630 basic procedure Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 5
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 5
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 5
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 4
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012726 Water-in-Oil Emulsion Polymerization Methods 0.000 description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- BHDFTVNXJDZMQK-UHFFFAOYSA-N chloromethane;2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound ClC.CN(C)CCOC(=O)C(C)=C BHDFTVNXJDZMQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000003352 sequestering agent Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NCUCSIHOAOGAGL-UHFFFAOYSA-N C(C(=C)C)(=O)OC.CN(C)C(C)O Chemical compound C(C(=C)C)(=O)OC.CN(C)C(C)O NCUCSIHOAOGAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004908 Emulsion polymer Substances 0.000 description 2
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 125000006273 (C1-C3) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 description 1
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKAXQNNFOXRNGM-UHFFFAOYSA-N 1-(dimethylamino)ethanol methyl prop-2-enoate Chemical compound C(C=C)(=O)OC.CN(C)C(C)O KKAXQNNFOXRNGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKTAIYGNOFSMCE-UHFFFAOYSA-N 2,3-di(nonyl)phenol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC(O)=C1CCCCCCCCC JKTAIYGNOFSMCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDNJGYSBTLOSGU-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)prop-2-enoic acid Chemical compound CCN(CC)C(=C)C(O)=O VDNJGYSBTLOSGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KIHBGTRZFAVZRV-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyoctadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC(O)C(O)=O KIHBGTRZFAVZRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXAXPXLEJPTDGO-UHFFFAOYSA-N 4-(dimethylamino)butan-2-ol Chemical compound CC(O)CCN(C)C IXAXPXLEJPTDGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XWNSFEAWWGGSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-acetyl-4-methylheptanedinitrile Chemical compound N#CCCC(C)(C(=O)C)CCC#N XWNSFEAWWGGSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKWRAZBTUUDSDE-UHFFFAOYSA-N C(C=1C(C(=O)O)=CC=CC1)(=O)O.C(CCCCCCCCCCCCCCC)[Na] Chemical compound C(C=1C(C(=O)O)=CC=CC1)(=O)O.C(CCCCCCCCCCCCCCC)[Na] FKWRAZBTUUDSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GXNQDOREEQMVBQ-UHFFFAOYSA-N C(C=C)(=O)OC.C(C)N(CC)C(C)O Chemical compound C(C=C)(=O)OC.C(C)N(CC)C(C)O GXNQDOREEQMVBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LPOCRYCYPWWNJW-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCC[Na].OC(=O)c1ccccc1C(O)=O Chemical compound CCCCCCCCCC[Na].OC(=O)c1ccccc1C(O)=O LPOCRYCYPWWNJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004153 Potassium bromate Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000011166 aliquoting Methods 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N butane-2-sulfonic acid Chemical compound CCC(C)S(O)(=O)=O BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003118 cationic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 125000004985 dialkyl amino alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- CRVGKGJPQYZRPT-UHFFFAOYSA-N diethylamino acetate Chemical compound CCN(CC)OC(C)=O CRVGKGJPQYZRPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JMGZBMRVDHKMKB-UHFFFAOYSA-L disodium;2-sulfobutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].OS(=O)(=O)C(C([O-])=O)CC([O-])=O JMGZBMRVDHKMKB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- ZZEKMMMOHDLVRX-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;2-nonylphenol Chemical class O=C.CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O ZZEKMMMOHDLVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N isobutyronitrile Chemical compound CC(C)C#N LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I pentasodium;2-[bis[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl]amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(=O)[O-])CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 238000000710 polymer precipitation Methods 0.000 description 1
- 229940094037 potassium bromate Drugs 0.000 description 1
- 235000019396 potassium bromate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N propyl prop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C=C PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M sodium acetic acid acetate Chemical compound [Na+].CC(O)=O.CC([O-])=O BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUXNAKZDHHEHPC-UHFFFAOYSA-M sodium bromate Chemical compound [Na+].[O-]Br(=O)=O XUXNAKZDHHEHPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical group [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 description 1
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229950011392 sorbitan stearate Drugs 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/34—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
97142
Menetelmä veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi 5 Tämä keksintö kohdistuu yleisesti menetelmään veteen liukenevien kationisten polymeerien valmistamiseksi ei-ionisista akryy1iamidimonomeereistä, dialkyyliaminoalkyyli-akrylaat-10 ti-kvaternääri-kationisista monomeereistä, ja jätevirrasta, joka syntyy kationisen monomeerin valmistuksessa käytetyn transesteröintireaktion tuloksena. Erityisemmin esillä oleva keksintö kohdistuu atseotrooppisen jätevirran käyttöön, joka generoituu ja poistetaan dialkyyliaminoalkoholin ja ak-15 rylaatin välisen transesteröintireaktion aikana ja joka reaktio on primäärivaihe kationisia monomeerejä valmistettaessa.
Kationiset veteen liukenevat polymeerit, jotka sisältävät 20 dialkyyliaminoalkyyli-akrylaatti-kvaternäärejä, ovat hyvin tunnettuja. Tällaisilla polymeereillä on laajaa käyttöä esimerkiksi höytälöintiaineina kaivos- ja paperiteollisuudessa ja erityisesti jäteveden käsittelyssä vedenpoistamiseksi lietteestä. Ottaen huomioon niiden polymeerien suuret mää-25 rät, joita käytetään näissä käyttötarkoituksissa, tarvitaan : tehokkaampien polymeerikoostumusten ja niiden valmistusmene telmien jatkuvaa kehittämistä.
Lisäksi sekä kvaternoitujen että kvaternoimattomien yhdis-30 teiden käyttäminen muihin tarkoituksiin, esim. maaleihin, tekstiileihin ja liimoihin, lisääntyy jatkuvasti. Tuotetun atseotrooppisen jätevirran määrä kasvaa ja tarve kehittää käyttöjä sitä varten lisääntyy. Esillä oleva keksintö, joka on tulosta tutkimuksesta parannettujen kationisten polymee-35 rien kehittämiseksi, saa aikaan uuden ja arvokkaan kaupallisen käytön jätevirralle.
2 97142
Esillä oleva keksintö kohdistuu kationisen polymeerin ei-ionisen akryyliamidipitoisuuden osuuden korvaamiseen jätevirralla, joka on erotettu atseotrooppisesti transeste-'5 röintireaktion aikana ja sen jälkeen ja jota reaktiota on käytetty kationisen monomeerin valmistamiseen. Esillä olevassa keksinnössä valmistettava kationinen polymeeri koostuu (i) ei-ionisesta monomeerista valittuna ryhmästä, joka koostuu akryyliamidista ja metakryyliamidista ja (ii) kaa-10 van: R R2 1 , !+ 3 CH2=C - COO - R1 - N+ - R3 X - 15 14 R4 mukaisesta kationisesta monomeerista, jossa kaavassa R on vety tai metyyli, R1 on C2-C4-alkyleeni, R2-R4 ovat kukin itse-20 näisesti C,-C4-alkyylejä ja X on vastaioni. Keksinnön mukaan polymeeriä valmistettaessa osa ei-ionisesta monomeerista korvataan atseotrooppisella jätevirralla, joka syntyy valmistettaessa kationista monomeeria kaavan: 25 CH2=C-COOR5
R
mukaisen akrylaatin, jossa kaavassa R5 on C1-C3-alkyyli, ja 3 0 kaavan: R2 \
N-R‘-OH
35 / : R3 mukaisen dialkyyliaminoalkoholin välisellä transesteröinti-reaktiolla.
