NO823519L - Pode-kopolymerer inneholdende kvartaere ammoniumgrupper - Google Patents
Pode-kopolymerer inneholdende kvartaere ammoniumgrupperInfo
- Publication number
- NO823519L NO823519L NO823519A NO823519A NO823519L NO 823519 L NO823519 L NO 823519L NO 823519 A NO823519 A NO 823519A NO 823519 A NO823519 A NO 823519A NO 823519 L NO823519 L NO 823519L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- polymer
- graft copolymer
- graft
- ammonium groups
- added
- Prior art date
Links
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 87
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 36
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 21
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 19
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 13
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 9
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 7
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 7
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 6
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 hydroxy-•propylene groups Chemical group 0.000 claims description 5
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims 5
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 59
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- 239000000047 product Substances 0.000 description 30
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 21
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 14
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Substances OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 9
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 description 2
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical compound CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- DOKHEARVIDLSFF-UHFFFAOYSA-N prop-1-en-1-ol Chemical group CC=CO DOKHEARVIDLSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- QLAJNZSPVITUCQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,2-dioxathietane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)OCO1 QLAJNZSPVITUCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCQCHGYLTSGIGX-GHXANHINSA-N 4-[[(3ar,5ar,5br,7ar,9s,11ar,11br,13as)-5a,5b,8,8,11a-pentamethyl-3a-[(5-methylpyridine-3-carbonyl)amino]-2-oxo-1-propan-2-yl-4,5,6,7,7a,9,10,11,11b,12,13,13a-dodecahydro-3h-cyclopenta[a]chrysen-9-yl]oxy]-2,2-dimethyl-4-oxobutanoic acid Chemical compound N([C@@]12CC[C@@]3(C)[C@]4(C)CC[C@H]5C(C)(C)[C@@H](OC(=O)CC(C)(C)C(O)=O)CC[C@]5(C)[C@H]4CC[C@@H]3C1=C(C(C2)=O)C(C)C)C(=O)C1=CN=CC(C)=C1 QCQCHGYLTSGIGX-GHXANHINSA-N 0.000 description 1
- FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 6-(dimethylamino)-2-methylhex-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCC=C(C)C(N)=O FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical group OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- XMPZTFVPEKAKFH-UHFFFAOYSA-P ceric ammonium nitrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[Ce+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XMPZTFVPEKAKFH-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(2-methylprop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)NCCC[N+](C)(C)C UZNHKBFIBYXPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
- D21H17/56—Polyamines; Polyimines; Polyester-imides
-
- 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
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Paper (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse gjelder nye kationiske pode-kopolymerer og deres anvendelser .som flokkuleringsmidler, tørr-styrke additiver for papir og farveretensjonsmidler.
Mere spesielt gjelder foreliggende oppfinnelse kvaternære
ammonium pode-kopolymerer fremstilt ved pode-polymerisering
av vannløselige vinyl-monomerer på ionen-polymerer inneholdende kvaternære ammoniumgrupper. Foreliggende oppfinnelse gjelder flokkulering av suspendert stoff ved hjelp ay de 'forannevnte polymerer,- og papir med forbedret styrke og farveretens jon fremstilt ved.bruk av de forannevnte polymerer.
En rekke metoder er kjent på-fagområdet for fremstilling
av pode-kopolymerer. Disse omfatter strålingsmetoder, både høyenergi-stråling fra gamma-stråler eller eléktron-akselera-
torer og aktinisk, dvs. fotokjemisk stråling.- Kjemiske kata-lysatorer som også ■ anvendes omfatter friradikal-initiator-
systemer som for eksempel ferro-ion-hydrogenperoksyd-reaksjonen som er meget effektiv for å fremme pode-polymériser.ing.
Foreliggende oppfinnelse er blitt begrenset til noen enkelt metode for initiering av polymerisasjonen. Serium-ion-initieringssystemet som læres av Mino,.et al: (US-patent nr.
2 923 768) er spesielt attraktivt. I denne metoden antas det
at serium-ionen reagerer direkte med en fri reaktiv gruppe som for.eksempel hydroksylgruppe på det. polymere substratet.- Radikalet som resulterer fra denne opprinnelige reaksjonen kan så reagere
med vinylmonomerer. som foreligger i.løsning'for å'gi en.pode-kopolymer. Relativt lite homopolymer fremstilles ved denne teknikken med mindre det tilsettes store • mengder kjedeoverf.ørings-midler . '
Det er nå oppdaget at visse polymerer av ionen-typen.inneholdende, poly-kvaternæfe ammoniumgrupper er aktive. substra.ter. for pode-polymerisasjoner.. Pode-polymerer fremstilt ved seriumion-katalyserte pode-polymerisas joner på de. forannevnte polymerer inneholdende polykvaternære ammoniumgrupper er vanligvis effektive som flokkuleringsmidler, tørrstyrke-midler for papir, og farve--r et ens jonsmidler-.
Vannløselige kationiske polymerer er brukt i en rekke anvendelser omfattende masse og.papirindustrien_ for å øke styrken, og. farveretens jone-n, ved vannbehandling for å flokkulere suspenderte faststoffer, og i avfallsbehandling for å hjelpe til med
avvanning av slam. Nye materialer som er effektive ved disse anvendelser syntetiseres og vurderes stadig,.og materialer med . forbedrede egenskaper ville lett aksepteres.
Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe
nye kationiske pode-kopolymérer. Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe nye. polymerer som er eff-ektive i slike ulikårtede anvendelser som flokkulering av suspenderte uorganiske og organiske stoffer, farveretensjon og tørr styrke-papir-addit iver., og ' slam-avvanning .
Det er et annet formål med foreliggende oppfinnelse å til-' veiebringe' fremgangsmåter.for å forbedre drenering og øke retensjonen av fine partikler, f arvestoff er, pigmenter, fyllstoffer i stivelse i papirfremstillingsprosessen, såvel som å øke styrke, forbedre liming, og øke den elektriske ledningsevnen for papir
og papp. .Det er enda et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe fremgangsmåter for å forbedre avvanning av kloakkslam.
Det er enda et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe fremgangsmåter for å flokkulere forurensninger i vann og metoder for. å forbedre avfallsbehandling...
Disse og andre formål og fordeler med de nye polymerene og fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen vil fremgå av en etter-følgende- beskrivelse.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer nye høymolekylære podé-kopolymerer med kvaternære ammoniumgrupper omfattende en substratdel og .en podet del-. Substratet er en vannløselig polymer forbindelse med kvaternære.ammoniumgrupper med en rekke hydroksyprop.ylengrupper. med. som. generell struktur
Oli
- A - CH2- CHCH2- A. -
hvori A er et tertiært eller kvaternært.nitrogenatom karakteri-. sert ved at antallet kvaternære nitrogenatomer overstiger antallet tertiære nitrogenatomer. Podedelen omfatter polymer!ser te, . vannløselige, ikke-ioniske, anioniske og kationiske vinyladdisjonsmonomerer. Mengden av podet.vinyladdisjonspolymer kan variere mellom e.n tiendedel og hundre ganger mengden av substrat-..polymer med polykvaternære ammoniumgrupper. '.
