RU2074200C1 - Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента - Google Patents
Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2074200C1 RU2074200C1 RU93035870A RU93035870A RU2074200C1 RU 2074200 C1 RU2074200 C1 RU 2074200C1 RU 93035870 A RU93035870 A RU 93035870A RU 93035870 A RU93035870 A RU 93035870A RU 2074200 C1 RU2074200 C1 RU 2074200C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mol
- polyacrylic acid
- containing polyacrylic
- mole
- polymer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Использование: в сельском хозяйстве, кожевенной промышленности, медицине, в качестве суперабсорбента для засушливых почв и в качестве микроудобрений с высокими коэффициентами равновесного набухания. Сущность изобретения: продукт: слитая Со-содержащая полиакриловая кислота ф-лы I:
где A B 91 - 98,52 мол.%; СО - 6,05 мол.%; D = 0-3 мол.%; n - не менее 1. Реагент 1: акриловая кислота (АК). Условия процесса полимеризации: в присутствии Co(NO3)2•6H2O и (NH4)2S2O3 при молярном соотношении: AK: Co(NO3)2•6H2O : (NH4)2S2O3 1:0,05 - 0,75 : 0,05 - 0,75. Соединения I обладают высоким коэффициентом равновесного набухания (Q = 675 - 1290).
где A B 91 - 98,52 мол.%; СО - 6,05 мол.%; D = 0-3 мол.%; n - не менее 1. Реагент 1: акриловая кислота (АК). Условия процесса полимеризации: в присутствии Co(NO3)2•6H2O и (NH4)2S2O3 при молярном соотношении: AK: Co(NO3)2•6H2O : (NH4)2S2O3 1:0,05 - 0,75 : 0,05 - 0,75. Соединения I обладают высоким коэффициентом равновесного набухания (Q = 675 - 1290).
Description
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к новым суперабсорбентам на основе сшитой Со-содержащей полиакриловой кислоты формулы:
где А + В 91 98,52 мол. С 0 6,05 мол. D 0 3 мол. n не менее 1, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве для влагозадержания и структурирования почв, в кожевенной промышленности для улучшения качества кожи (повышение ее влагостойкости), в медицине пропитки пеленок, бинтов, тампонов и т.д.
где А + В 91 98,52 мол. С 0 6,05 мол. D 0 3 мол. n не менее 1, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве для влагозадержания и структурирования почв, в кожевенной промышленности для улучшения качества кожи (повышение ее влагостойкости), в медицине пропитки пеленок, бинтов, тампонов и т.д.
Известна сшитая Со-содержащая полиакриловая кислота [1] Однако по своему составу и структурным характеристикам она существенно отличается от синтезированной нами и не может быть использована в качестве суперабсорбента.
Известны суперабсорбенты на основе сополимеров акриловой кислоты и ее щелочных солей [2, 3] Водопоглощение этих абсорбентов не превышает 640 г/г. Кроме того, наличие щелочных металлов в составе сополимеров ограничивает возможности их использования, в частности они непригодны для почв с повышенной щелочностью.
Наиболее близким по технической сущности являются суперабсорбенты на основе никель-содержащей полиакриловой кислоты [4] Однако наибольший коэффициент равновесного набухания составляет для них 472 г/г.
Технической задачей данного изобретения является создание новых высокоэффективных суперабсорбентов с более высокими коэффициентами набухания.
Эта задача решается получением новых суперабсорбентов на основе сшитой Со-содержащей полиакриловой кислоты.
Предлагаемые суперабсорбенты получаются с высоким выходом полимеризацией акриловой кислоты (АК) в присутствии соли кобальта Co(NO3)2•6H2О и персульфата аммония (NH4)2S2O3 при температуре 98 100oC. Молярные соотношения АК Co(NO3)2 •6H2O (NH4)2S2O3 варьируются в пределах 1 0,05 0,075 0,05 0,075. Реакция протекает в течение 10 20 мин с образованием кремово-розового геля по всему объему реакционной смеси. При температуре ниже 98oC гелеобразования не происходит. Полученный гель тщательно промывается водой от непрореагировавших компонентов, а затем сушится. После сушки вещество представляет собой окрашенные в кремово-розовый цвет стеклообразные частицы без запаха.