40 3 97142
Transesteröintireaktio tapahtuu katalyyttien, kuten metalli -alkyy lien, metallialkoksidien tai orgaanisten kvater-5 näärien, läsnäollessa, ja sitä seuraa kvaternointireaktio esimerkiksi metyylikloridin tai dimetyylisulfaatin kanssa. Eräät viimeaikaiset patentit, jotka kohdistuvat transeste-röintimenetelmän parantamiseen, käsittävät US-patentit 3 784 566, 4 074 062, 4 202 990, 4 281 175, 4 301 297 ja 10 4 543 422. Reaktiossa muodostetaan alkoholi-R5OH sivutuot teena ja se poistetaan yhdessä ylimäärän lähtöakrylaattia tai -metakrylaattia ja oleellisen määrän kvaternoimatonta dialkyyliaminoalkyyli-akrylaattia, vähäisen määrän akryyli-tai metakryylihappoa ja hieman dialkyyliaminoalkoholia läh-15 tömateriaalina kanssa tavallisesti atseotrooppisena seoksena tyhjötislauksella ja tavallisesti polymerointihidasti-mien/inhibiittoreiden läsnäollessa. Eräät viimeaikaiset esitykset, jotka kohdistuvat tislaukseen, käsittävät esim. US-patentit 3 959 358 ja 4 369 097. Tämä tislaus suorite-20 taan yleensä suurella tehokkuudella ja suurella tisleen pa-lautussuhteella, so. 2:10 tai yli. Ainoat nykyiset atseo-trooppisen jätevirran käytöt ovat joko (i) R5-alkoholin erottaminen lisätislauksella virran talteenottamiseksi, joka virta sisältää noin 90 % metyyli-akrylaattia tai 25 -metakrylaattia, jotka voidaan sitten kierrättää uudelleen pieninä määrinä (yhdessä muiden niihin liittyvien sivutuotteiden, so. muut 10 %, kanssa) seuraaviin transesteröinti-reaktioihin tai (ii) virran polttaminen sen lämpöarvon takia. Uudelleenkiertävä jätevirta pidetään normaalisti mini-30 minä, jotta vältetään sivutuotteiden epäedullinen keräytyminen.
Kationisen monomeerin valmistuksen loppuunsuorittamiseksi kvaternoidaan transesteröity materiaali esimerkiksi metyyli-35 kloridilla tai dimetyylisulfaatilla, tavallisesti liuottimien, kuten vesi tai ketonit ja/tai katalyytit, läsnäollessa. Eräät viimeaikaiset patentit, jotka kohdistuvat kvaternoin- 4 97142 tireaktioon, käsittävät US-patentit 3 948 979, 4 169 208, 4 180 519, 4 362 890 ja 4 520 210. Sitten kvaternoitu katio-ninen monomeeri puhdistetaan erittäin puhtaan monomeerin, jota tarvitaan polymeroinneissa, tuottamiseksi. Eräät viime-5 aikaiset patentit, jotka käsittelevät jälkikäsittelypuhdis-tuksia, käsittävät US-patentin 4 614 827 ja JP-patentin SHD 60 (1985) - 48955.
Viimeaikoina kaupallisesti käytettyjen kationisten monomee-10 rien puhtaus on vähintään 99,5-%:inen, vaikkakin puhtaus on yleisesti 99,8-prosenttinen tai suurempi.
Täten on ilmeistä se, että vaikka alalla tiedetään, että kationisten monomeerien pitää olla erittäin puhtaita, jotta ne 15 voidaan toistettavasti polymeroida, ja siten ne ovat kalliita ja aikaa kuluttavia puhdistusvaiheita tarvitaan kationi-siä monomeerejä valmistettaessa, ettei ole yritetty kehittää käytännöllistä käyttöä millekään primäärijätevirroista, joita syntyy puhdistusvaiheissa.
20
Esillä olevan keksinnön kohteena on sisällyttää polymeroita-vaan seokseen pieni määrä jätevirtaa, joka tuotetaan atseo-trooppisella erottamisella transesteröinti-kationista mono-meeria muodostavan reaktion aikana ja sen jälkeen vesiliu-25 koisten kationisten polymeerien valmistamiseksi, joiden raa-kamateriaalikustannukset ovat oleellisesti pienempiä, mutta joilla on vähintään ekvivalenttiset polymerointi- ja käyttö-profiilit konventionaalisesti valmistettujen polymeerien kanssa.
30
Keksinnön lisäkohteena on käyttää atseotrooppista jätevirtaa vesi-öljyssä -emulsiopolymeroinneissa veteen liukenevien polymeeripartikkeleiden tuottamiseksi, joilla, kun niitä käytetään vedenpoistotyyppisissä käytöissä, on erinomainen 35 to imintakyky.
5 97142 Nämä ja muut kohteet ilmenevät seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta kuvauksesta.
5
Nyt on havaittu, että veteen liukeneva kationinen kopolymee-ri, joka on käyttökelpoinen höytälöintlaineena, voidaan valmistaa (i) ei-ionisesta monomeerista, joka on valittu akryy-liamidista ja metakryyliamidista, (ii) kaavan: 10 R R2 I j CH2=C-COO-R,-N+-R3 X · 15 R4 mukaisesta kationisesta monomeerista, jossa kaavassa R on vety tai metyyli, R1 on C2-C4-alkyleeni, R2-R4 ovat kukin itsenäisesti C1-C4-alkyyli ja X on vastaioni, jolloin kationinen 20 monomeeri valmistetaan kaavan: CH2=C-COOR3
R
25 mukaisen akrylaatin, jossa kaavassa RJ on C,-C3-alkyyli, ja kaavan: R2 \
30 N-R'-OH
/ R3 mukaisen dialkyyliaminoalkoholin välisellä transesteröinti-35 reaktiolla, mitä seuraa kvaternointireaktio ja (iii) alkoholiin perustuvasta atseotrooppisesta jätevirrasta, joka generoidaan transesteröintireaktion tuloksena, mikä tuottaa ka-tionisen monomeerin.
6 97142
Kationinen polymeeri valmistetaan edullisesti konventionaalisen vesi-öljyssä-emulsion vesifaasissa ja siinä käytetään vielä edullisemmin jäljempänä kuvattua kaksifaasikatalyyttiä.
Veteen liukenevat kationiset polymeerit, jotka on tuotettu 5 esillä olevalla keksinnöllä koostuvat (i) ei-ionisesta mono-meerista, joka on valittu akryyliamidista ja metakryyliamidis-ta, (ii) kaavan: R R2 1 1 1 , 10 CHo-C-COO-R1-N+-R3 X “ mukaisesta kationisesta monomeeristä, jossa kaavassa R-R^ ja X ovat kuten edellä määriteltiin ja (iii) atseotrooppisesta 15 jätevirrasta, joka tuotetaan transesteröintireaktion aikana, jota reaktiota käytetään kationisen monomeerin valmistamisessa.
Kationiset monomeerit valmistetaan konventionaalisilla trans-esteröinnin kaksivaihereaktioilla, mitä seuraa kvaternointi. 20 Transesteröintireaktio, kuten tiedetään hyvin, tuottaa tuotteen, joka on yleisesti noin 50-75-%:isesti puhdas riippuen esteröintikatalyytin tyypistä ja jätealkoholi-akrylaatti-at-seotrooppisen seoksen määrästä, joka poistetaan reaktion aikana ja sen jälkeen. Materiaali, josta atseotrooppinen seos 25 on poistettu, käytetään sitten kvaternointiin tavallisesti : lisätislauksen jälkeen, joka nostaa puhtauden noin 85-95 pro senttiin ja edullisimmin 99 prosenttiin. Kvaternointireaktiota suoritettaessa suoritetaan konventionaalinen lisäpuhdistus-ja optionaalinen (optionaaliset) jälkikäsittely(t) minkä ta-30 hansa kvaternointiliuottimen tai -katalyytin poistamiseksi samoin kuin minkä tahansa ei-halutun epäpuhtauden poistamiseksi, joita epäpuhtauksia voi muodostua tai joita voi olla alkuperäisissä lähtömateriaaleissa. Lisäyksityiskohtia transeste-röinti- ja kvaternointireaktioista samoin kuin atseotrooppi-35 sesta erottamisesta ja tislauksista voidaan löytää kirjallisuudesta, joskin esillä oleva keksintö on niistä riippumaton.