De ovenfor beskrevne, pode-kopolymerer anvendes for å flokkulere suspenderte, uorganiske og organiske stoffer i vandige løsninger, for å.forbedre drenering og/eller re.tensjon ved fremstilling av
papir, for å øke tørrstyrken av papir, for å øke•farveretensjonen,
såvel som andre anvendelser.
Pode-ko,polymerene ifølge oppfinnelsen omfatter ehsubstratdel, dvs- en på forhånd fremstil t polymer,'■ og en podet del.
Substrat-polymeren er en kationisk polymer av ionen-typen med polykvaternære ammoniumgrupper.. Generelt fremstilles, disse substrat-polymerer ved reaksjonen mellom et ditértiært amin og . epiklorhydr in. En hensiktsmessig fremgangsmåte for fremstilling., av kationiske' polymerer med polykvaternære ammoniumgrupper som • er egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse er den som er beskrevet i US^pat.ent 4 054 54 2. Fullstendige, beskrivelser ■ som• gjelder detaljene nar det gjelder reaktantene såvel som fremgangsmåter ;f.or fremstilling finnes, der. Disse polymerer har en molekylvekt på ca, 40 000 .
I tillegg.- til de polymerene som er beskrevet ovenfor,'kan andre polymerer beskrevet i US-patent 4 018 592 anvendes. Disse polymer-molekyler har molekylvekter i området av' 5 000.
En polymer med polykvaternære ammoniumgrupper kan skyldes fra et polyamin ved funksjonaliteten til nitrogenatomene i polymeren.. I en polymer med polykvaternære'ammoniumgrupper er de fleste av .nitrogenatomene kv.aterniserte, dvs. 'de er kovalent bundet til 4 karbonatomer. I et polyamin er de fleste av nitrogenatomene, ikke kvaternisert. Polyaminer vil ha nitrogenatomer som er primære, dvs. de er bundet til 1 karbonatom og 2 hydrogenatomer, sekundære, dvs. de er bundet til 2 karbonatomer og 1 hydrogenatom, og tertiære, dvs. de.er bundet til 3 karbonatomer. I.tillegg kan
poiyaminene ha noen nitrogenatomer som er' kvaternære, men disse kvaternære nitrogenatomer'-vil omfatte vesentlig mindre enn halvparten av det totale antall nitrogenatomer.
En. polymer med. polykvaternære ammoniumgrupper fremstilles
■fra et ditértiært amin .og en annen difunksjonell monomer-, som for eksempel epiklorhydrin. Reaksjonen mellom de to monomerene for- ; binder et karbonatom fra den di.funksj.onelle monomeren til et. nitrogenatom på et tertiært nitrogenatom for å produsere et kvaternært.. nitrogenatom. "
I fremgangsmåten som'fremstiller polyaminer foregår bare i. én mindre mengde reaksjoner som fører til kvaternære ammonium-. grupper.. Generelt fremstilles et polyamin fra. et flerfunksjonelt amin,, som for eksempel dietylentriamin, som vil inneholde no.en primære og .noen sekundære nitrogenatomer.. Polyrnerisas jons-reaksjonene mellom de flerfunksjonene aminene og de difunksjo-nelle monomerene, som for eksempel epiklorhydriner, vil forandre, primære, nitrogenatomer' til sekundære nitrogenatomer og' sekundære nitrogenatomer til tertiære nitrogenatomer. Uunngåelig vil noen' ■av de tertiære nitrogenatomene som dannes fra de foranstående reaksjonene bli omdannet til kvaternære grupper, men betydelig under halvparten av nitrogenatomene vil bli kvaternisert. Polyaminer kan også fremstilles fra metylamin og epiklorhydrin, som det læres i US-patent 3: 567 659.. I denne fremgangsmåte gjøres et bevisst forsøk på å redusere mengden av tverr-bindinger ved å.minske dannelsen av kvaternære nitrogenatomer. Det polyamin som fremstilles i nevnte patent har strukturen ■I løsninger med surt pH, omdannes disse polyaminer til den.: kationiske ' f ormen,' for eksempel hydrokldrid-saltet Strukturen til en typisk'polymer med polykvaternære ammoniumgrupper som brukes som substrat i foreliggende oppfinnelse har. den generelle formel
hvor A er et tertiært .eller kvaternært nitrogenatom.karakterisert veda-t antallet kvaternære nitrogenatomer alltid overstiger
antallet tertiære nitrogenatomer.
I fremgangsmåter-som anvendes for å fremstille polymerer
med polykvaternære ammoniumgrupper, gjøres et bevisst.forsøk på
å ha så.mange nitrogenatomer som mulig i kvaternær .form. Over. 5 0 % av nitrogenatomene i polymerer med. polykvaternære ammonium-, grupper er kvaternære nitrogenatomer.
Den podede delen av polymerene ifølge oppfinnelsen fremstilles ved pode-polymerisering av vannløselige. vinyl-monomerer til hbved-kjeden i substratet. De vannløselige monomerer som' anvendes i foreliggende oppfinnelse omfatter akrylamid, metakrylamid, akrylsyre ,. metakrylsyre, dimetyl-am.inoetyl-metakrylat, N,N-dimetyl- akrylamid, dimetylaminopropylmetakrylamid, metakrylamidopropyl-trimetylammonium-klorid, ■dimetyl-diallylammonium-klorid, kvaterni-ser ingsproduktet mellom dimetylaminoety1-metakrylat og metylklorid, kvaterniseringsproduktet mellom dimetylaminoetyl-metakrylat og dimetylsulf at , og andre vannløselige monomerer som fagmannen lett vil komme'på,. Blandinger av to eller flere av
de vannløselige vinyl-monomerene kan også anvendes..
Foretrukne blandinger .omfatter akrylamid med en eller flere av de•andre monomerene som er oppført ovenfor. De.mest foretrukne blandinger er akrylamid og akrylsyre, akrylamid og dimetylaminoetyl-metakrylat, akrylamid og kvaterniseringsproduktet mellom dimetylaminoetyl-metakrylat og dimetylsulfat, og akryla,
■amid og kvaterniseringsproduktet mellom dimetylaminoetyl-metakrylat, og metylklorid. • Også inkludert er blandinger av tre eller flere monomerer, som for eksempel akrylamidakrylsyre-og .kvaterniseringsproduktet mellom dimetylaminoetyl-metakrylat og dimetylsulfat.
