RO115805B1 - Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili - Google Patents

Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili Download PDF

Info

Publication number
RO115805B1
RO115805B1 RO94-01215A RO9401215A RO115805B1 RO 115805 B1 RO115805 B1 RO 115805B1 RO 9401215 A RO9401215 A RO 9401215A RO 115805 B1 RO115805 B1 RO 115805B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
polymerization
polymer
water
superabsorbents
kgy
Prior art date
Application number
RO94-01215A
Other languages
English (en)
Inventor
I. Mitică Drăguşin
Original Assignee
I. Mitică Drăguşin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by I. Mitică Drăguşin filed Critical I. Mitică Drăguşin
Priority to RO94-01215A priority Critical patent/RO115805B1/ro
Publication of RO115805B1 publication Critical patent/RO115805B1/ro

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili, prin polimerizare iniţiată de radiaţii ionizante de Co-60 sau de fascicule de electroni acceleraţi, care constă în aceea că se iniţiază reacţia de polimerizare dintre 35...45% monomer acrilic, 0,02...0,04% persulfat de potasiu, 0,01% etilendiaminotetraacetat şi până la 100% apă, cu radiaţii γ generate de radioizotopi de Co-60 sau cu electroni acceleraţi, urmată de propagare termochimică a reacţiei, în mod în sine cunoscut, după care se adaugă 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu, rezultând în final un produs superabsorbant, poliacrilic, sub formă de gel sau granule uscate, utilizat în agricultură, horticultură etc.