Edullisia kationisia monomeerejä ovat ne, joissa R on H tai <1 ' IH ; till I ! I El 7 97142 CH3, E1 on C2-C3-alkyleeni, R2-R4 ovat itsenäisesti metyyli tai etyyli ja X on vastaioni. Edullisimmin R on H tai CH3, R1 on etyleeni ja R2-R4 ovat metyyli. Erityiset tässä käyttökelpoiset kationiset monomeerit käsittävät dimetyyliaminoetyy-5 li-akrylaatin (DMAEA), dimetyyl iaminoetyyli-metakrylaatin (DMAEMA), dietyyliaminoetyyli-metakrylaatin (DEAEMA) ja di-etyyliamino-akrylaatin (DEAEA) kvaternäärit. Edullisesti käytetään kvaternoivana aineena metyylikloridia tai dime tyyli sulfaattia.
10 Polymeroitavan seoksen kolmas komponentti on atseotrooppinen jätevirta, joka tuotetaan edellä kuvattujen kationisten mono-meerien konventionaalisessa valmistuksessa. Tavallisesti tämä jätevirta käsittää noin 15 - noin 35 paino-%, edullisesti noin 20 - 30 paino-% R^OHita (tavallisesti metanolia), noin 35-15 noin 65 paino-%, edullisesti noin 45 - noin 60 paino-% akry-laattilähtöainetta (tavallisesti joko metyyli-akrylaattia tai metyyli-metakrylaattia), noin 3 - noin 20 paino-%, edullisesti noin 8 - noin 15 paino-%/ dialkyyliamino-akrylaattia (tavallisesti dimetyyliaminoetyyli-akrylaattia tai dimetyyliaminoetyy-20 li-metakrylaattia), noin 0,1 - noin 10 paino-%, edullisesti noin 0,2 - noin 5 paino-% akryylihappoa (tavallisesti akryy-lihappoa tai metakryylihappoa) ja noin 0,5 - noin 10 paino-%, edullisesti noin 1-3 paino-% dialkyyliaminoalkoholilähtöai-netta (tavallisesti dimetyyliaminoetanolia). Atseotrooppinen 25 seos sisältää usein myös noin 5 paino-%:iin saakka, edullisesti noin 1 - noin 4 paino-% muita yhdisteitä, jotka ovat läsnä tai joita muodostuu transesteröintireaktion aikana, kuten haihtuvat polymerointi-inhibiittorit/hidastimet, liuottimet ja sivutuotteet, jotka on johdettu pienistä epäpuhtauksista, 30 joita on alunperin läsnä lähtömateriaaleissa. Täten atseotrooppinen komponentti sisältää kemikaalien sekoituksen, joista eräät ovat monomeereja, jotka joutuvat helposti polymeroin-tiin, joista eräät tiedetään ketjunsiirtoaineiksi, jotka todennäköisesti vaikuttavat haitallisesti molekyylipainoon ja 35 siten tulokseksi saatavan polymeerin ominaisuuksiin, ja joista eräiden uskotaan hidastavan ja jopa inhiboivan polymerointia.
97142 e
Atseotrooppista seosta poistetaan tavallisesti jatkuvasti transesteröintireaktion aikana ja täten sen erityinen koostumus vaihtelee riippuen ei pelkästään lähtömateriaaleista ja palautusolosuhteista vaan myös siitä, onko varhainen vai myö-5 hempi leikkaus, ja yleisemmin niiden seoksista. Vaihtoehtoisesti atseotrooppisen seoksen osuuden, joka on läsnä reaktio-seoksessa, voidaan sallia jäävän sinne kvaternointireaktion ajaksi ja sisällyttää se tällä tavoin polymeroitavaan seokseen mieluumin kuin että se poistetaan atseotrooppisena aineena ja 10 sisällytetään sitten polymeroitavaan seokseen. Atseotooppista seosta (tai sen kemiallista ekvivalenttia) voidaan käyttää itsenäisesti esillä olevassa keksinnössä. Edullisesti on at-seotrooppinen seos tuotettu samasta kationisesta monomeeristä, jota käytetään polymeroinnissa, mutta sen ei ole havaittu ole-15 van kriittinen.
Jotta atseotrooppista jätevirtaa, joka on peräisin tällaisten kationisten monomeerien valmistuksesta vesi-öljyssä -emulsio-polymeroinneissa, voidaan käyttää toistuvasti, on edullista käyttää kaksifaasi-initiaattorijärjestelmää, joka käsittää 20 joko (i) öljyyn liukenevan initiaattorin ja veteen liukenevan initiaattorin tai (ii) öljyyn liukenevan initiaattorin ja veteen #liukenevan aktivaattorin tai (iii) veteen liukenevan initiaattorin ja öljyyn liukenevan aktivaattorin. Lisäyksityis-kohtia kaksifaasi-initiaattorijärjestelmästä on selostettu US-25 sarjanumerossa 932 542, joka selostus on liitetty erityisesti tähän viitteenä. Tämä kaksifaasi-initiaattorijärjestelmä edistää tasaisia konversiomuotoja, ja generoi suurina saantoina lineaarista suurimolelyylipainoista polymeeriä.
Lisäksi atseotrooppisen jätevirran käytölle vesi-ölyemulsio-30 polymeroinnissa on edullista homogenoinnin laajuuden lisääminen aloitusemulsion muodostuksen aikana emulsion stabiiliuden lisäämiseksi, jotta generoidaan formulaatin toistettavat in-itiaatio/etenemisominaisuudet ja saadaan parempi lämmönsiirto seuraavan polemeroinnin aikana. Täten homogenoijia, jotka ovat 35 erittäin tehokkaita, kuten Tekmar-Dispaxin, Rossin ja Silver-sonin valmistamat, voidaan käyttää. Homogeenisyyden lisäämi- 9 97142 seen voidaan käyttää myös muita mekaanisia välineitä, kuten ultraäänitekniikoita.
Esillä olevassa keksinnössä on myös edullista sisällyttää kemiallisia puskureita polymeroinnin pH:n säätämiseksi. Jos po-5 lymerointi suoritetaan täydellisesti isotermisissä olosuhteissa, niin kemiallisten puskureiden pH:n säätö on ainoastaan toivottavaa. Tapauksessa, jossa polymerointi suoritetaan adia-baattisissa olosuhteissa, joissa lämpötilan nousu 0° C:sta yli 90° C:een on tyypillistä, auttaa huolellisen pH-säädön käyttö 10 minimoimaan ei-halutut sivureaktiot, so. polymeerin molekyyli-painon degradaatio, kationisen ryhmän degradaatio ja hydrolyy-si ja ei-lineaarisen polymeerin muodostuminen.
Jotta atseotrooppista jätevirtaa voidaan käyttää toistuvasti konventionaalisessa liuos-, dispersio-, suspensio- tai geeli-15 polymeroinnissa, josta kuivat polymeerit voidaan eristää, voi olla myös tarpeellista, riippuen jätevirran ja polymeerikiin-toaineiden erityisestä koostumuksesta polymeroinnissa, lisätä pieniä määriä alempaa alkoholia, kuten metanolia tai etanolia, jotka osallistuvat jätevirran eräiden komponenttien liukene-20 miseen vesipitoiseen monomeerifaasiin.
Edullisesti käytetään atseotrooppista jätevirtaa vesi-öljyssä-emulsiopolymeroinnissa. Vaikka esillä olevan keksinnön on havaittu olevan riippumaton erityisestä käytetystä emulsiopoly-merointimenetelmästä, tiettyjä etuisuuksia on kuvattu seuraa-25 vassa emulsionvalmistusmenetelmän yleisessä kuvauksessa.