Pode-polymerisasjonen kan initieres på- en av flere måter-.
Høyenergi-stråling som for eksempel gamma-stråler eller elektron-akseleratorer er hensiktsmessige metoder'å bruke i mange pode-polymerisas joner. På samme måte er.fotokjemisk initiering en hensiktsmessig kilde til radikaler som er effektive, for å fremme;
pode-polymerisasjoner.
Den foretrukne metode for å initiere polyrnerisasjon for. å fremstille de kationiske pode-kopolymerene med polykvaternære ammoniumgrupper ifølge oppfinnelsen er bruk av kjemiske kata-
lysatorer. Reaksjonen, mellom ferro-ion og h.ydrogenperoksyd er
■ett'slikt foretrukket kåtalysator-system. Andre kjemiske kata-lysatorer er selvsagte for fagmannen..
En meget foretrukket metode for å initiere disse pode-polym.er isas joner er å bruke ser ium-salter. Det antas at serium-ionen reagérer med frie .hydroksylgrupper som foreligger i substrat-polymeren. Disse hydroksylgrupper oppnås ved.reaksjonen mellom
epiklorhydrin og et■ditértiært amin. Reaksjonsproduktet.fra denne reaksjonen er en polymer som inneholder alternerende,
kvaternære ammoniumenheter med hydroksypropylen-enheter.
Det radikal som oppstår ved- reaksjonen mellom serium-i.on
og hydroks.yigruppene er reaktive mot vinyl-monomerer. Polymerisasjonen fortsotter så ved å tilsette ytterligere vinyl-mono-.merer og danne en ny polymer podet kjede hvis ene ende er ko-
valent bundet til .substrat-polymeren. Resultatet av denne pode-polymerisasjonen er den kationiske pode-kopolymeren med., polykvaternære ammoniumgrupper ifølge,foreliggende oppfinnelse.
Reaksjonsbetingelsene kan varieres innen vide grenser. Pode-kopolymérene ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles under betingelser i hvilke mengdene uttrykt i vekt av. polymeren med polykvaternære ammoniumgrupper (substrat) og vinyl-monomeren (poding) er omtrent' like. Eksempelvis kan vék-tf orholdet mellom substrat og vinyl-monomer være i området av 10 til 1 til 1 til 10. Pode-kopolymerer med molekylvekter. opp til en million eller mer er fremstilt ved hjelp av denne fremgangsmåte.
Det.er funnet at det oppnås pode-kopolymerer med enda høyere molekylvekt. når vektforholdet mellom substrat og monomer
er betydelig lavere enn en-til-ti. Det oppnås eksempelvis pode-kopolymerer med eksepsjonelt høye molekylvekter når forholdet
■mellom substrat og monomer ér ca. én-til-femti. Produkter som fremstilles ved å.anvende disse forhold mellom reaktantene er ganske effektive .flokkuleringsmidler.
Dersom det er ønskelig med produkter, med lavere molekylvekt foretrekkes høye vektforhold mellom substrat og monomer. I : tillegg kan.det som det læres i US-patent 3.711 573, tilsettes isopropanol eller andre kjedeoverføringsmidler til reaksjons-, blandingen for å redusere molekylvekten..
Generelt er det ønskelig å oppnå et sluttprodukt, som har et høyt innhold av polymer faststoffer. Beholder-rkostnader og fraktkostnader for polymer-løsninger med lavt faststoffinnhold vil øke produktkostnaden pg gjøre det uøkonomisk selv. om polymer- .
egenskapene kan være overlegne.. Vannløselige polymerer hvis polymervekter.ér ca.;, en million eller. høyere, gir meget viskose 'vandige, løsninger. Den øvre grense for polymerinnhold i én vandig løsning av en vannløselig polymer med høy molekylvekt er mindre énn 10 % for molekylvekter nær en million. Løsninger som har høyt . innhold av polymer-faststoffer er for viskos for bruk i mange situasjoner.
I en foretrukken utførelsesform . i fremgangsmåten for fremstilling av slike pode-kopolymerer med høy molekylvekt mens
det bibeholdes høyt totalt innhold av polymer-faststoffer, an- . vendes et lite vektforhold mellom substrat polymer.og monomer. De.t totale faststoff-innhold (substrat-polymer pluss monomer) holdes' høyt, større enn 10 Reaksjonen initieres med serium-
ion-katalysator' og polymer i sa-s jonen fortsetter; For å hindre geldannelse, etter .hvert'som det begynner å bygge seg opp viskositet, tilsettes ytterligere mengder lavmolekylær polymer med polykvaternære ammoniumgrupper (substrat). Sidén polymer-innholdet i substrat-løsningen kan være 2-5'% eller høyere, avtar, .ikke det. totale innhold av,polymer-faststoffer i pode-kopolymer-løsningeri. For ytterligere å regulere viskositeten i-pode-kopolymer-løsningen, kan det ogs.å tilsettes isopropanol eller andre kjedeoverføringsmidler, enten før, samtidig som, eller etter tilsetning- av en ytterligere mengde polymersubstrat-løsning.
Avhengig av mengden av monomer i den opprinnelige satsen, og mengden av substrat-polymer med polykvaternære ammonium-., grupper som tilsettes i den andre satsen, kan det endelige polymer-faststoff-innholdet variere.fra 5 til 25'%- eller høyere. - De' betingelser som er nødvendige for .effektiv pode-polymerisering er ikke kritiske. Løsningen skal ha surt pH, i område fra 1 til 4 pH-enheter. Monomeren behøver ikke ha høy renhet.. Akrylamid tilsettes eksempelvis ofte i form av en-50 %ig vandig løsning inneholdende kobberion som polyrnerisasjonsinhibitor. Selv om.det kan oppnås en viss fordel ,ved 'å fjerne kobber ved -ioneveks.ling idet det kari oppnås noe. høyere molekylvekter, er dette rensetrinn ikke kritisk eller nødvendig.
Temperaturen er likeledes ingen kritisk parameter. God pode-effektivitet oppnås ved omgivelsestemperaturer såvel som ved høyere temperatur. ' Fjerning av oksygen fra løsningen anvendes ofte slik at det oppnås pode-kopolymerer med høyere molekylvekt, "men dette er ikké kritisk. Adekva.t polyrnerisas jonsef f ektivitet og molekylvekter oppnås når det ikke gjøres noen anstrengelser for.å fjerne oksygen.
Det er velkjent, på fagområdet at når to eller flere monomerer kopolymeriseres, oppnås forskjellige egenskaper når de relative konsentrasjoner av monomerene er forskjellige.. Det samme er tilfelle i pode-kopolymer isas joner.. For visse anvendelser., for eksempel slamavvanning„ er .det funnet at høye forhold mellom en kationisk monomer,' som for eksempel dimetylsulfat kvaterniserings-. produktet av dimetylaminoetyl-metakrylat, og akrylamid'vil'gi et produkt med overlegne egenskaper. For andre anvendelser, for
-eksempel vannrensning, er de beste resultater'oppnådd 'når den podede delen inneholder bare små mengder kationisk monomer eller selv når pod.edelen er fullstendig ikke-ionisk, dvs. en "polyakryl-
amid-poding..