Состав и строение целевых продуктов доказывают методами элементного анализа, колориметрии и ИК-спектроскопии.
Димерная структура фрагментов полиакриловой кислоты (звенья А) хорошо согласуются с наличием полос в ИК-спектрах в области 1700 см-1 (С О), 2500 3000 см-1 (ОН), 970 и 1300 см-1, характеризующих неплоскостные и плоскостные деформационные колебания димерной карбоксильной группы. Наличие полосы при 1150 см-1 и фонового поглощения в области 700 1500 см-1 свидетельствует об образовании звеньев В-сшитой полиакриловой кислоты с фрагментами С-О-С связи. Плечо 1620 1640 см-1 на полосе 1700 см-1 связано с наличием монодентатных комплексов кобальта с карбоксилат ионами макромолекулярной цепи (звенья С). В области 550 670 см-1 в отличие от спектра сшитой ПАК появляются две, три и более выраженных полосы поглощения, принадлежащих деформационным колебаниям СОО- группы, связанной с атомом кобальта.
Различное количество полос обусловлено одновременным существованием монодентантных полимерных структур, в которых атом кобальта связан с одной, двумя, тремя или большим количеством карбоксильных групп (звенья D).
Известно, что коэффициенты равновесного набухания (КРН) отражают структурные характеристики полимеров, в частности густоту полимерной сетки. Увеличение КРН свидетельствует об образовании менее сшитой структуры. Как видно из приведенных примеров, наименее сшитая Со-содержащая полиакриловая кислота (Q 1290) получается при следующем соотношении исходных компонентов: AK Co(NO3)2•6H2O (NH4)2S2O3 1 0,075 0,05 и объеме воды в синтезе 50 мл.
Данное изобретение иллюстрируется примерами.
Пример 1. 6,8 мл (0,1 моль) акриловой кислоты растворяют в 20 мл воды и при интенсивном перемешивании добавляют 1,45 г Co(NO3)2•6H2O (0,005 моль) и 1,15 г (NH4)2S2O3 (0,005 моль). Персульфат аммония и соль кобальта предварительно растворяют в 30 мл воды. Затем реакционную смесь нагревают до 98 100oC и выдерживают при этой температуре в течение 10 - 20 мин. Полученный в виде кремово-розового набухшего геля полиакрилат кобальта сушат под ртутной лампой и измельчают. Выход продукта 72% Найдено, C 42,07; H 5,38; S 0,74; N 0,92; Co 6,37; О 44,52. Данные элементного анализа соответствуют следующему составу звеньев в полимере: А + В 91 мол. С 6 мол. D 3 мол.
Максимальные частоты поглощения в ИК-спектрах: 1700 см-1 (С=О); 2500 3000 см-1 (ОН); 1620 1640 см-1 (СОО-); 550 670 см-1 (Со-О).
Коэффициент равновесного набухания Q рассчитывают по формуле Q=α•ρ, где a водопоглощение полимера; r плотность полимера. Водопоглощение a определяли на приборе Догадкина в течение 2 3 дней по методике [5] Плотность полимера определяли в гептане по методике [6] Для данного полимера a 600, r 1,32, Q 792 (г/г).
Пример 2. 6,8 мл акриловой кислоты растворяют в 20 мл Н2O и при интенсивном перемешивании добавляют 2,175 г (0,0075 моль) Co(NO3)2•6H2O и 1,15 г (0,005 моль) (NH4)2S2O3, предварительно растворенных в 30 мл Н2O. Остальные условия синтеза аналогичны примеру 1.
Выход полимера количественный. Найдено, С 44,93; Н 5,72; S 0,65; Со 1,21; О 47,49.
Данные элементного анализа соответствуют следующему составу звеньев в полимере: A + B 98,52 мол. D 1,48 мол.