Esiemulsio tehdään homogenoimalla öljy- ja vesipitoiset faasit. Emulsion öljyfaasi, joka tavallisesti käsittää noin 5-35 paino-% kokonaisemulsiosta, koostuu yhdestä tai useammasta inertistä hydrofobisesta nesteestä. Öljyfaasi käsittää edul-30 lisesti noin 20-30 prosenttia emulsiosta. Käytetty öljy voidaan valita suuresta luokasta orgaanisia nesteitä, jotka ovat veteen sekoittumattomia, nestemäiset hiilivedyt ja substitu-oidut nestemäiset hiilivedyt mukaan lukien. Tyypilliset esimerkit tällaisista öljyistä käsittävät bentseenin, ksyleenin, ,0 97142 tolueenin, mineraaliöljyn, keroseenit, raa'at kiviöljyt, klooratut hiilivedyt, kuten perkloorietyleeni, ja niiden kaltaiset.
Öljyfaasi sisältää myös primäärejä pinta-aktiivisia aineita, 5 so. konventionaalisia emulsiopolymerointiastabilointiaineita. Tällaiset stabilointiaineet ovat alalla hyvin tunnettuja vesi-öljyssä -emulsioiden muodostuksen ja stabiloinnin edistämisessä. Tavallisesti tällaisten emulgontiaineiden HLB-arvot ovat alueella noin 2 - noin 10, edullisesti kuitenkin noin 7. So-1 0 pivat tällaiset emulgointiaineet käsittävät sorbitaaniesterit, ftaaliesterit, räsvahappoglyseridit, glyseriiniesterit, alka-noliamidit samoin kuin edellä mainittujen ja minkä tahansa muun hyvin tunnetun alhaisen HLB-emulgointiaineen etoksyloidut ja/tai hydratut versiot. Esimerkit tällaisista yhdisteistä 15 käsittävät sorbitaani-mono-oleaatin, oleiinihapon reaktiotuotteen isopropanoliamidin, heksadekyyli-natrium-ftalaatin, de-kyyli-natrium-ftalaatin, sorbitaani-stearaatin, risiiniöljyha-pon, hydratun risiiniöljyhapon, lauriinihapon glyseridi-mono-esterin, steariinihapon glyseridi-monoesterin, oleiinihapon 20 glyseroli-diesterin, 1 2-hydroksisteariinihapon glyseroli-tri-esterin, risiiniöljyhapon glyseroli-triesterin kanssa ja niiden etoksyloidut ja/tai hydratut versiot, jotka sisältävät 1-10 moolia etyleenioksidia perusemulgointiainemoolia kohti. Täten mitä tahansa sellaista emulgointiainetta voidaan käyt-25 tää, joka mahdollistaa aloitusemulsion muodostuksen ja stabi- loi emulsion polymerointireaktion aikana.
Näitä primäärejä pinta-aktiivisia aineita käytetään yksin tai seoksina ja niitä käytetään niin pieninä määrinä kuin mahdollista, koska ylimäärä ei pelkästään nosta valmistettavan emul-30 sion hintaa vaan pienentää myös käyttöalaa. Siten kaikkia primäärejä pinta-aktiivisia aineita pitäisi käyttää yhteensä määrinä, jotka eivät ylitä 3 paino-% emulsion kokonaismäärästä. Edullisesti määrä ei ylitä 2 %.
Vesifaasi käsittää tavallisesti noin 95-65 painoprosenttia 35 emulsiosta. Edullisesti se käsittää noin 80-70 paino-% siitä.
n 97142
Veden lisäksi vesifaasi sisältää akryyliamidia tai metakryyli-amidia, kationista monomeeria ja atseotrooppista jätevirtaa. Yleensä monomeerit ja jätevirta ovat läsnä määrinä, jotka ovat alle noin 50 paino-%, edullisesti noin 20-40 paino-%, emulsion 5 kokonaismäärästä. Yleensä vesifaasissa on ketjunsiirtoaineita ja sekvestroijia ennen emulsionmuodostusta, mutta niitä voidaan lisätä järjestelmään esiemulsion valmistamisen jälkeen. Esillä oleviin kopolymeereihin voidaan sisällyttää mitä tahansa monomeereja, jotka, kun ne on kopolymeroitu kationisella 10 monomeerilla ja akryyliamidilla tai metakryyliamidilla, tuottavat veteen liukenevia polymeerejä. Termi "veteen liukeneva" tarkoittaa, että polymeeri liukenee veteen vähintään 1 paino-% määrässä. Esimerkit muista monomeereista, joita voidaan sisällyttää, käsittävät akryylihapon ja sen suolat, diasetoni-15 akryyliamidin, metakryylihapon ja sen suolat, maleiinihapon ja sen suolat, metyyli-akrylaatin, etyyli-akrylaatin, propyy-li-akrylaatin, metyyli-metakrylaatin, etyyli-metakrylaatin, vinyyli-asetaatin, hydroksietyyli-akrylaatin, hydroksietyyli-metakrylaatin, styreenin, akryylinitriilin, 2-akryyliamido-2-20 metyylipropaani-sulfoni- tai fosfonihapon ja niiden suolat, 3-(metakryyliamido)propyylitrimetyyliammonium-kloridin, dime-tyyliaminopropyylimetakryyliamidin, isopropyyliaminopropyyli-metakryyliamidin, metakryyliamidopropyylihydroksietyylidime-tyyliammoniumasetaatin, vinyyli-metyyli-eetterin, vinyyli-25 etyyli-eetterin, vinyylisulfonihapon alkalimetalli- ja ammoni-umsuolat, vinyyli-pyridiinin, vinyyli-pyrrolidonin, vinyyli-imidatsolin, diallyylidimetyyliammonium-kloridin, diallyylidi-etyyliammonium-kloridin, styreenisulfonihapon ja sen suolat sekä niiden kaltaiset. 1 2 3 4 5 6
Esillä olevalla keksinnöllä tuotetut polymeerit valmistetaan 2 yleisesti seoksista, jotka sisältävät noin 5 - noin 80 paino- 3 % akryyliamidia tai metakryyliamidia, noin 10 - noin 85 paino- 4 % kationista monomeeria ja noin 5 - noin 40 paino-% atseo 5 trooppista jätevirtaa. Jätevirtaa voidaan käyttää suorana kor- 6 vauksena noin 75 paino-% saakka akryyliamidia tai metakryyliamidia, joita käytetään konventionaalisissa veteen liukenevissa kationisissa polymeereissä, ilman että mitään oleellisia 12 97142 ominaisuuksia häviää ja tosiasiassa joissakin käytöissä ominaisuudet paranevat. Akryyliamidi tai metakryyliamidi voidaan korvata myös moin 50 paino-% saakka yhdellä tai useammalla muista monomeereista, jotka on selostettu edellä, edellyttäen 5 että akryyliamidi- tai metakryyliamidipitoisuus on yhä silti vähintään noin 5 paino-%. Polymeroitava seos käsittää edullisesti noin 5 - noin 50 paino-% akryyliamidia, noin 40 - noin 80 paino-% kationista monomeeria ja noin 10 - noin 35 paino-% atseotrooppista jätevirtaa. Edullisimmin polymeerit koostu-10 vat akryyliamidista, joko dimetyyliaminoetyyli-metakrylaatin tai dimetyyliaminoetyyliakrylaatin joko metyylikloridi- tai dimetyylisulfaattikvaternääristä ja niihin liittyvästä atseo-trooppisesta jätevirrasta (niihin liittyvistä atseotrooppisis-ta jätevirroista).
15 Mitä tahansa konventionaalista ketjunsiirtoainetta voidaan käyttää, kuten propyleeni-glykolia, isopropanolia, 2-merkapto-etanolia, natrium-hypofosfiittia, dodekyyli-merkaptaania ja tioglykolihappoa. Ketjunsiirtoainetta on yleensä läsnä määränä noin 0,1-10 paino-% emulsion kokonaismäärästä, vaikka sitä 20 voidaan käyttää myös enemmän tai vähemmän.