For å beskrive foreliggende oppfinnelse enda klarere, skal følgende.illustrerende eksempler anføres. Det skal imidlertid forståes,, at oppfinnelsen ikke skal.begrenses til de spesifikke betingelser eller detaljer som er angitt i disse eksemplene, unntatt:forsåvidt som slike begrensninger er spesifisert i de medfølgende krav... .Deler slik de brukes her og i de medfølgende krav er vekt-deler .
EKSEMPEL 1
Dette illustrerer fremstilling av en polymer med polykvaternære ammoniumgrupper som er egnet som substrat polymer i de etterfølgende pode-polymerisasjoner.
En epiklorhydrin-metylamin-prepolymér ble fremstilt ved å omsette . 800 deler av en 50 %ig vandig metylamin-løsning med 2424 deler av epiklorhydr in .'• Reaksjonen ble utført ved 35°C i 600 deler n-propanol-løsningsmiddel. Når reaksjonen var fullstendig, ble det tilsatt 272 deler konsentrert svovelsyre. Polymeren med polykvaternære.ammoniumgrupper ble så fremstilt ved å tilsette 2007 deler vann og 2275 deler av en vandig løs-ning inneholdende 60 % N,N,N',N'-tetrametyletylendiamin. Blandingen ble oppvarmet til 7 0-75°C inntil innholdet i karet ble viskost, ved hvilket punkt reaktantene ble fortynnet med 7678 'deler vann. Blandingen ble oppvarmet igjen og reaksjonen fortsatt inntil viskositeten igjen økte. Polyrnerisasjonsreaksjonen .ble stoppet ved tilsetning av. 402 deler .svovelsyre og 298 deler ' vann. Sluttløsningen inneholdt 25 vekt% polymer faststoffer.. Over 80' % av nitrogenatomene i denne polymer er kvaternære nitrogenatomer.
EKSEMPEL 2
Dette eksempel beskriver en metode'for fremstilling av en
pode-kopolymer ifølge foreliagende oppfinnelse..
Til e.t 1 liters glassreaksjonskar .utstyrt med en omrører, termometer og nitrogen-innblåsningsrør ble det tilsatt 250 gram
av .polymeren med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 1, 10 0 gram av en 50 %ig, vandig akrylamid-løsning og 147 gram av-ionisert 'vann. Løsningen ble omrørt og renset med nitrogen for å fjerne oppløst luft. Til denne blandingen ble det tilsatt 3 ml av en katalysator-løsning bestående■av 0,ln serium ammoniumnitrat i ln salpetersyre.
En reaksjon opptrådte straks. Temperaturen steg og.løs-ningen ble viskos i løpet'av ca. 5 minutter. Reaksjonen fikk...
fortsette i 2 timer. Den resulterende løsning inneholdt 22,5 % pode-kopolymer med polykvaternære ammoniumgrupper hvori ca.
55,6 % av pode-kopolymeren stammer fra substratet og ca. 44,4 % .av pode-kopolymeren ér polymerisert akrylamid.
EKSEMPEL 3
Dette eksempel beskriver fremstillingen av en annen: polymer med polykvaternære ammoniumgrupper, som er egnet som, substrat-polymer i påfølgende pode-polymerisasjoner. ■ -
Ioneri-polymeren,.poly[hydroksyetylén(dimetylimino)etylen-:(dimetylimino.)mety.len-diklorid] ble- fremstilt ved å blande 375--deler av en vandig løsning inneholdende 60. % av N,N,N'.,'N'-
.tetrametyletylendiamin(TMEDA) og 44.96 deler saltsyre (31,5 %
HC1) ved en temperatur under 50°C. Mens temperaturen ble holdt
ved 4.0-50°C ved avkjøling/ble det tilsatt 3.588 deler epiklorhydr in . Blandingen ble ytterligere omrørt i en halv time og så oppvarmet til 60-7-0°C, ved hvilken temperatur den ble. holdt mens 3750 deler ytterligere vandig løsning av TMEDA ble tilsatt.. Konsentrasjonen ble justert til 60.% polymer faststoffer ved å destillere noe av vannet fra produktet. Produktets molekylvekt: ér ca. 5-000. Alle nitrogenatomene i denne polymer er kvaternære
nitrogenatomer.
EKSEMPEL 4
Dette illustrerer en fremgangsmåte for fremstilling av pode-kopolymerer ved bruk.av polymeren fra eksempel 3 som substrat.
,Den generelle fremgangsmåte fra eksempel 2 ble brukt bortsett fra at. 313 gram vann, .100 gram av en 50 %ig akrylamid-løsning og 84. gram av polymeren med. polykvaternære ammoniumgrupper.. f ra eksempel 3 ble tilsatt til reaksjonskaret. 3 ml av serium-'katalysatoren .ble tilsatt og en viskøs polymer-løsning ble fremstilt i løpet, av noen minutter. 25 minutter etter tilsetningen av de første 3 ml katalysator, ble .ytterliaere 3 ml katalysator tilsatt. 25 minutter etter denne andre katalysator-sats, ble
enda 3 ml serium-katålysator. tilsatt. Den resulterende klare, viskose løsning inneholdt ca'. 20,1 vekt% polymer, hvori ca. halvparten var podet akrylamid og resten kom fra subs.trat-polymeren med kvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 3.
EKSEMPLER- 5- 11
Den generelle fremgangsmåte fra eksempel 2 ble anvendt bortsett fra at 118,5 gram vann, 7,5 gram isopropanol, 70 gram akrylamid og 250 gram polymer med polykvaternære. ammoniumgrupper fra. eksempel. 1 ble omrørt. i reaksjonskolben. I tillegg til akryl-, amidet ble, de vannløselige vinyladdisjonsmonomerer som er opp-ført i tabell 1 anvendt i separate fremstillinger. I hvert tilfelle ble det tilsatt 30 gram av de oppførte monomerer. 3 ml '. ser ium-katalysator ble. tilsatt. I hvert tilfelle steg temperaturen,, og løsningen ble viskos, hvilket angir at det opptrer en pode-polymerisering. Ytterligere ser ium-katalysator (.3 ml for hver tilsetning) ble tilsatt. Totalt 24 ml katalysator ble tilsatt i hvert eksempel bortsett fra i eksempel 11 hvor bare 12 ml ble tilsatt. I- dette tilfelle var løsningen allerede ekstremt viskos..