ИК-спектр адекватен приведенному в примере 1. Водопоглощение a 1000, r 1,29, Q 1290 г/г.
Пример 3. 6,8 мл (0,1 моль) акриловой кислоты растворяют в 100 мл воды и при интенсивном перемешивании добавляют 1,45 г Co(NO3)2•6H2O (0,005 моль) и 1,15 г (NH4)2S2O3 (0,005 моль), предварительно растворенных в 100 мл H2O. Остальные условия синтеза аналогичны примеру 1. Выход продукта 85% Найдено, C 42,22; H 5,45; S 1,59; N 0,96; Co 2,41; О 47,37.
Данные элементного анализа соответствуют следующему составу звеньев в полимере: A + B 93,95 мол. С 6,05 мол.
ИК-спектр адекватен приведенному в примере 1. Водопоглощение a 600, r 1,28, Q 844 г/г.
Пример 4. 6,8 мл (0,1 моль) акриловой кислоты растворяют в 50 мл H2O и при интенсивном перемешивании добавляют 2,175 г Co(NO3)2•6H2O (0,0075 моль) и 1,15 г (NH4)2S2O3 (0,005 моль), предварительно растворенных в 50 мл воды. Остальные условия синтеза аналогичны примеру 1. Выход продукта 90% Найдено, C 41,76; H 5,47; S 0,85; Со 2,22; О 49,7.
Данные элементного анализа соответствуют следующему составу звеньев в полимере: A + B 97,12 мол. D 2,88 мол.
ИК-спектр адекватен приведенному в примере 1. Водопоглощение a 600, r 1,39, Q 834 г/г.
Пример 5. 6,8 мл (0,1 моль) акриловой кислоты растворяют в 20 мл H2O и при интенсивном перемешивании добавляют 1,45 г Co(NO3)2•6H2O (0,005 моль) и 1,725 г (NH4)2S2O3 (0,0075 моль), предварительно растворенных в 30 мл воды. Остальные условия синтеза аналогичны примеру 1. Выход продукта 87% Найдено, C 40,31; H 5,62; S 0,91; N 0,62; Co 3,77, О 47,77.
Данные элементного анализа соответствуют следующему составу звеньев в полимере: A + B 95,02 мол. С 3,44 мол. D 1,54.
ИК-спектр адекватен приведенному в примере 1. Водопоглощение a 500, r 1,35, Q 675 г/г.
Заявляемые суперабсорбенты обладают более высоким по сравнению с прототипом коэффициентом равновесного набухания (Q 675 1290). Кроме того, наличие в полимерах ионов кобальта позволяет сочетать использование этих соединений как в качестве суперабсорбентов для засушливых почв, так и в качестве микроудобрений.
Проведены испытания по определению водопоглощения (α) и коэффициентов равновесного набухания (Q) новых суперабсорбентов объемным методом. Навески полимеров помещали в прибор Догадкина и через определенные промежутки времени фиксировали изменение уровня воды в приборе. Наблюдение вели до достижения постоянных величин α. Коэффициенты Q рассчитывали по формуле: Q Q=α•ρ, где r плотность полимера. Величины r определяли по известной методике в гептане.
В таблице представлены полученные значения величин a, ρ, Q.
Наибольшей водопоглощающей способностью (a 1000, Q 1290) обладает полимер, полученный в 50 мл воды при следующих соотношениях исходных компонентов: AK Co(NO3)2 •6H2O (NH4)2S2O3 1 0,075 0,05.