Vesifaasissa voi olla myös läsnä mitä tahansa konventionaalista sekvestroijaa vesifaasissa, kuten etyleenidiamiinitetra-etikkahappoa tai pentanatrium-dietyleenitriamiini-penta-ase-taatti- tai aminometyleeni-fosfonihappoa. Sekvestroijaa on 25 tavallisesti läsnä määränä noin 0,01-2 paino-% emulsion kokonaismäärästä, vaikka enempääkin voidaan käyttää.
Esiemulsion valmistamisen jälkeen suoritetaan monomeerien po-lymerointi lämpötilassa, joka on riittävän korkea hajomaan initiaattorit haluttujen vapaiden radikaalien tuottamiseksi. 30 Yleensä sopiva lämpötila on noin -20° C - noin 200° C ja edullinen lämpötila on noin 0° C - 100° C.
Polymerointi suoritetaan tavallisesti pH:ssa noin 2 - noin 12, edullisesti noin 3,5-5,5 ja edullisimmin noin 4,0-5,0, ja so-. piva määrä emäkseen tai happoon tai veteen liukenevaa puskuri- 13 97142 liuosta voidaan lisätä esiemulsioon halutun pH:n saavuttamiseksi. Sukkiinihappo/booraksipuskuri pitää pH:n 3,6-5,8:na riippuen suhteesta. Natriumasetaatti/etikkahappopuskuri pitää pH:n 4,2-4,6;na riippuen suhteesta. Polymerointi suoritetaan 5 tavallisesti noin tunnissa tai kahdesta useampaan päivässä riippuen käytetyistä monomeereista ja muista reaktion muuttujista. Se suoritetaan tavallisesti ilmakehän paineessa, mutta korkeampia lämpötiloja käytetään edullisesti, jos haihtuvia aineosia on sisällytetty.
10 Polymeroinnin suorittamisen jälkeen emulsion pH voidaan säätää halutuksi. Kationisissa polymeeriemulsioissa se on tavallisesti noin 2 - noin 7. Hajottavaa pinta-aktiivista ainetta voidaan lisätä, jotta saadaan yksittäispakkauslopputuote. Mitä tahansa sopivaa hajottavaa pinta-aktiivista ainetta voidaan 15 käyttää kokeilun ollessa paras määritys siitä, mikä hajottava pinta-aktiivinen toimii optimaalisesti annetun emulsiojärjes-telmän kanssa. Tyypilliset hajottavat pinta-aktiiviset aineet sisältävät ne, joiden HLB-luvut ovat suhteellisen korkeita, kuten etoksyloidut oktyyli- ja nonyylifenolit, etoksyloitu 20 nonyyli-fenoli-formaldehydihartsi, rasvahappojen polyetylee-nioksidiesterit, natrium-sulfosukkinaatin dioktyyliesterit ja muut US-patentissa 3 625 019 selostetut, joka patentti on liitetty tähän viitteenä. Tavallisesti lisätään hajottava pinta-aktiivinen aine määränä noin 0,5 - 0,6 paino-% emulsion koko-25 naismäärästä laskettuna. Määrä on edullisesti alle noin 3 pro-• senttiä, edullisimmin noin 2,5 prosenttia.
Esillä olevan keksinnön mukaisia emulsioita voidaan modifioida kemiallisesti millä tahansa tunnetulla tavalla sen jälkeen kun ne on valmistettu. "Kemiallisesti modifioitu" on tarkoitettu 30 kattamaan diapergoidun veteen liukenevan polymeerin lisäkäsit-telyn ja/tai komponenttien lisäämisen dispergoituun veteen liukenevaan polymeeriin, mikä, jos stabilointia ei ole suoritettu emulgointistabilointiaineiden avulla, aiheuttaisi tavallisesti veteen liukenevien partikkelien koaguloitumisen tai 35 agglomeroitumisen. Esimerkkejä tällaisista lisäkäsittelyistä on selostettu esim. US-patenteissa 4 052 353 ja 4 171 296, 14 97142 jotka on liitetty tähän viitteeksi. Esillä olevan keksinnön mukainen emulsio voi olla myös millä tahansa sopivalla tavalla konsentroitu, kuten US-patentissa 4 021 399 on selostettu ja joka patentti on liitetty tähän viitteenä.
5 Seuraava esimerkit kuvaavat keksintöä, mutta niiden ei ole tarkoitettu rajoittavan sitä. Kaikki osat ja prosentit ovat paino-osia ja -prosentteja, jollei muuta ole annettu.
Esimerkki I
Atseotrooppisen jätevirran valmistaminen 10 500 ml:n pulloon lisätään 200 g metyyli-metakrylaattia, 70,0 g dimetyyliaminoetanolia, 3,15 g fenotiatsiinia ja 2,85 g tina-alkyylikatalyyttiä. Astian lämpötilan annetaan nousta noin 70° C:een ja reaktiota jatketaan refluksoiden noin 1-2 h. Pitoisuuksien analysointi osoitti dimetyyliaminoetyyli-met-15 akrylaatti-(DMAEMA)-pitoisuuden noin 50 %:ksi. Jotta mahdollistetaan reaktion loppuuntapahtuminen, suurin osa metyyli-metakrylaatti/metanoli-atseotrooppisesta seoksesta tislataan pois noin 3 tunnin aikana ilmakehän paineessa ja lämpötilassa noin 60° C - 70° C. Tislausta jatketaan alennetussa paineessa 20 DMAEMAϊn saamiseksi, jonka puhtaus on vähintään noin 99,5 % ja joka on sopiva kvaternointiin. Tislausfraktiot, joiden puhtaus ei ole tämä, kierrätetään uudelleen atseotrooppiseen jä-tevirtaan. Atseotrooppisesti poistetun jätevirran on havaittu sisältävän noin 130 gramman kokonaismäärän seosta, joka sisäl-25 tää noin 18,6 % metanolia, 65,0 % metyyli-metakrylaattia, 12,2 % DMAEMA:a, 0,5 % metakryylihappoa, 1,5% dimetyyliaminoetanolia ja 2,2 % muita yhdisteitä.
Esimerkki II
Kationisen polymeerin valmistaminen jätevirran avulla 30 Vesifaasi, joka sisältää 216 g 50-%:ista akryyliamidiliuosta, 212 gdimetyyliaminoetyyli-metakrylaatti-metyyli-kloridi-kva-ternääriä (75 % vesipitoista DMAEMA-MeCl), 50 g esimerkin I mukaista atseotrooppista jätevirtaa, 0,3 g etyleenidiamiini-tetraetikkahappoa, 0,2 g kaliumbromaattia ja 40,0 g vettä, 35 homogenoidaan suuritehoisessa homogenoijassa öljyfaasin kans-
Il i - «b*b MK II IM
15 97142 sa, joka sisältää 305,0 g Exxon LOPS -öljyä, 30 g sorbitaa-nimono-oleaattia, 0,2 g 2,2'-atsobis(isobutyyrinitriiliä). Tulokseksi saatu emulsiojärjestelmä siirretään sopivaan re-aktioastiaan sekoittaen ja sinne suihkutetaan typpeä. 2,7 g 5 natriumraetabisulfiitin 10-%:ista liuosta lisätään jatkuvasti polymeroinnin aikana ja emulsion lämpötila nousee noin 35-45°C:een. Ulkoinen lämpeneminen saadaan aikaan pitämällä tämä lämpötila ja sekoitusta jatketaan 6-10 tuntia. Polyme-rointi on loppuun suoritettu sen ajan lopussa, jona saadaan 10 aikaan kationinen polyakryyliamidiemulsio, joka sisältää polymeeriä, jossa on noin 37 prosenttia akryyliamidia, noin 53 prosenttia kationista monomeeria ja noin 10 prosenttia atse-otrooppisen jätevirran polymeroituvia komponentteja. Poly-meeriemulsion standardiviskoosius on 3,18 senttipoisea.
