PL145684B1 - Method of obtaining pulverized polymers and copolymers of ac acrylamide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polimerów i kopolimerów akryloamidu w postaci suchego proszku lub granulatu. Polimery i kopolimery akryloamidu znajduja szerokie zastosowanie jako srodki zagaszczajace i retencyjne, flokulanty do oczyszczania wód, srodki dyspergujace do stabilizacji emulsji i zawiesin oraz w innych dziedzinach techniki. Najszersze zastosowanie znajduja produkty w postaci proszkówlatwo rozpuszczalnych w wodzie. Stosowanie poliakryloamidu i jego kopolimerów w postaci wodnych roztworów jest uciazliwe, z powodu wysokich lepkosci i duzego rozcienczenia.Znany jest sposób wytwarzania polimerów i kopolimerówakryloamidu polegajacy na polime¬ ryzacji wodnych roztworów, zawierajacych 6-9% wagowych akryloamidu. Reakcje prowadzi sie w obecnosci inicjatorów redoksowych, w temperaturze 303-323 K przy pH = 7-9. Produkt stano¬ wiacy ciecz w wysokiej lepkosci, przerobiony zostaje do suchego proszku przez wytracanie aceto¬ nem lub metanolem i wysuszenie pod próznia. Proces ten jest jednak bardzo uciazliwy i wymaga stosowania bardzo duzych ilosci rozpuszczalników, co znacznie podraza koszty tej operacji. Stad tez problem ten usiluje sie rozwiazac na drodze polimeryzacji akryloamidu w innych rozpuszczal¬ nikach, lub mieszaninach wodno-alkoholowych. W tych warunkach tworzacy sie polimer wypada z roztworu, a uzyskanie suchego proszku wymaga juz tylko prostych operacji saczenia i suszenia pod próznia.I tak np. w opisie patentowym radzieckim nr 189 758, St. Zjedn. Ameryki nr2486 191, brytyj¬ skim nr 1 102708ijaponskimnr7 591 (1960) i nr 76 190 (1975) zaleca sie prowadzenie polimeryzacji akryloamidu w srodowisku alkoholowo-wodnym, zas w opisach patentowych japonskich nr 48 903 (1972), 102678 (1975) i 33 183 (1976) i w zgloszeniu patentowym RFN nr 2 403 629 w roztworze acetonowo-wodnym. Wedlug opisów patentowych W. Brytanii nr 1 160 843, St. Zjedn.Ameryki nr3849 361, Rumunii nr51095 oraz zgloszenia patentowego francuskiego nr2777 106 korzystne jest prowadzenie polimeryzacji akryloamidu w emulsjach olejowo-wodnyeh, np. typu2 145 684 woda-olej parafinowy, benzyna lakowa lub inne weglowodory, zas w zgloszeniach patentowych — japonskim nr 135 195 (1975) oraz RFN nr2455036 oraz w opisie patentowym francuskim nr 2 140 116 zaleca sie stosowanie emulsji woda-toluen, woda-cykloheksan i woda-czterochloro- etylen.Cytowane wyzej liczne rozwiazania nie sa jednak zadowalajace. Jak wykazaly bowiem bada¬ nia Gromowa i wspólpracowników/Wysokomol. Sojedin. 49 , Nr 7,1444 (1967)/, wzrost stezenia alkoholu w mieszaninach alkoholowo-wodnych wplywa na znaczne zmniejszenie szybkosci poli¬ meryzacji akryloamidu, a zwlaszcza na obnizenie masy czasteczkowej produktu. Efekt ten wyste¬ puje nawet przy niewielkich dodatkach alkoholu, nie powodujacych wypadania tworzacego sie polipigru z roztworu i tlumaczony jest udzialem alkoholu w reakcji przenoszenia lancucha. Pod¬ stawowa wada wszystkich procesów polegajacych na polimeryzacji akryloamidu w mieszaninach wodno-alkoholowych lub wodno-acetonowych oraz w emulsjach, jest koniecznosc stosowania znacznych ilosci rozpuszczalników i srodków pomocniczych, których regeneracja jest bardzo uciazliwa i kosztowna.W polskich opisach patentowych nr 101 002 i 102705 prowadzi sie polimeryzacje wodnych roztworów monomerów akrylowych na podlozu stalego, drobno sproszkowanego nosnika lub na tasmie przenosnika tasmowego, przy czym otrzymuje sie polimery w postaci zeli, wymagajacych nastepnie wysuszenia, a w drugim przypadku taze wstepnego rozdrobnienia, co wymaga dodatko¬ wych kosztów.