Description

RO 115805 B
Invenția se referă la un procedeu de obținere a unor superabsorbanți hidrofili polimerici, utilizând surse de radiații gamma furnizate de radioizotopii Cobalt -60 sau Cesiu -137 sau electroni accelerați cu energii de 4...8 MeV.
Superabsorbanții obținuți sunt recomandați pentru ameliorarea, fertilizarea, creșterea umidității solului, afânarea solurilor, reducerea numărului de udări în horticultură, agricultură, în obținerea de soluri artificiale. Acești superabsorbanți mai pot fi folosiți la fabricarea scutecelor și saltelelor hidroabsorbante, a bandajelor igienice absorbante, la reducerea conținutului de cationi metalici toxici: Cu, Cr, U, Fe, Al, Pb, etc. în apele și noroaiele orășenești menajere și industriale, care, astfel, pot fi folosite ca îngrășământ agricol pentru spațiile verzi orășenești, parcuri etc.
Se cunoaște, din brevetele FR 2572413 și 2572414, că produsele gonflabile^ în apă și care păstrează umiditatea, obținute din poliacrilamidă micronizată, pot fi utilizate după amestecare fizică cu agenți fertilizanți și ca îngrășăminte, și se comercializează sub marca GRAIN D’EAU.
Se mai cunoaște un procedeu de obținere a floculanților anionici, care folosește o sursă de radiații gamma emise de radioizotopul Co6D, cu activitate totală de 10.CCC Ci cu debite ale dozei de radiații absorbite de 3...10 KGy/h și o sursă de fascicule de electroni accelerați cu energii de 3...6 MeV și debite ale dozei de radiații absorbite de 0,3...3 kGy/s, pentru a induce polimerizarea în masă și obținerea de floculanți anionici cu radiații ionizante, care aplică, în plus față de radiațiile ionizante, propagarea termochimică a reacției de polimerizare cu inițiatori din clasa persulfaților de potasiu sau amoniu, în concentrații de 0,01...0,02% și microunde cu densități de energie de 30...80 W/cm3, cu posibilitatea de desprindere ușoară a plăcilor de gel din vasele de reacție.
Din brevetul US 3900378 se cunoaște un procedeu de obținere a unui polimer hidrofilic pe bază de poliacrilamidă, de poliacrilamidă hidrolizată, hidroxialchil acrilat sau metacrilat, prin iradiere cu radiații ionizante.
Se cunoaște un procedeu de obținere a unor adezivi de presare prin copolimerizare radioindusă prin iradiere cu radiații gamma sau flux de electroni, care constă în aceea că se supune reacției de polimerizare și/sau de copolimerizare radioindusă, cu un debit al dozei de radiație de 0,5...50 KGy/h, un amestec lichid constituit din 10...30% monomeri, 50.. 70% apă, 10...25% solvent, reacția efectuându-se prin intermediul radicalilor de H și OH formați din radioliza apei conținută în sistem.
Din lucrarea de doctorat cu tema:Studiul obținerii hidrogelurilor cu proprietăți dirijate prin polimerizarea indusă de radiații gamma'', autor fiz. Mitică Drăgușin, București 1994, Biblioteca IFA- Măgurele, se mai cunosc procedee de obținere a superabsorbanților polimerici.
Problema pe care o rezolvă invenția este de a stabili un procedeu optim de obținere a materialelor superabsorbante pe bază de polimeri acrilici.
Procedeul de obținere a unor superabsorbanți hidrofili, conform invenției, prin polimerizare inițiată de radiații ionizante de Co-6D având o activitate radioactivă de 10 kCi, debitul dozei de radiații fiind de 3...10kGy/h, constă în aceea că se inițiază reacția de polimerizare dintre 35...45% monomer acrilic și 0,02...0,04% persulfat de potasiu, 0,01% etilendiaminotetraacetat și până la 100% apă, cu radiații gamma generate de radioizotopi de Co-60, cu debitul dozei de radiații de 3...10 kGy/h sau de 15...20 kGy, urmată de propagare termochimică a reacției de polimerizare în mod în sine cunoscut, după care se adaugă 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu, rezultând în final un produs superabsorbant poliacrilic sub formă de gel sau granule uscate.
RO 115805 B
Procedeul analog, de obținere a unor superabsorbanți hidrofili, conform inven- 50 ției, prin polimerizare inițiată de fascicule de electroni accelerați la energii de 3...8 MeV și debite ale dozei de radiații de 0,3...3 kGy/s, constă în aceea că se inițiază reacția de polimerizare dintre 35...45% monomer acrilic și 0,02...0,04% persulfat de potasiu, 0,01% etilendiaminotetraacetat și până la 100% apă, cu electroni accelerați la energii de 4...8 MeV, urmată de propagarea termochimică a reacției de 55 polimerizare în mod în sine cunoscut, după care se adaugă 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu, rezultând în final un produs superabsorbant poliacrilic sub formă de gel sau granule uscate.
Monomerul acrilic este ales dintre acrilamide, acid acrilic, acid metacrilic și acrilat de sodiu. ’ 60
Homopolimerii reticulați poliacrilamidici obținuți au o capacitate de absorbție a apei de 80...250 g/g polimer, o capacitate de retenție de 120...180 g/g polimer și o rezistență mecanică de 0,8...1,5 N/cm2.
Copolimerii tridimensionali acrilamidă-acrilat de sodiu obținuți au o capacite de absorbție de 280...800 g/g polimer, o capacitate de retenție de 250...400 g/g 65 polimer și o rezistență mecanică de 0,5...0,8 N/cm2.
Acidul poliacrilic obținut are o capacitate de absorbție a apei de 400...1000 g/g polimer, o capacitate de retenție de 350...700 g/g polimer și o rezistență mecanică de 0,2...0,4 N/cm2.
Avantajele aplicării procedeului, conform invenției, constau în aceea că se pot 70 obține produse cu utilizări multiple, polimeri cu structuri reticulate, tridimensionale, cu capacitate mare de absorbție de lichid.