15
Itseinvertoituvan emulsiotuotteen valmistamiseksi lisätään 24 ghajottajajärjestelmää, joka koostuu seoksesta, jossa no-nyylifenolin ja 6 moolin etyleenioksidia reaktiotuotetta ja dinonyylifenolin ja 24 moolin etyleenioksidia reaktiotuotetta.
20
Esimerkki III
Jotta arvioitiin esimerkin II mukaisen emulsiopolymeerin tehokkuus verrattuna emulsiopolymeerin, joka on valmistettu samalla tavalla, mutta josta puuttuu atseotrooppinen jäte-25 virta, suoritettiin konventionaalinen buchnersuppilotesti aerobisessa lietteessä, joka on peräisin Columbuksen kaupungista, Georgiasta, jäteveden käsittelylaitokselta. Testiä käytettiin erilaisten höytälöintiaineiden suhteellisen tehokkuuden määrittämiseksi poistettaessa vettä lietteestä. Se 30 suoritettiin hankkimalla vastaava lietenäyte, jakamalla se alikvootteihin, lisäämällä haluttu määrä testattavaa polymeeriä, käsittelemällä liete sekoittamalla polymeeriliuosta lietteeseen 15 sekuntia 450 rpm, kaatamalla käsitelty liete buchnersuppiloon, jossa on kostea suodatinpaperi, ja määrit-35 telemällä sitten valuma-arvo ja poistetun veden määrä.
Tämä tehtiin polymeerille, joka tuotettiin esimerkissä II, ja joka sisältää atseotrooppista jätevirtaa, ja vertailusyistä 16 97142 akryyliaraidin ja dimetyyliaminoetyyli-metakrylaatti-metyyli-kloridi-kvaternäSrin (DMAEMA-MeCl) kopolymeerille, jonka vis-koosius on saraa standardi, so. 3,18 senttipoisea, ja kationi-sen:ei-ionisen monomeerin painosuhde 53:47, ja tulokset on 5 esitetty taulukossa I. Ne osoittavat, että esillä olevan keksinnön emulsio on jonkin verran tehokkaampi vedenpoistoaine kuin konventionaalinen polymeeri.
Taulukko I
Suodatustilavuus (ml) määrätyn alan jälkeen 1 0 _Emulsionäyte
Aika (s) Keksinnön mukainen Vertailu 5 66 60 10 87 81 15 15 96 92 20 104 98 30 112 108 45 120 112
Esimerkki IV
20 Esimerkkien I, II ja III perusmenetelmät toistettiin, jotta tuotettiin atseotrooppinen jätevirta kationisen monomeerin, DMAEMA-metyyli-kloridi-kvaternäärin, valmistamisen aikana, .· jota jätevirtaa käytetään eräiden akryyliamidien osittaisena substituuttina konventionaalisessa 20 % akryylimidia / 80 % 25 kationista polymeeriä ja sen toimintakyky lietteessä, joka oli peräisin Columbuksen kaupungista, Georgiasta, arvioitiin. Po-lymeroitu koostumus käsittää 10 ^ akryyliamidia, 80 % DMAEMA-metyy1i-kloridi-kvaternääriä ja 10 % atseotrooppista jätevir-• taa, joka sisältää noin 16,7 X metanolia, 68,0 5» metyyli-met- 30 akrylaattia, 10,2 % DMAEMA:a, 1,5 J metakryylihappoa, 2,0 % dimetyyliaminoetyylietanolia ja 1,6 % muuta.
Arvioidulla emulsiolla on 2,9 senttipoisen standardiviskoo-sius, kun samakationisella vertailuemulsiolla, joka oli vai- mistettu atseotrooppisen jätevirran puuttuessa, oli 3,0 sent- tipoisen standardiviskoosius. Näiden kahden emulsion toimin takyky on oleellisen identtinen.
17 97142
Esimerkki V
5 Esimerkkien I, II ja III perusmenetelmät toistettiin paitsi että atseotrooppista jätevirtaa ei poistettu transesteröinti-reaktion aikana eikä sen jälkeen, sillä se on helposti suoritettavissa kvaternoinnin avulla, joten se on kationisen mono-meeripainon osa, joka lisätään polymerointiseokseen. Tämä 10 koostumus on oleellisesti ekvivalenttinen sen kanssa, josta on poistettu atseotrooppinen seos ennen kvaternointia ja sitten lisätty se takaisin emulsioon juuri ennen polymerointia. in situ -kvaternoinneista erotettu vesifaasi sisältää noin 55,4 X DMAEMAMeCl-kvaternääriä, 8 % atseotrooppista koostumus-15 ta ja 36,6 % vettä. Sitä käytetään polymeerin valmistamiseeen emulsiomuodossa, joka koostuu 13,5 % akryyliamidia, 79 % kationista monomeeria ja 7,5 % jätevirran yhdistettäviä kompo-nenttej a.
Tämän emulsion toimintakyky arviotiin lietteessä, joka on per-20 äisin Columbuksen kaupungista, Georgiasta. Esillä olevan keksinnön polumeeriemulsion viskoosius on 3,2 senttipoisea, kun taas vertailupolymeerin, joka valmistettiin jätevirtakompo-nenttien puuttuessa, viskoosius on 3,35 senttipoisea. Esillä olevan keksinnön mukaisen polymeerin toimintakyky on noin 5 : 25 % parempi kuin konventionaalisen polymeerin.
Esimerkki VI
Esimerkkien I, II ja III perusmenetelmä toistettiin paitsi että dimetyylisulfaattia käytettiin metyylikloridin asemasta kvaternäärin muodostamiseen. Saatiin oleellisesti samanlaiset 30 polymerointi- ja toimintakykytulokset kuin esimerkissä II ja III.
Esimerkki VII
Esimerkin I perusmenetelmä toistettiin laajemmassa mittakaavassa standardikoostumuksen generoimiseksi, joka koostumus 18 97142 sisältää kationisen monomeerin ja atseotrooppisen jätevirran seosta polymerointeihin sisällytettäväksi. Koostumus sisältää 45 % DMAEMAMeCl-kvaternääriä, 14 % vettä ja 41 % atseotroop-pista jätevirtaa, joka koostuu 24,4 % metanolia, 57,5 X metyy-5 li-metakrylaattia, 1 2,2 %dimetyyliaminoetyyli-metakrylaattia, 1.0 % metakryylihappoa, 2,4 % dimetyyliaminoetanolia ja 2,5 % muuta.
Tämän esimerkin tarkoitus on esittää polymeroinnin toistettavuutta käytettäessä atseotrooppista jätevirtaa.
10 Eräässä tapauksessa suoritettiin neljä polymerointia, kuten esimerkissä II, vaihdellen hieman pH:ta (4,00-4,95). Kahteen polymeroinneista sisällytettiin natriumasetaattietikkahappo-puskuria minkä tahansa ylimääräisen koagulaatin muodostuksen ja kationisuuden katoamisen välttämiseksi. Tulokset ovat: 15 Viskoosius Säilynyt pH puskuri (senttipoisea) Koagulointi-% kationisuus-% 4.00 ei 3,08 0,2 98 4,50 kyllä 3,04 jälkiä 100 4,75 ei 3,18 0,5 98 20 4,95 kyllä 3,15 jälkiä 100
Toisessa tapauksessa korvattiin etyleenidiaminitetraetikkahap-po vaihtelevilla määrillä dietyleenitriamiinipentaetikkahappo-*: pentanatriumsuolaa (DTPA). DTPA-pitoisuus vaihteli 0,10-0,40 % ja polymerointi suoritettiin kuten esimerkissä II. Tulokset 25 ovat:
Viskoosius Säilynyt DTPA (%) Puskuri (senttipoisea) Koagulointi-% kationisuus-% 0,10 kyllä 2,84 jälkiä 100 0,20 ei 2,95 0,5 98 30 0,30 ei 2,95 0,5 97 0,40 kyllä 2,97 jälkiä 100
Kukin näistä sarjoista osoittaa selvästi atseotrooppisen jäte-virran käytön toistettavuuden valmistettaessa kationista po- 19 97142 lymeeriä.