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze wodny roztwór, zawierajacy 5-50% wagowych akryloamidu, 0-5% wagowych monomeru zdolnego do reakcji kopolimeryzacji z akryloamidem, 0-20% wagowych NaOH lub innego zwiazku zdolnego do reakcji z grupami amidowymi akryloa¬ midu, oraz 0,01-1% wagowy inicjatora polimeryzacji monomerów winylowych, ewentualnie wstepnie spolimeryzowana mase wprowadza sie na ruchomy nosnik ciepla, stanowiacy suchy i rozdrobniony polimer lub kopolimer akryloamidu otrzymany w poprzedniej szarzy. Nosnik utrzymywanyjest w ten eraturze 373-453 K, korzystnie 393-433 K. Sposób ten umozliwia równo¬ czesne prowadzenie reakcji grup amidowych z innymi zwiazkami, takimi jak np. wodorotlenek sodu, w celu wprowadzenia grup karboksylowych do lancucha polimeru. Jako inicjatory polimery¬ zacji monomerów winylowych stosuje sie nadsiarczan amonu, nadtlenek benzoilu oraz a, a-azoizobutyronitryl.Przyklad I. Do mieszalnika zetowego o pojemnosci 4dm3, ogrzewanego para o cisnieniu 0,4 MPa wprowadzono 500 g sproszkowanego kopolimeru akryloamidu z N,N'-metylenodwuakrylo- amidem, o nazwie handlowej Akrygel TWO i mieszajac ogrzewano do temperatury 413 K. Nastep¬ nie sporzadzono roztwór zawierajacy 34% wagowe akryloamidu, 0,15% wagowych N,N'- metylenodwuakryloamidu 5,7% wagowych NaOH i 0,06% wagowych nadisarczanu amonu. Po rozpoczeciu polimeryzacji produkt w postaci gestej ciagliwej masy, ogrzanej cieplem reakcji do temperatury 323 K wprowadzono stopniowo, z szybkoscia okolo 500 g/h • kg nosnika do mieszal¬ nika zetowego. Lacznie wprowadzono 650 g polimeryzujacego roztworu. W zetknieciu ze sprosz¬ kowanym kopolimerem, ogrzanym do temperatury 408-413 K i znajdujacym sie w ciaglym ruchu roztwór zestala sie i pecznieje, przechodzac nastepnie w kruche, rozpadajace sie grudki. Reakcji towarzyszy wydzielanie sie amoniaku. Lacznie otrzymano 760 g produktu o uziarnieniu 2-4 mm o liczbie jodowej 1,3 g J2/100g próbki i zdolnosci pecznienia 189gH20/g.Przykladu. Analogiczniejak w przykladzie I do mieszalnika zetowego zawierajacego 500 g sproszkowanego poliakryloamidu, ogrzanego do 373°C wkraplano roztwór zawierajacy 35% wagowych akryloamidu 4,8% wagowych NaOH i 0,06% wagowych nadsiarczanu amonu, z szyb¬ koscia okolo 600 g/h • kg nosnika. Wprowadzono lacznie 500 g roztworu. Wprowadzany roztwór ulegal natychmiastowej polimeryzacji, tworzac na powierzchni nosnika peczniejace krople, rozpa¬ dajace sie w czasie dalszego wysychania i mieszania na ziarnie o granulacji 1-2 mm. Lacznie otrzymano okolo 700 g produktu o liczbie jodowej 0,95 g J2/IOO g próbki, co wskazuje na prawie calkowite przereagowanie monomeru.Przyklad III. Do mieszalnika zetowego jak w przykladzie I wprowadzono 500 g sproszko¬ wanego Akrygelu TWO i mieszajac ogrzewano do temperatury 453°C. Nastepnie wkraplano roztwór zawierajacy 50% wagowych akryloamidu, 5% wagowych N,N'-metylenodwuakrylo- amidu, 20% wagowych NaOH i 1% wagowy nadsiarczanu amonu. Monomer wkraplano z szyb-145 684 3 koscia 800 g/h • kg nosnika, wprowadzajac lacznie 1600 g surowca. Wprowadzany monomer ulegal w zetknieciu z goracym nosnikiem prawie natychmiastowej polimeryzacji, a tworzace sie grudki polimeru ulegaly skurczeniu wskutek wydzielajacej sie gwaltownie pary i ciaglego mieszania.Uzyskano 1650 g polimeru o uziarnieniu 2-5 mm, liczbie jodowej 0,98 g J2/100g i zdolnosci wchlaniania wody 180gH2O/g.Przyklad IV. Do mieszalnika zetowego jak w przykladzie I wprowadzano 500 g sproszko¬ wanego kopolimeru akryloamidu i N,N'-metylenodwuakryloamidu