Polimerii obținuți prin procedeul conform invenției sunt din clasa polimerilor acrilici: poliacrilamide, copolimeri: acrilamidă - acrilat de sodiu, acrilamidă-acid acrilic, acid poliacrilic, acid polimetaacrilic etc. 75
Procedeul constă în iradierea masei de reacție, radiochimic și termic sau cu fascicule de electroni accelerați, a unor soluții apoase de monomeri acrilici, cu compoziția prezentată, și polimerizarea soluției prin mecanisme cu preponderență radicalice, obținându-se geluri polimerice. Aceste geluri se granulează, se usucă, se regranulează, fiind astfel pregătite pentru utilizare. Guperabsorbanții obținuți prin procedeul 80 conform invenției se comercializează sub denumierea de “POLIRAD R”, marcă de fabrică, înregistrată.
Atât procedeele de obținere, cât și superabsorbanții polimerici, au aplicabilitate industrială. Reproductibilitatea, înalta eficiență economică și socială, și produsele din prezenta invenție au fost testate la scară pilot. 85
Radiațiile gamma sunt emise din radioizotopii Co-60, cu activitate radioactivă de 10000 Ci, cu debitul dozei de 3...IO kGy/h. In procedeele de obținere prezentate în cadrul invenției, sursele de radiații gamma cu caracteristicile de mai sus echipează o instalație complexă, I.E.T.I.-10000, instalație pentru experimentarea tehnologiilor de iradiere care face obiectul brevetului de invenție RO 97162/1988 și care a 90 permis și testarea la fază pilot a procedeelor expuse.
Electronii accelerați, cu energii de 4...8 MeV, cu debite de radiații de 0,3...3 kGy/s, sunt furnizați de un accelerator liniar de electroni.
Granularea gelurilor se realizează cu un granulator tip Kondux, cu cuțite orizontale, 3 fixe și 3 mobile, mărimea granulelor controlându-se prin alegerea corespunză- 95 toare a sitei.
RO 115805 B
Uscarea granulelor se realizează în cuptoare cu aer cald, la temperatura de 80°C, sau în cuptoare cu microunde, cu puteri de până la 3 kW, iar regranularea granulelor uscate se face cu o moară cu ciocănele tip FEPER București, sau MUT Moreni,
Se cau în continuare 6 exemple de realizare a invenției.
Exemplul 1. Se utilizează sursa de radiații gamma Co-60, cu parametrii prezentați în descriere, și instalația I.E.T.I. -10 000. Se prepară 5,5 I soluție apoasă de monomeri acrilici cu următoarea compoziție:
- acrilamidă [propenamidă]: 42%,
- EDTA - etilendiaminotetraacetic: 0,01%
- persulfat de potasiu: 0,02%
- apă, până la 100%
Această soluție se iradiază în regim de flux continuu, cantitatea de 5,5 I se toarnă în tăvi din inox sau tablă emailată, prevăzute cu capac, și în flux se constituie multiplii de 5,5 I, șarja de lucru fiind de 303 I. Doza de radiații absorbită este de 15...20 kGy. In câmp de radiații, prin mecanisme, cu preponderență, de tip radicalic, are loc polimerizarea urmată de reticulare. Produșii finali sunt hidrogeluri cu viscozități de 1OB...1O9 mPa.s, semisolide, transparente. Apoi se granulează în granulatorul cu cuțite orizontale tip Kondux, cu site cu ochiuri de 1,0...1,5 mm, apoi se usucă în strat de 1 ...3 ani în cuptoare electrice prevăzute cu ventilație cu aer cald la temperatura de 80°C, sau cu cuptoare cu microunde, static sau pe bandă. Polimerii uscați se granulează în moara cu ciocănele tip FEPER și sunt aduși la dimensiuni ale granulelor de 0,5...1,0 mm. Dacă inițial superabsorbanții au 45...50% apă, după uscare aceștia au 8...10 % apă. Capacitatea de absorbție în apă potabilă a superabsorbanților obținuți este de 80...250 g apă/g polimer, iar capacitatea de retenție este de 120...180 g/g. Rezistența mecanică, testată pe un dispozitiv prevăzut cu sită de 800 pm, este de 0,8...1,5 N/cma. Monomerul rezidual, determinat după agitarea gelurilor gonflate și fierberea la temperatura de 100°C timp de o oră, este de 0,05% - metoda spectrofotometrică și polarografică.
Exemplul 2. Se folosește aceeași compoziție și doză de radiații ca în exemplul 1, Se utilizează pentru iradiere electroni accelerați. Datorită debitului mare de radiații, efectul de degradare radiolitică poate predomina în competiția cu efectul de reticulare. De aceea, se utilizează debite scăzute de 0,3...0,4 kGy/s și se recomandă o perioadă de inducție a polimerizării de 2,5...5 s. Se obțin superabsorbanți polimerici cu proprietăți descrise în exemplul 1 și sunt procesați în același mod.
Exemplul 3. Se utilizează sursa de radiații din exemplul 1, aceeași capacitate și aceleași proceduri de prelucrare ale produselor finale. Se prepară următoarea soluție apoasă de monomeri: 42 acrilamidă, 8% acrilat de sodiu, 0,01% EDTA, 0,02% persulfat de potasiu, 100% apă.
Se obțin superabsorbanți cu capacități de absorbție de 400...1000 g/g și de retenție de 350...700 g/g. Rezistența mecanică este de 0,2...0,4 N/cm2, iar monomerul rezidual este de 0,01%.
Exemplul 4. Se utilizează fascicule de electroni accelerați, cu caracteristicile din exemplul 2, și se obțin superabsorbanți cu proprietăți conform celor prezentate în exemplul 2.
Exemplul 5. Se lucrează în același mod ca în exemplele 1 și 2.
Pentru a colora superabsorbanții se folosesc coloranți organici, care se introduc în compoziția inițială din exemplele 1, 2, 3 și 4. Gelurile la utilizatori nu prezintă fenomene de sinerezis (pierderi de apă de gonflare, colorant, au stabilitate dimensională și în timp].