EKSEMPEL 12
Fremgangsmåten fra eksempel' 2 ble .fulgt med den unntagelse at serium-katalysatoren ikke ble brukt. Til reaksjonskaret ble det tilsatt 250'gram av polymeren fra eksempel 1 med kvaternære ammoniumgrupper,, 100 gram av en 50 %ig akrylamid-løsning o<q>147 gram vann. pH ble justert til 3,5.med 50 %ig natriumhydroksyd-løsning. 2 ml 0,35 %ig hydrogenperoksyd ble tilsatt, til kolben, raskt,
fulgt av 2 ml av en løsning bestående .av 0, lm f erro-ammonium- ■ sulfat i lm svovelsyre. En øyeblikkelig temperatur-hevning opp
trådte., fulgt av en økning i viskositet. • Reaksjonen fikk fortsette, i 4 0 minutter hvoretter 7,5 ml isopropanol ble- tilsatt, fulgt-av.en ytterligere sats av katalysatoren, dvs. 2 ml 0,35 %ig
•hydrogenperoksyd og 2 ml av ferro-løsningerv. I løpet av de følgende 2 timer ble det .foretatt ytterligere to tilsetninger av katalysator-systemet (ferro-løsning og r^C^).'. Den resulterende løsning hadde lignende utseende' og sammensetning som produktet fra eksempel 2, bortsett: fra at.produktet i dette eksempel inneholder litt mindre polymer-faststoffer, 21,6'%."
EKSEMPEL 13
Det følgende eksempel•beskriver fremstillinaen av pode-kopolymeren med polykvaternære ammoniumgrupper ifølge foreliggende oppfinnelse under anvendelse av en kombinasjon av to katalysator-systemer.
Den samme fremgangsmåte som. i eksempel 2 ble fulgt. Til reaksjons-karet ble det tilsatt 250 gram av polymeren.fra eksempel 1, 100 gram av en. 50 %ig akrylamid-løsning og 147 gram vann. 3'ml åv.serium^katalysatoren ble tilsatt. Temperaturen steg og løs-ningen' ble viskos.. ,2 timer etter at reaksjonen var injisert, ble 7,5 ml isopropanol tilsatt, fulgt av 2 ml .0,35 %ig hydrogenperoksyd-løsning og '2 ml av ferro-sulfat-løsningen som er beskrevet.i eksempel 12. En betydelig mengde uomsatt monomer var til stede etter den første tilsetning av serium-katalysåtoren.,. siden dét opptrådte en øyeblikkelig temperaturstigning.og en liten økning i viskositet. Ytterligere to tilsetninger av 2 ml av hvér av peroksydet og ferro-løsningene ble utført. Det.opptrådte ingen, tydelig reaks jon . etter den siste katalysator-tilsetningen. Produktet fra dette eksempel var meget lik produktet frå eksempel 12 når det gjaldt utseende og sammensetnirig.
EKSEMPEL 14
Det følgende illustrerer en annen metode for fremstilling
av pode-kopo.lymerene ifølge oppfinnelsen..
Den generelle fremgangsmåte, fra eksempel 2 ble fulgt bortsett fra at to reaksjonskar ble tilsatt 100 gram av en 50 ,%ig
■akrylamid-løsning, 147 gram vann og 4 gram polymer med polykvaternære ammoniumgrupper ■ fra.. eksempel 1. Forholdet mellom . akrylamid og polymer med polykvaternære ammoniumgrupper var der-' for 50 til 1 på f aststof f-basis. ■, 3. ml av ser ium-katalysator-løsningen ble tilsatt til hvert kar. En øyeblikkelig økning av temperaturen opptrådte i hver løsning, fulgt av: en rask økning .i viskositet. Da viskositeten ble så stor at løsningen begynte..' å krype oppover'omrører skaftet, ble -250 .ml vann tilsatt til det
første kåret, løsning 14A og. 250 ml av polymeren med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 1 ble tilsatt til det andre karet,-. løsning ,14B. Reaksjonene fortsatte som. det viste seg. ved en langsom stigning i temperatur og' en merkbar økning i viskositet. 2 timer etter den opprinnelige tilsetning av kåta- . • lysator, ble ytterligere 3 00 ml vann tilsått til løsning 14A'.
Så ble" det til hver løsning•' tilsatt 7,5 ml isopropanol, fulgt av tilsetning av -2. ml fortynnet hydrogenperoksyd og 2 ml ferro-løsning beskrevet i eksempel 12. En andre sats av 2 ml åv hver .av ferro-løsning og peroksyd-løsning ble tilsatt til hver løsning.
De' resulterende løsningene hadde ca. 6,3 % polymer-faststoffer
i løsning-14A og- 2i;8 % i løsning 14B.
EKSEMPEL 15.'
Pode-polymerene med polykvaternære ammoniumgrupper ifølge oppfinnelsen ble testet på effektivitet som flokkuleringsmiddel i laboratorie-glasstester. 1 500 ml av en '0,4 yekt%ig suspensjon av Fuller-jord•(Kaolih) ble tilsatt til hvert glass og omrørt med omrørere med én hastighet på 100 omdreininger pr. minutt. Forskjellige mengder:av den polymer-løsning som skulle testés
ble tilsatt og omrøring ble fortsatt i l minutt hvoretter omrør--." ingen ble stansetdg suspensjonen fikk avsette seg i 5 minutter.
Observasjoner ble gjort på flokkuleringshastighet, dvs. avsetnings-' hastigheten, såvel som.slutt-klarheten i de overstående "løsninger etter 5 minutter.
Flokkuleringshastigheten ble bedømt/kvalitativt og polymerene, ble rangert i rekkefølge etter deres flokkuleringshastighet., Test-løsriingens klarhet ble gradert på en.skala fra 0 til 5,(0 betyr ingen avsetning.og 5 betyr et klart overstående sjikt) etter avsetning i 5 minutter.
Tabell 2 sammenligner egenskapene til pode-kopolymeren som
er fremstilt i eksempel 2 med. to -kommersielt tilgjengelige pro-'dukt.er som begge brukes for å behandle vann, for å fjerne suspendert stoff. Kommersielt produkt A har-25 vekti og kommersielt produkt B har 40 vekt% av polymér-faststoffer. En fortynnet løsning (1500 ppm): av. hvert polymert produkt som skulle testes ble først fremstilt.' Så ble 2., 4, eller 8 ml av disse fortynnede
. polymer-løsningene tilsatt til Kaolin-suspens jonen .. Bruksmen<g>den ay hvert polymert fortynningsprodukt var derfor 2, 4 eller 8 ppm. Siden produktene skiller seg på faststoff-prosent-basis, er
imidlertid bruksmengden på total polymer-faststoff-basis naturligvis forskjellig...-
Produktet fra eksempel 2 ga det hver bruksmengde den rask.este avsetningshastighet. Det kan sees i tabell 2 .at de . to kommer-sielle produktene gir god klarhet ved'disse bruksmengder 'med maksimal eff.ekt nær 4 ppm. Produktet fra eksempel 2 gir i tillegg til å ha' de raskeste avsetningshasti.ghétene, betydelig bedre klarhet ved noe høyere bruksmengde,' uten avtagende ■ e'f fektivi-. tet ved høyere bruksmengder. Utmerket effektivitet opptrer over et bredt bruksmengdeområde.