i ogrzewano do temperatury 373 K przy ciaglym mieszaniu. Na ruchomy, goracy nosnik wkraplano roztwór zawierajacy 5% wagowych akryloamidu, 1% wagowy glikolu etylenowego, 0,01% wagowego N, N'-metylenodwu- akryloamidu, 0,01% wagowego nadsiarczanu amonu, z szybkoscia 400 g/h • kg nosnika. Wprowa¬ dzono 1200g monomeru. Podobnie jak w poprzednich przykladach zachodzila na goracym nos¬ niku prawie natychmiastowa polimeryzacja, a polimer ulegal specznieniu, wysuszeniu i rozkru- szeniu na ziarno 2-4 mm. Otrzymano lacznie okolo 600 g produktu o liczbiejodowej 1,2 g J2/100 g próbki i zdolnosci pecznienia 120gH2O/g.PrzykladV. Do mieszalnika zetowego wprowadzano okolo 500 g kopolimeru akryloamidu i N, N'-metylenodwuakryloamidu, hydrolizowanego glikolem dwuetylenowym, wpostaci proszku i ogrzewano do temperatury 403 K. Nastepnie wkraplano 1000 g roztworu zawierajacego 25% wagowych akryloamidu, 0,6% wagowych N,N'-metylenodwuakryloamidu, 10% wagowych akry¬ loamidu, 10% wagowych glikolu dwuetylenowego i 0,1% wagowego nadsiarczanu amonu z szyb¬ koscia 0,4kg/h-kg nosnika. Proces polimeryzacji zachodzil prawie natychmiast, polimer pod wplywem wydzielajacej sie pary i mieszania pecznial i kurczyl sie dajac proszek o uziarnieniu 2-5 mm. Otrzymano 825 g polimeru, którego liczba jodowa wynosila 1,5 g J2/100g, zdolnosc pecznienia 150 g H20/g.Przyklad VI. Do mieszalnika zetowegojak w przykladzie I wprowadzono 500 g kopolimeru akryloamidu otrzymanego zgodnie z przykladem I i ogrzewano do temperatury 413 K. Nastepnie przy ciaglym mieszaniu wkraplano 1500g roztworu zawierajacego 25% wagowych akryloamidu, 0,5% wagowych N,N'-metylenodwuakryloamidu, 7% wagowych Ca/OH/2 i 0,2% wagowego nadsiarczanu amonu z szybkoscia 0,4 kg/h • kg nosnika. Otrzymano 950 g polimeru o uziarnieniu 2-5 mm, liczbie jodowej 2,3 g J2/100g i zdolnosci pecznienia 145 g FbO/g.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania proszkowych polimerów i kopolimerów akryloamidu, polegajacy na polimeryzacji wodnych roztworów monomerów, prowadzonej na podlozu suchego, rozdrobnio¬ nego nosnika, w obecnosci inicjatorów polimeryzacji oraz na wysuszeniu produktu, znamienny tym, ze wodny roztwór, zawierajacy 5-50% wagowych akryloamidu, 0-5% wagowych monomeru zdolnego do reakcji kopolimeryzacji z akryloamidem, 0-20% wagowych NaOH lub innego zwiazku zdolnego do reakcji z grupami amidowymi akryloamidu, oraz 0,01-1% wagowy inicjatora polime¬ ryzacji monomerów winylowych, ewentualnie wstepnie spolimeryzowana mase wprowadza sie na ruchomy nosnik ciepla, stanowiacy suchy i rozdrobniony polimer lub kopolimer akryloamidu, otrzymany w poprzedniej szarzy, przy czym nosnik ten utrzymywany jest w temperaturze 373-453 K, korzystnie 393-433 K. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania proszkowych polimerów i kopolimerów akryloamidu, polegajacy na polimeryzacji wodnych roztworów monomerów, prowadzonej na podlozu suchego, rozdrobnio¬ nego nosnika, w obecnosci inicjatorów polimeryzacji oraz na wysuszeniu produktu, znamienny tym, ze wodny roztwór, zawierajacy 5-50% wagowych akryloamidu, 0-5% wagowych monomeru zdolnego do reakcji kopolimeryzacji z akryloamidem, 0-20% wagowych NaOH lub innego zwiazku zdolnego do reakcji z grupami amidowymi akryloamidu, oraz 0,01-1% wagowy inicjatora polime¬ ryzacji monomerów winylowych, ewentualnie wstepnie spolimeryzowana mase wprowadza sie na ruchomy nosnik ciepla, stanowiacy suchy i rozdrobniony polimer lub kopolimer akryloamidu, otrzymany w poprzedniej szarzy, przy czym nosnik ten utrzymywany jest w temperaturze 373-453 K, korzystnie 393-433 K. PL