Claims (6)

  1. RO 115805 B
    Cantitățile de coloranți nu depășesc 0,02% și nu perturbă polimerizarea, reticularea și celelalte procese de condiționare și proprietățile superabsorbanților. De asemenea, pentru o prelungire a timpului de utilizare, se folosesc complexanți pentru substanțele clorurate și produsele de oxidare.
    Exemplul 6. Utilizând compozițiile și procedeele din exemplul 1, 2, 3, 4 și 5, 150 se adaugă și fertilizanți din categoria fosfaților, azotaților, sulfaților care permit obținerea de superabsorbanți care se utilizează ca sol artificial, astfel: 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu și până la 100% apă, în completare.
    Obținerea fertilizanților superabsorbanți are loc simultan cu polimerizarea și 155 reticularea. La gonflareîn apă, fertilizanții superabsorbanți prezintă o ușoară creștere a capacității de absorbție și de retenție.
    Revendicări
    160
    1. Procedeu de obținere a unor superabsorbanți hidrofili, prin polimerizare inițiată de radiații ionizante de Co-60 având o activitate radioactivă de 10 kCi, debitul dozei de radiații fiind de 3...10 kGy/h, caracterizat prin aceea că se inițiază reacția de polimerizare dintre 35...45% monomer acrilic, 0,02...0,04% persulfat de potasiu 0,01% etilendiaminotetraacetat și până la 100% apă, cu radiații gamma generate de 165 radioizotopi de Co-60, cu debitul dozei de radiații de 3...10 kGy/h sau de 15...20 kGy, urmată de propagarea termochimică a reacției în mod în sine cunoscut, după care se adaugă 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu, rezultând în final un produs superabsorbant poliacrilic sub formă de gel sau granule uscate. 170
  2. 2. Procedeu de obținere a unor superabsorbanți hidrofili prin polimerizare inițiată de fascicule de electroni accelerați la energii de 3...8 MeV și debite ale dozei de radiații de 0,3...3 kGy/s, caracterizat prin aceea că se inițiază reacția de polimerizare dintre 35...45% monomer acrilic și 0,02...0,04% persulfat de potasiu, 0,01 % etilendiaminotetraacetat și până la 100% apă, cu electroni accelerați la energii 175 de 4...8 MeV, urmată de propagarea termochimică a reacției în mod în sine cunoscut, după care se adaugă 2...8% fosfat monopotasic, 4...16% azotat de potasiu, 0,3...0,6% sulfat de magneziu, rezultând în final un produs superabsorbant poliacrilic sub formă de gel sau granule uscate.
  3. 3. Procedeu conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că 180 monomerul acrilic este ales dintre acrilamide, acid acrilic, acid metacrilic și acrilat de sodiu.
  4. 4. Procedeu conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că homopolimerii reticulați poliacrilamidici obținuți au o capacitate de absorbție a apei de 80...250 g/g polimer, o capacitate de retenție de 120...180 g/g polimer și o 185 rezistență mecanică de 0,8...1,5 N/cm2.
  5. 5. Procedeu conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că copolimerii tridimensionali acrilamidă-acrilat de sodiu obținuți au o capacitate de absorbție de 280...800 g/g polimer, o capapcitate de retenție de 250...400 g/g polimer și o rezistență mecanică de 0,5...0,8 N/cm2. 190
    RO 115805 B
  6. 6. Procedeu conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea câ acidul poliacrilic obținut are o capacitate de absorbție a apei de 400...1000 g/g polimer, o capacitate de retenție de 350...700 g/g polimer și o rezistență mecanică de 0,2...0,4 N/cms.
    Președintele comisiei de examinare: ing. Fierea Stela
    Examinator: ing. Teodorescu Daniela
    Editare și tehnoredactare computerizată - OSIM
    Tipărit la: Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci
RO94-01215A 1994-07-19 1994-07-19 Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili RO115805B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO94-01215A RO115805B1 (ro) 1994-07-19 1994-07-19 Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO94-01215A RO115805B1 (ro) 1994-07-19 1994-07-19 Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO115805B1 true RO115805B1 (ro) 2000-06-30