Esimerkki VIII
Esimerkin I perusmenetelmä toistetaan valmistettaessa erilaisia kationisia monomeerejä ja erilaisia atseotrooppisia jäte-5 virtoja riippuen lähtoalkoholista, lähtoakrylaatista ja tislaus tehokkuudesta. Seuraavia erilaisia komponetteja käytetään: Lähtöalkoholi Lähtoakrylaatti 1. dimetyyliaminoetanoli metyyli-metakrylaatti 2. dimetyyliaminoetanoli metyyli-akrylaatti 10 3. dimetyyliaminoetanoli metyyli-metakrylaatti 4. dietyyliaminoetanoli metyyli-akrylaatti 5. dietyyliaminoetanoli metyyli-metakrylaatti
Kussakin tapauksessa valmistettiin atseotrooppinen jätevirta, joka sisältää metanolia, lähtoakrylaattia, kvaternoimatonta 15 monomeeria, akryyli- tai metakryylihappoa, lähtöalkoholia ja pienen määrän muuta materiaalia. Kukin jätevirroista sisällytetään menestyksellä polymerointiin esimerkin II menetelmän mukaisesti ja suurimolekyylipainoisia hoytälointiaineita otetaan talteen vesi-öljyssä -emulsioiden muodossa.
20 Esimerkki IX
Seos, jossa on 336 g akryyliamidin 50-%;ista liousta vedessä ja 212 g dimetyyliaminoetyyli-metakrylaatti-metyylikloridi-kvaternäärin 75-%:ista vesiliuosta, 91 g atseotrooppista jä-tevirtaa, joka on tulosta kvaternäärisen monomeerin (valmis-25 tettu kuten esimerkissä I) valmistuksesta, lisätään 136,0 g:aan laimennusvettä, joka sisältää 0,3 g dietyleenitriamiini-pentaetikkahappo-pentanatriumsuolaa, 1 ,5 g isopropyylialkoho-lia, 11,2 g 1 % natriumbromaatin vesiliuosta ja 0,5 g atsobis-! isobutyyrinitriiliä (AIBN). Liuos säädettiin pH:hon 4,2 kon- 30 sentroidulla rikkihapolla ja puskuroitiin pH:hon 4,2 20 ml:lla standardia natriumasetaatti/etikkahappopuskuria. Liuos jäähdytettiin samalla sekoittaen noin 10° C:een. Jos heikko usva jatkuu, lisätään pieni määrä lisämetanolia, so. 0,5-5,0 %, atseotrooppisen jätevirran komponenttien liukenevuuden tehos- 2o 97142 tautiseksi.
Liuos ilmataan sitten puhaltamalla typpikaasua noin 30 minuuttia. Polymerointi initioidaan lisäämällä 20 ml 0,5 % natrium-bisulfiittiliuosta ja lämpötilan annetaan nousta vapaasti noin 5 80° C:een. Geeliä pidetään maksimieksotermissä edelleen 2 tun tia täydellisen konversion varmistamiseksi. Sitten polymeeri eristetään leikkaamalla geeli suikaleiksi, kuivattamalla 60° C:ssa ja jauhamalla hienoksi jauheeksi. Saadaan polymeeri, jonka standardiviskoosius on 3,2 senttipoisea. Jos tuote eris-10 tetään leikkaamalla geeli ja Imettämällä/jauhamalla metanoliin polymeeripresipitaation aikaansaamiseksi, saadaan polymeeri, jonka standardiviskoosius on suurempi kuin 3,5, mikä osoittaa, että fraktonointia on tapahtunut käsittelyn aikana. Liuos/gee-lipolymeroinneissa voidaan käyttää atseotrooppista jätevirtaa 15 tehokkaiden kationisten polymeerien valmistamiseksi.
Claims (12)
- 97142 l. Menetelmä parannetun veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi, joka polymeeri koostuu (i) ei-ionises -ta monomeerista valittuna ryhmästä, joka koostuu akryyliami-5 dista ja metakryyliamidista ja (ii) kaavan: R R2 | | CH2=C-COO-R1-N+-R3 X - ίο | R4 mukaisesta kationisesta monomeerista, jossa kaavassa R on vety tai metyyli, R1 on C2-C4-alkyleeni, R2-R4 ovat kukin itsenäisesti 15 Cj-C^alkyylejä ja X on vastaioni, tunnettu siitä, että polymeeriä valmistettaessa osa ei-ionisesta monomeerista korvataan atseotrooppisella jätevirralla, joka syntyy valmistettaessa kationista monomeeria kaavan:
- 2. CH2=C-C00Rj i i R mukaisen akrylaatin, jossa kaavassa R5 on Cj-Cj-alkyyli, ja kaa-2 5 van: R2 \ . N- R1 - OH 30 / R3 mukaisen dialkyyliaminoalkoholin välisellä transesteröintire-aktiolla. .1 * 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R1 on C2-C3-alkyl eeni ja R2-R4 ovat itsenäisesti CH3 tai CH3CH2.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kationinen monomeeri valitaan ryhmästä, joka koostuu di- 97142 metyyliaminoetyyli-metakrylaat in, dietyyliaminoetyyli-metak-rylaatin ja dietyyliaminoetyyli-akrylaatin kvaternääreistä.
- 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että kvaternääri on metyylikloridikvaternääri.
- 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kvaternääri on metosulfaattikvaternääri.
- 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta käsittää noin 15 - noin 35 paino-% R5OH:ta, noin 35 - noin 65 paino-% lähtöakrylaattia, noin 3 - noin 20 paino-% dialkyyliaminoalkyyli-akrylaattia, noin 1 - noin 15 paino-% akryylihappoa, ja noin 0,5 - noin 10 paino-% lähtödialkyyli-15 aminoalkoholia.
- 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta käsittää noin 20 - noin 30 paino-% metanolia, noin 45 - noin 60 paino-% lähtöakrylaattia valittuna metyyli- 20 akrylaatista ja metyyli-metakrylaat is ta, noin 8 - noin 15 paino-% dialkyyliaminoalkyyli-akrylaattia, noin 2 - noin 8 paino-% happoa, joka on valittu akryylihaposta ja metakryy-liahaposta, ja noin 1 - noin 3 paino-% lähtödialkyyliaminoal-koholia. 25
- 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta käsittää lisäksi noin 0,1 - noin 5 paino-% muita yhdisteitä, jotka ovat läsnä tai jotka muodostuvat transes-teröintireaktion aikana, valittuna ryhmästä, joka koostuu 30 oleellisesti haihtuvista polymerointi-inhibiittoreista/hidas-timista, liuottimista ja sivutuotteista, jotka on johdettu pienistä epäpuhtauksista, joita on alunperin läsnä lähtömateriaaleissa. 1
- 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta käsittää noin 1 - noin 4 paino-% muita yhdisteitä. 22 97142
- 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta tuotetaan kationisen monomeerin valmistamisen aikana, joka monomeeri on erilainen kuin polymeroitu.
- 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätevirta tuotetaan kationisen monomeerin valmistamisen aikana, joka monomeeri on sama kuin polymeroitu.