EKSEMPEL 16
Dette illustrerer effektiviteten til pode-kopolymerene med . polykvatermære ammoniumgrupper når det gjelder å flokkulere suspendert stoff når' den podede delen av det polymere produktet er en blanding av akrylamid og andre , vannløsel ige vinyladdis jon.s-monomerer...
Fremgangsmåten frå eksempel 15' ble fulgt. De polymer-løsrtinger' som ble testet .ble fremstilt fra produktene fra eksempel 5 . t il .10, såvel som eksempel 2. Resultatene er vist i tabell 3 nedenfor.
Alle pode-kopolymerene i den ovenstående tabellen oppviser utmerkede fiokkuléringsegenskaper.
EKSEMPEL 17 Dette eksempel illustrerer effektiviteten til pode-kopolymerene.
ifølge foreliggende oppfinnelse som flokkuleringsmidler,for kloakk-slam......
Apparaturen besto av en nr. 1 Buchner-trakt plassert direkte, over en..250 ml gradert sylinder. Et stykke filterduk ble skåret til samme dimensjon som. nr. 1 f 11 trer-papir og. denne, filterduken
ble plassert'i Buchner-trakten;. Denne filterduken var-av samme type som ble brukt i slam-avvannings-presser.
Det ble fremstilt 5 % fortynninger av de polymer-løsninger som skulle testes. For hver test ble 500 ml kloakk-slam (3,4 %
faststoffer) plassert i et begerglass. Den ønskede mengde fortynnet polymer-løsning ble plassert i et.annet beger-glass..
Slammet ble .så helt.frem og tilbake mellom beger^glassene tre ganger for å sikre fullstendig blanding. Den resulterende blanding ble så helt på filterduken i Buchner-trakten.•
Løsningen fikk drenere ved hjelp av tyngdekraften, dvs. intet trykk eller vakuum ble påført. Mengden væske som'ble oppsamlet.i den graderte' sylinderen ble nedtegnet etter 15, 30, . 60
og 120 Sekunder. Jo bedre slam-avvanningseffektiviteten til polymeren var, jo mere væske vil bli oppsamlet ved en gitt tid.
To pode-polymerer ble fremstilt for testingen. Fremgangsmåten fra eksempel 6 ble brukt for å fremstille løsning D. Reaksjonskaret ble tilsatt 147 gram vann, 250 gram polymer med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 1, 70 gram av en 50%ig akrylamid-løsningdg 30 gram av en 80 %ig vandig løsning av di-metylaminoetylmetakrylatmetosulfat. Serium-katalysator ble tilsatt, ni ganger i 3 ml porsjoner i løpet av'de nærmeste fire timer.
Løsning E ble fremstilt len litt større skala. Et 2 liters, reaksjonskar ble tilsatt 828 gram vann, .1000 gram av polymer.med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 1, 16 0 gram av en
5.0 %.ig akrylamid-løsning og 40 gram isopropanol. 12. ml serium-ka ta lys a to r ble. tilsatt.
Tabell "4 viser slam-avva.hningse.ffektiviteten til løsningene
D og E sammenlignet med effektiviteten .til. én kommersielt til-.,
.gjengelig, kationisk polyakrylamid-polymer som.ble brukt ved slam-avvannir.gsoporasjoner.
Tabellen viser at pode-kopolymerer Ifølge foreliggende' oppfinnelse er effektive for å avvanne, kloakk-slam.
EKSEMPEL 18
De polymere blandingene fra eksempel 15 ifølge oppfinnelsen ble testet på sin effektivitet når det.gjelder retensjon av total-faststoffer i en papirmasse-oppslemming ved å bruke metoden som er beskrevet i eksempel 15 i US^patent . 4. 250 269 , hvilken beskrivelse herved.gjøres til. en del av foreliggende søknad. Fraksjonering'av papirmasse-oppslemmingen viste at oppslemmingen inneholdt 27 % fine stoffer. Prosent retensjon av fine stoffer kunne så beregnes når.retensjonen av total-fast-stof fér og prosenten fine stoffer i orginal-oppslemmingen var kjent. Tabell 5 viser at akrylamid pode-kopolymeren med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 2 er overlegen overfor de upodede polymerer med polykvaternære ammoniumgrupper fra eksempel 1, et produkt som fort-tiden brukes som retensjons-hjelp.
EKSEMPEL 19
Dette eksempel illustrerer effektiviteten til pode-kopolymerene. ifølge foreliggende oppfinnelse til å øke tørrstyrken til papir.
"Hå.ndark ble fremstilt og testet ved bruk av en Scott Internal Bond Tester. 300 gram av en 1, 5,<%>ig hårdtre Kraft-masse som-ble raffinert til en. Canadian Stand .Freeness på 540 ml, ble tilsatt, til 300 ml vann. Den.ønskede mengde fortynnet polymer-løsning ble tilsatt for å oppnå de bruksmengder. som er vist. i tabell 6 nedenfor.. Løsninger' som •■ ble testet var produktet fra eksempel 2
■hvori den podede delen omfatter bare akrylamid, produktet fra eksempel 7'hvori den podede delen, omfatter akrylamid og dimetyl-aminoetylmetakrylat-metylklorld og produktet fra eksempel 11 hvori den podede- delen omfatter akrylamid og N,N-dimetylakrylamid. De pode-kopolymerer som'er- oppført ovenfor ble sammenlignet med. produktet fra eksempel 1, en upodet polymer med polykvaternære
ammoniumgrupper som for tiden anvendes i papirindustrien.for å øke bindestyrken.
Pode-kopolymerene.ifølge foreliggende oppfinnelse gir øket bindestyrke og nærværet av kationiske komonomerer i den podede delen gir den beste forbedring.
Mens spesielle utførelsesformer av- oppfinnelsen er beskrevet, skal'det naturligvis forståes at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse siden, mange modifikasjoner kan gjøres. Det menes derfor at de medfølgende krav skal dekke alle slike modifikasjoner
.som faller innenfor oppfinnelsens område.
Claims (16)
1. Vannløselig, høy-molekylær pode-kopolymer med kvaternære ammoniumgrupper omfattende som substrat,- en vannløselig, polymer forbindelse med kvaternære ammoniumgrupper med en rekke hydr <p> ksy-•propylengrupper med strukturen
hvori A er et tertiært eller kvaternært nitrogenatom,
. karakterisert ved at antallet kvaternære- nitrogenatomer alltid overstiger antallet av tertiære nitrogenatomer,.