Claims (1)
- Сшитая Со-содержащая полиакриловая кислота общей формулы
где A + B 91 98,52 мол.C 0 6,05 мол.D 0 3 мол.n не менее 1,
в качестве суперабсорбента с высокими коэффициентами равновесного набухания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93035870A RU2074200C1 (ru) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93035870A RU2074200C1 (ru) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93035870A RU93035870A (ru) | 1996-10-27 |
| RU2074200C1 true RU2074200C1 (ru) | 1997-02-27 |
Family
ID=20144925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93035870A RU2074200C1 (ru) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2074200C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767853C1 (ru) * | 2021-05-28 | 2022-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ИННОТЕХ-21" (ООО "ИННОТЕХ-21") | Комплексное соединение иона Co2+ и полиакриловой кислоты, обладающее гемостатическими, антимикробными и ранозаживляющими свойствами |
-
1993
- 1993-07-12 RU RU93035870A patent/RU2074200C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Пологайло А.Д., Савостьянов В.С. Металлосодержащие мономеры и полимеры на их основе. - М.: Химия, 1988, с. 161. 2. Выложенная заявка Японии N 63-56511, Nсб. 3(3)-24[860], 1988. 3. Выложенная заявка Японии N 63-178115, Nсб 3(3)-75[911], 1988. 4. Авторское свидетельство СССР N 1812181, кл. C 08 F 220/06, 1989. 5. Рафиков С.Ф., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введение в физико-химию растворов полимеров. - М.: Наука, 1978. 6. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко В.М. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений. - М.: Химия, 1972, с. 89. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767853C1 (ru) * | 2021-05-28 | 2022-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ИННОТЕХ-21" (ООО "ИННОТЕХ-21") | Комплексное соединение иона Co2+ и полиакриловой кислоты, обладающее гемостатическими, антимикробными и ранозаживляющими свойствами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940002984B1 (ko) | 흡수성 수지의 제조방법 | |
| US4808637A (en) | Superabsorbent composition and process | |
| US10358558B2 (en) | Water-absorbent resin composition, method of manufacturing the same, and absorbent article | |
| RU2015141C1 (ru) | Способ получения абсорбирующей смолы | |
| US4618631A (en) | Production process for highly water absorbable polymer | |
| US3963805A (en) | Water swellable poly(alkylene oxide) | |
| CN107417393B (zh) | 一种纤维素基多营养元素高分子缓控释肥的制备 | |
| KR20080077630A (ko) | 탈취용 초-흡수제 조성물 | |
| CN101155840B (zh) | 聚丙烯酸（盐）吸水树脂的生产方法 | |
| RU2074200C1 (ru) | Сшитая со-содержащая полиакриловая кислота в качестве суперабсорбента | |
| CN107266210B (zh) | 一种无机黏土基多营养元素高分子缓控释肥及其制备方法 | |
| Ekebafe et al. | Effect of native cassava starch-poly (sodium acrylate-co-acrylamide) hydrogel on the growth performance of maize (Zea may) seedlings | |
| JPH0393892A (ja) | 土壌改良剤 | |
| RU2189382C2 (ru) | Влагонабухающий почвенный кондиционер и способ его получения | |
| EP0207714B1 (en) | Improved process for preparing water-absorbing resins | |
| CN111172756A (zh) | 一种棉纤维接枝丙烯酸型超吸水树脂及其制备方法与应用 | |
| Mo et al. | Preparation, characterization and salt-resistance of a coal based super absorbent composite | |
| RU2467017C1 (ru) | Способ получения сшитого гидрофильного полимера, проявляющего свойства суперабсорбента | |
| RU2128191C1 (ru) | Тройной сополимер акриловой кислоты, аммонийной соли акриловой кислоты и стирола в качестве суперабсорбента | |
| US5274048A (en) | Use of glycidyl phosphonates as crosslinkers in the preparation of hydrogels | |
| JPH0314809A (ja) | 耐熱性に優れた吸水性樹脂の製造法 | |
| Baidakova et al. | PREPARATION AND PROPERTIES OF ACRYLIC COMPOSITES BASED ON PROTEIN FILLER" BIOSTIM" | |
| RU1812181C (ru) | Способ получени сшитых никельсодержащих полиакрилатов | |
| CN110358117B (zh) | 吸水性树脂组成物、吸水性树脂与其制作方法 | |
| SU1505952A1 (ru) | Способ получени наполненного сшитого полиакриламида |