- 12. Menetelmä veden poistamiseksi lietteestä, tunnettu siitä, 10 että liete saatetaan kosketuksiin patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä valmistetun polymeerin kanssa.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13707387A | 1987-12-23 | 1987-12-23 | |
| US13707387 | 1987-12-23 | ||
| US27771588 | 1988-11-30 | ||
| US07/277,715 US4983698A (en) | 1987-12-23 | 1988-11-30 | Cationic polymers |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI885950L FI885950L (fi) | 1989-06-24 |
| FI97142B FI97142B (fi) | 1996-07-15 |
| FI97142C true FI97142C (fi) | 1996-10-25 |
Family
ID=26834900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI885950A FI97142C (fi) | 1987-12-23 | 1988-12-22 | Menetelmä veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4983698A (fi) |
| EP (1) | EP0322234B1 (fi) |
| JP (1) | JP2755976B2 (fi) |
| CA (1) | CA1338424C (fi) |
| DE (1) | DE3886720T2 (fi) |
| ES (1) | ES2061698T3 (fi) |
| FI (1) | FI97142C (fi) |
| NO (1) | NO173019C (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970042623A (ko) * | 1995-12-16 | 1997-07-24 | 이웅열 | 고분자 응집제의 제조방법. |
| AU4369499A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-17 | Aventis Research & Technologies Gmbh & Co. Kg | Novel method for producing cross-linked vinyl polymers based on quaternary ammonium groups exhibiting a bile acid adsorbent effect |
| TW527457B (en) * | 1999-11-08 | 2003-04-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Manufacture of paper and paperboard |
| US6818027B2 (en) * | 2003-02-06 | 2004-11-16 | Ecoem, L.L.C. | Organically clean biomass fuel |
| EP3055285A4 (en) | 2013-10-11 | 2017-06-14 | Hercules Incorporated | High efficiency rheology modifers with cationic compoments and use thereof |
| CN117510739A (zh) * | 2022-07-26 | 2024-02-06 | 爱森（中国）絮凝剂有限公司 | 具有微嵌段结构的阳离子聚丙烯酰胺 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2138762A (en) * | 1935-05-16 | 1938-11-29 | Du Pont | Process of polymerizing methacrylic esters of amino alcohols, in which the amino group is tertiary, and product |
| US3784566A (en) * | 1970-12-21 | 1974-01-08 | Texaco Inc | Process for preparing dialkylamino-ethyl methacrylate |
| DE2255391C3 (de) * | 1972-11-11 | 1982-05-13 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung hochmolekularer kationischer Copolymerisate |
| DE2258868A1 (de) * | 1972-12-01 | 1974-06-06 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung quaternaerer stickstoffhaltiger polymerisate |
| US3970604A (en) * | 1974-12-18 | 1976-07-20 | Monsanto Company | Method for recovering vinyl sulfonate monomers |
| US4190717A (en) * | 1975-05-16 | 1980-02-26 | Nitto Chemical Industry Co., Ltd. | Process for producing polymer from quaternized acrylate monomer |
| DE2628761C2 (de) * | 1976-06-26 | 1983-01-13 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Suspensionspolymerisationsverfahren |
| JPS5916563B2 (ja) * | 1976-11-04 | 1984-04-16 | 日東化学工業株式会社 | 水溶性カチオン重合体の製法 |
| JPS6024122B2 (ja) * | 1977-01-05 | 1985-06-11 | 三菱化学株式会社 | ビ−ズ状重合体の製造方法 |
| FR2390983A1 (fr) * | 1977-05-16 | 1978-12-15 | Hoechst France | Polyelectrolytes cationiques en poudre, a base d'acrylamide et d'acrylate de dimethyl-aminoethyle quaternise ou salifie, leur procede d'obtention et leur utilisation |
| FR2507606B1 (fr) * | 1981-06-12 | 1985-11-15 | Hoechst France | Nouvelles dispersions stables, eau dans huile de polymeres cationiques hydrosolubles a base d'acrylate de dimethylaminoethyle salifie ou quaternise, leur procede de fabrication et leur application comme floculants |
| US4668747A (en) * | 1984-09-24 | 1987-05-26 | Allied Corporation | Preparation of water soluble cationic acrylamide polymer and product using weak acid to adjust pH |
-
1988
- 1988-11-30 US US07/277,715 patent/US4983698A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-13 CA CA000585778A patent/CA1338424C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-21 NO NO885673A patent/NO173019C/no unknown
- 1988-12-22 DE DE88312162T patent/DE3886720T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-22 FI FI885950A patent/FI97142C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-12-22 ES ES88312162T patent/ES2061698T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-22 EP EP88312162A patent/EP0322234B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-23 JP JP63325723A patent/JP2755976B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3886720D1 (de) | 1994-02-10 |
| FI885950L (fi) | 1989-06-24 |
| FI97142B (fi) | 1996-07-15 |
| EP0322234A3 (en) | 1990-08-22 |
| JP2755976B2 (ja) | 1998-05-25 |
| ES2061698T3 (es) | 1994-12-16 |
| NO173019B (no) | 1993-07-05 |
| DE3886720T2 (de) | 1994-04-28 |
| NO173019C (no) | 1993-10-13 |
| US4983698A (en) | 1991-01-08 |
| JPH01245006A (ja) | 1989-09-29 |
| CA1338424C (en) | 1996-06-25 |
| NO885673D0 (no) | 1988-12-21 |
| NO885673L (no) | 1989-06-26 |
| EP0322234A2 (en) | 1989-06-28 |
| EP0322234B1 (en) | 1993-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1567570B1 (en) | Modified polymeric flocculants with improved performance characteristics | |
| EP0923611B1 (en) | Polyacrylamide polymerisation | |
| US4715962A (en) | Ampholytic diallyldimethyl ammonium chloride (DADMAC) copolymers and terpolymers for water clarification | |
| CA1325691C (en) | Bi-phase initiator system for water-in-oil emulsion polymers | |
| US5739190A (en) | Process for the preparation of stable water-in-oil emulsions of hydrolyzed polymers of N-vinyl amides and the use thereof | |
| MXPA99002139A (en) | Polyacrylamide polymerisation | |
| EP0068955B1 (fr) | Nouvelles dispersions stables, eau dans huile, de polymères cationiques hydrosolubles à base d'acrylate de diméthylaminoéthyle salifié ou quaternisé, leur procédé de fabrication et leur application comme floculants | |
| FI97142C (fi) | Menetelmä veteen liukenevan kationisen polymeerin valmistamiseksi | |
| US7479521B2 (en) | Tris(hydroxymethyl) acrylamidomethane polymer, inverse latex and microlatex containing same, use of said polymer, inverse latex and microlatex | |
| CA2507968A1 (en) | Separation of drilling mud emulsions | |
| US5368744A (en) | Methods for treating wastewater | |
| CA2387038C (fr) | Emulsion de polymeres eau-dans-huile et son procede de fabrication | |
| US5006263A (en) | Cationic polymers | |
| US20060106180A1 (en) | Polymeric stabilizing agent for water-in-oil polymerization processes | |
| JP2000159969A (ja) | エマルジョンおよびその用途 | |
| JPH11228775A (ja) | 安定化された油中水型（ｗ／ｏ）エマルションポリマー | |
| EP1448627B1 (fr) | Polymere de tris(hydroxymethyl) acrylamidomethane, latex inverse et microlatex en contenant, utilisation desdits polymere, latex inverse et microlatex inverse | |
| WO2001055224A2 (fr) | Dispersions aqueuses salines de copolymeres hydrosolubles a base de monomeres cationiques, leur procede de fabrication et leurs applications | |
| JPH0475772B2 (fi) | ||
| FR2813319A1 (fr) | Procede de fabrication de fibres a base d'acrylonitrile | |
| WO2006094556A1 (en) | Polyelectrolytes based on diquaternary di-ammonium monomers | |
| FR2618153A1 (fr) | Procede de production d'un latex cationique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: EXXON CHEMICAL PATENTS INC. |