-og omfattende som den podede delen av produktet en polymer forbindelse- valgt fra gruppen bestående- av vannløselige, ikke-ioniske, anioniske og kationiske vinyl-addisjonspolymerer, og videre karakterisert ved at mengden av podede vinyl-addisjons-■polymerer varierer mellom en tiendedel og hundre ganger mengden av substrat-polymeren med polykvaternære ammoniumgrupper..
2. Pode—kopolymer ifølge krav 1, karakterisert v-e d at vinyl-addisjons-pode-polymeren er pol.yakrylamid.
3. Pode-kopolymer ifølge krav 1, karakterisert ved at vinyl-addisjons-pode-polymeren er en kopolymer., av akrylamid'og- akryl sy ro.
4. Pode-kopolymer ifølge krav 1, k å r a k t e ,r■i s é r t ved at vinyl-addisjons-pode-polymeren er en kqpolymer av akrylamid og.kvaterniseringsproduktet av dimetylaminoetyl-metakrylat med dimetylsulf at..
5. Pode-kopolymer ifølge krav 1, karakterisert ved at vinyl-addisjons-pode-polymeren er en kopolymer av akrylamid og kvaterniseringsproduktet av dimetylaminoetyl^ metakrylat med metylklorid.
6. Pode-kopolymer.ifølge krav 1, karakterisert ved at vinyl-addisjons-pode-polymeren er en terpolymer av akrylamid., akrylsyre og kvaterniserihgsproduktet av dimetylaminoetyl-metakrylat med dimetylsulfat.
7. Poderkopol-ymer ifølge krav 1, karakteris, ert V e -d at vinyl-addis^on.s-pode-polymeren er en terpolymer av. akrylamid, akrylsyre og kvaterniseringsproduktet av dimetylamino etyl-metakrylat med metylklorid.
8 . Pode-kopolymer ifølge krav 1., karakterisert ved åt substratet er en vannløselig polymer forbindelse, med kvaternære ammoniumgrupper oppnådd f ra' metylamin, epiklorhydrin og N,N,N',N'-tetrametyletylendiamin.
9. Pode-kopolymer ifølge krav 1, karakteriser :t--ved at substratet er en vannløselig/ polymer forbindelse med kvaternære ammoniumgrupper oppnådd fra epiklorhydrin og N,N,N',N'-tetrametyletylendiamin.
10. Podekopolymer ifølge krav 1, karakterisert ' ved at . substratet er' en vannløselig polymer forbindelse med kvaternære ammoniumgrupper oppnådd fra metylamin, epiklorhydrin og N,N,N1,N'-tetrametyletylendiamin og vinyl-addisjons-pode-polymeren er polyakrylamid.
11. Fremgangsmåte for økning av.hastigheten ved vannfjernlng" fra våte fibrøse vev under fremstilling av papir og papp, k -a r a k t e r i s e "r t ved at det til pap.irfremstillings-
.systemet tilsettes pode-kopolymeren fra krav ;1 i en mengde som er tilstrekkelig til å oppnå den ønskede økning av vannfjérning.
12. Fremgangsmåte for forbedring av retensjonen av bestanddelene i eri papirfremstillings-forskyyning i det våte fibrøse vevet under fremstillingen av papir og papp, karakterisert ved at pode-kopolymeren, ifølge krav 1 tilsettes til papir-frem.stilling.ssystemet i en mengde som er tilstrekkelig til å oppnå den.ønskede 'økning av retensjonen.
13. Fremgangsmåte for økning av styrken i papir og papp, karakterisert ved . at pode-kopolymeren ifølge krav 1. tilsettes til papirfremstilling.s-systemet i en mengde som er tilstrekkelig til. å oppnå den ønskede,økning i styrken.
14. Fremgangsmåte for liming av papir eller papp, karakterisert ved at pode-kopolymeren ifølge krav 1 tilsettes til papirf remstillings-sy.stemet i en .mengde som er tilstrekkelig til å lime nevnte papir og papp.
15. Fremgangsmåte for flokkulering av faststoffer fra et vandig system inneholdende suspenderte eller oppløste faststoffer,
k a 'r -a k t e r i s e r t . v e d at pode-kopolymeren ifølge krav 1 tilsettes, til nevnte vandige system som et flokkulerings middel i en mengde som er tilstrekkelig til å forårsake flokkulering av nevnte' faststoffer.
16.. Fremgangsmåte for økning av hastigheten for vannfjerning
•under avvanning av våte slam oppnådd fra kommunale og industrielle . utløp, karakterisert ved at pode-kopolymeren ifølge krav 1 tilsettes til de våte slammene i en mengde som er tilstrekkelig ;til å øke hastigheten av vannfjerning.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32525181A | 1981-11-27 | 1981-11-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO823519L true NO823519L (no) | 1983-05-30 |
Family
ID=23267083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO823519A NO823519L (no) | 1981-11-27 | 1982-10-22 | Pode-kopolymerer inneholdende kvartaere ammoniumgrupper |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893710A (no) |
| AU (1) | AU8854682A (no) |
| BE (1) | BE894713A (no) |
| BR (1) | BR8206542A (no) |
| DE (1) | DE3237018A1 (no) |
| FR (1) | FR2517314A1 (no) |
| GB (1) | GB2112005B (no) |
| IT (1) | IT1157242B (no) |
| NL (1) | NL8203877A (no) |
| NO (1) | NO823519L (no) |
| NZ (1) | NZ201950A (no) |
| SE (1) | SE8205445L (no) |
| ZA (1) | ZA826951B (no) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578255A (en) * | 1984-12-27 | 1986-03-25 | Kaiser Aluminum Chemical Corporation | Purification of Bayer process liquors |
| GB8519107D0 (en) * | 1985-07-29 | 1985-09-04 | Allied Colloids Ltd | Flocculation process |
| GB2205591B (en) * | 1987-05-01 | 1990-03-07 | Grace W R & Co | Pitch control aid |
| CA2083976A1 (en) | 1991-12-04 | 1993-06-05 | Shinichi Kinoshita | Optical tape |
| CA2086487C (en) * | 1991-12-31 | 1999-02-16 | Ian A. Pudney | Cationic polyamines useful as drainage aids and stabilizers for rosin-based sizing agents |
| DE19524867C2 (de) * | 1995-07-07 | 2000-08-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Verzweigte Polyammoniumverbindungen mit hohem Molekulargewicht |
| WO1997003098A1 (de) * | 1995-07-07 | 1997-01-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verzweigte, wasserlösliche acrylamid-copolymere mit hohem molekulargewicht und verfahren zu ihrer herstellung |