Family

ID=64358075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO94-01215A RO115805B1 (ro) 1994-07-19 1994-07-19 Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO115805B1 (ro)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69502354T2 (de) Temperaturempfindliche wasserabsorbierende/-desorbierende polymerzusammensetzung
More et al. Irradiation assisted synthesis of hydrogel: A Review
DE69924208T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines hydrophilen Polymer
EP3588144B1 (en) Method for measuring radiation dose
Chappuis et al. Modeling of scavenging systems in water radiolysis with Geant4-DNA
Sharma et al. Fabrication of biodegradable superabsorbent using RSM design for controlled release of KNO3
FR2419299A1 (fr) Procede de fabrication d'une composition polymere contenant une substance physiologiquement active
CN108003270A (zh) 一种降低丙烯酸残留的吸水树脂及其制备方法
Petkau Effect of 22Na+ on a phospholipid membrane
Karadaǧ et al. Water absorbency studies of γ-radiation crosslinked poly (acrylamide-co-2, 3-dihydroxybutanedioic acid) hydrogels
CN101671441B (zh) 一种水凝胶中子辐射防护材料及其制备方法
US3090736A (en) Insoluble polyacrylic acid salts and method of preparing the same
Hiroki et al. Effect of heavy ion irradiation on optical property of radiation-crosslinked hydroxypropyl cellulose gel containing methacrylate monomers
CN109456451B (zh) 一种玉米秸秆基超吸水树脂及其制备方法
RO115805B1 (ro) Procedeu de obţinere a unor superabsorbanţi hidrofili
CN105384882B (zh) 一种氧化泥炭黄腐酸复合保水剂及其制备方法
US4557749A (en) Conditioning device for hydrosoluble fertilizers and/or other products
Martin et al. Low power-high energy linacs for irradiation in polymeric systems
JPS56135505A (en) Production of water-soluble vinyl polymer
ES479382A1 (es) Un procedimiento para preparar una composicion polimera.
CN100412100C (zh) 一种海藻型吸水保水材料及其制备方法
Gautam et al. An review article on radioactive pollution
KR930018598A (ko) (메트)아크릴수지내에 액-고 조도 물질의 혼입 방법
JPH08100010A (ja) 感温吸排水性組成物
Martin et al. Electron beam technologies for preparation of polymeric materials used for waste water treatment, agriculture, and medicine