| CA2210865A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-19 | Stephen R. Kurowsky | Cationic polymer composition for sludge dewatering |
| AUPP922599A0 (en) | 1999-03-17 | 1999-04-15 | Bolton, Robert John | Radiation curable compositions |
| US6939536B2 (en) | 2001-04-16 | 2005-09-06 | Wsp Chemicals & Technology, Llc | Cosmetic compositions containing water-soluble polymer complexes |
| DE10119685A1 (de) | 2001-04-20 | 2002-10-24 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Entfernung nicht-wasserlöslicher Substanzen aus Metallaufschlüssen |
| DE10337763A1 (de) * | 2003-08-14 | 2005-03-17 | Stockhausen Gmbh | Pulverförmige, wasserlösliche kationische Polymerzusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
| DE10337764A1 (de) * | 2003-08-14 | 2005-03-17 | Stockhausen Gmbh | Pulverförmige, wasserlösliche kationische Polymerzusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
| GB0405506D0 (en) | 2004-03-12 | 2004-04-21 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Dewatering process |
| US8299183B2 (en) | 2004-12-28 | 2012-10-30 | Akzo Nobel N.V. | Polymer dispersion and process for preparing a polymer dispersion |
| CN107698130A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-16 | 佛山市蓝叶环保科技有限公司 | 一种环境友好型高效反应性污泥脱水剂 |
| CN113429560B (zh) * | 2021-07-12 | 2023-04-07 | 江苏海洋大学 | 一种多功能聚季铵盐及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1182433B (de) * | 1962-07-17 | 1964-11-26 | Cassella Farbwerke Mainkur Ag | Verfahren zur Herstellung modifizierter Polymerisate des Acrylamids oder seiner Homologen |
| US3711573A (en) * | 1968-11-26 | 1973-01-16 | American Cyanamid Co | Water-soluble cationic polymers and graft polymers |
| US3784649A (en) * | 1971-03-30 | 1974-01-08 | Buckman Labor Inc | High molecular weight ionene polymeric compositions |
| US4054542A (en) * | 1975-04-14 | 1977-10-18 | Buckman Laboratories, Inc. | Amine-epichlorohydrin polymeric compositions |
-
1982
- 1982-09-20 NZ NZ201950A patent/NZ201950A/en unknown
- 1982-09-20 AU AU88546/82A patent/AU8854682A/en not_active Abandoned
- 1982-09-22 ZA ZA826951A patent/ZA826951B/xx unknown
- 1982-09-23 SE SE8205445A patent/SE8205445L/xx not_active Application Discontinuation
- 1982-10-06 NL NL8203877A patent/NL8203877A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-10-06 DE DE19823237018 patent/DE3237018A1/de not_active Withdrawn
- 1982-10-11 FR FR8216990A patent/FR2517314A1/fr active Pending
- 1982-10-13 JP JP57179700A patent/JPS5893710A/ja active Pending
- 1982-10-15 BE BE0/209250A patent/BE894713A/fr not_active IP Right Cessation
- 1982-10-22 NO NO823519A patent/NO823519L/no unknown
- 1982-11-11 BR BR8206542A patent/BR8206542A/pt unknown
- 1982-11-17 IT IT49517/82A patent/IT1157242B/it active
- 1982-11-26 GB GB08233802A patent/GB2112005B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2112005A (en) | 1983-07-13 |
| FR2517314A1 (fr) | 1983-06-03 |
| AU8854682A (en) | 1983-06-02 |
| NZ201950A (en) | 1984-12-14 |
| IT1157242B (it) | 1987-02-11 |
| BE894713A (fr) | 1983-01-31 |
| GB2112005B (en) | 1985-03-13 |
| NL8203877A (nl) | 1983-06-16 |
| SE8205445D0 (sv) | 1982-09-23 |
| DE3237018A1 (de) | 1983-06-01 |
| IT8249517A0 (it) | 1982-11-17 |
| SE8205445L (sv) | 1983-05-28 |
| BR8206542A (pt) | 1983-09-27 |
| JPS5893710A (ja) | 1983-06-03 |
| ZA826951B (en) | 1983-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO823519L (no) | Pode-kopolymerer inneholdende kvartaere ammoniumgrupper | |
| AU598554B2 (en) | Vinylamine copolymer, flocculating agent using the same, and process for preparing same | |
| FI74033C (fi) | Vattenloesliga blandningar av kvaternaera ammoniumpolymerer, icke-joniska och/eller katjoniska vinyladditionspolymerer och icke-joniska och/eller katjoniska ytaktiva medel. | |
| CA2006768C (en) | Method of manufacturing cationic acrylamide polymers, cationic acrylamide polymers, and the applications of these polymers | |
| NO149391B (no) | Amfotaer polyelektrolytt, fremstilling av den og anvendelse av den | |
| CA3057169C (en) | Methods of preparing halide anion free quaternary ammonium salt monomers, polymerization methods therefor, and methods of use of the resulting polymers | |
| EP0668245A1 (en) | Quarternized polyvinylamine water clarification agents | |
| KR100853926B1 (ko) | 양성 수용성 고분자 분산액 및 그 사용방법 | |
| US5863982A (en) | Quaternized teriary aminomethyl acrylamide polymer microemulsions with improved performance | |
| AU2003211701A1 (en) | Water-soluble polymer dispersion, process for producing the same and method of use therefor | |
| US5225088A (en) | Use of nonhydrolyzed copolymers containing n-vinylformamide units as flocculants and drainage aids | |
| AU2004238948B2 (en) | Use of water-soluble crosslinked cationic polymers for controlling deposition of pitch and stickies in papermaking | |
| US20040238138A1 (en) | Modified polyalkyleneimine and methods of using the same | |
| US4347339A (en) | Cationic block copolymers | |
| US4103080A (en) | Auxiliary agent for improving retention, drainage and treatment especially in papermaking, and use of the auxiliary agent | |
| CN113121002B (zh) | 一种絮凝剂及其制备方法和应用 | |
| JPS6352527B2 (no) | ||
| US5239014A (en) | Cationic acrylamide polymers and the applications of these polymers | |
| JP5952593B2 (ja) | 廃水処理方法 | |
| NO326100B1 (no) | Fremgangsmate ved fremstilling av papir anvendende hydrofile dispersjonspolymerer av diallyldimetylammoniumklorid og akrylamid som retensjons- og avvanningsmidler | |
| JPH01163208A (ja) | 水不溶性共重合体の製造法 | |
| CA1279412C (en) | Water clarification | |
| JP2022021369A (ja) | 製紙スラッジの脱水方法 | |
| US4647379A (en) | Nitrogen-containing water-soluble polymer flocculants | |
| JPS5939399A (ja) | 有機汚泥脱水剤 |