RU2373228C1 - Method of preparing aqueous solutions of copolymers - Google Patents

Method of preparing aqueous solutions of copolymers Download PDF

Info

Publication number
RU2373228C1
RU2373228C1 RU2008130449/04A RU2008130449A RU2373228C1 RU 2373228 C1 RU2373228 C1 RU 2373228C1 RU 2008130449/04 A RU2008130449/04 A RU 2008130449/04A RU 2008130449 A RU2008130449 A RU 2008130449A RU 2373228 C1 RU2373228 C1 RU 2373228C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen peroxide
acrylic acid
aqueous
solution
minutes
Prior art date
Application number
RU2008130449/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Николаевна Шварева (RU)
Галина Николаевна Шварева
Александр Евгеньевич Сухотин (RU)
Александр Евгеньевич Сухотин
Антонина Кирилловна Кумакшева (RU)
Антонина Кирилловна Кумакшева
Михаил Георгиевич Герасимов (RU)
Михаил Георгиевич Герасимов
Александр Иванович Малолеткин (KZ)
Александр Иванович Малолеткин
Валентин Николаевич Пронченко (RU)
Валентин Николаевич Пронченко
Лариса Владимировна Степанова (RU)
Лариса Владимировна Степанова
Елена Игоревна Константинова (RU)
Елена Игоревна Константинова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акрилат"
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 Открытое акционерное общество "Акрилат" filed Critical Открытое акционерное общество "Акрилат"
Priority to RU2008130449/04A priority Critical patent/RU2373228C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373228C1 publication Critical patent/RU2373228C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method is described for preparing aqueous solutions of copolymers, involving a fundamental step for copolymerisation of partially neutralised acrylic and maleic acid in the presence of hydrogen peroxide in amount of 2 to 4% of total mass of monomers at temperature ranging from 85 to 105°C in an aqueous medium, which is realised through gradual addition of an aqueous solution of hydrogen peroxide for 3 to 6 hours into an aqueous solution of partially neutralised maleic acid and simultaneous gradual addition of an aqueous solution of partially neutralised acrylic acid, or an aqueous solution of free acrylic acid, or aqueous solutions of free acrylic acid and a base, and subsequent addition of hydrogen peroxide for 30 to 60 minutes after completion of simultaneous addition of hydrogen peroxide and acrylic acid, and a step for pre-polymerisation by keeping the reaction mixture at polymerisation temperature, distinguished by that, the pre-polymerisation step is realised by keeping the reaction mixture at polymerisation temperature for 35 to 60 minutes, subsequent simultaneous addition of aluminium or potassium persulphate in amount ranging from 0.10 to 0.15% of total mass of monomers and subsequent keeping at polymerisation temperature for 45 to 90 minutes.
EFFECT: increased dispersion capacity of copolymers.
1 cl, 1 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения водных растворов сополимеров акриловой и малеиновой кислот и их щелочных или аммонийных солей, которые широко используются в качестве ингибиторов коррозионных процессов, диспергаторов в производстве синтетических моющих средств, бумаги, в процессах обессоливания морской воды, а также в других отраслях.The invention relates to the chemistry of polymers, and in particular to a method for producing aqueous solutions of copolymers of acrylic and maleic acids and their alkaline or ammonium salts, which are widely used as inhibitors of corrosion processes, dispersants in the manufacture of synthetic detergents, paper, in the desalination of sea water, and also in other industries.

Известен способ получения водных растворов сополимеров частично нейтрализованных акриловой и малеиновой кислот, который включает основную стадию сополимеризации частично нейтрализованных акриловой и малеиновой кислот в присутствии смеси перекиси водорода и персульфата натрия или пербората натрия в количестве 1-20% от суммарной массы мономеров при температуре 90-150°С (предпочтительно при 105-115°С) в водной среде и стадию дополимеризации. Основную стадию сополимеризации осуществляют путем постепенного одновременного введения в течение 3-6 ч в водный раствор частично нейтрализованной малеиновой кислоты водного раствора смеси инициаторов и водного раствора свободной акриловой кислоты. Стадию дополимеризации осуществляют путем единовременного введения в реакционную смесь при температуре полимеризации избыточного количества (около 3% от суммарной массы мономеров) перекиси водорода в виде водного раствора. После окончания процесса обычно добавляют воду или водный раствор гидроокиси натрия (US 5763553, C08F 30/04, 1998).A known method of obtaining aqueous solutions of copolymers of partially neutralized acrylic and maleic acids, which includes the main stage of copolymerization of partially neutralized acrylic and maleic acids in the presence of a mixture of hydrogen peroxide and sodium persulfate or sodium perborate in an amount of 1-20% of the total weight of monomers at a temperature of 90-150 ° C (preferably at 105-115 ° C) in an aqueous medium and the stage of copolymerization. The main stage of copolymerization is carried out by gradually simultaneously simultaneously introducing a partially neutralized maleic acid aqueous solution of a mixture of initiators and an aqueous solution of free acrylic acid into an aqueous solution of maleic acid. The stage of additional polymerization is carried out by introducing into the reaction mixture at a polymerization temperature an excess amount (about 3% of the total weight of monomers) of hydrogen peroxide in the form of an aqueous solution. After the process is completed, water or an aqueous solution of sodium hydroxide is usually added (US 5763553, C08F 30/04, 1998).

В этом способе получают водные растворы сополимеров с рН 7,5-8,5, содержанием основного вещества приблизительно 40%. Средняя молекулярная масса сополимеров составляет около 20000. Диспергирующую способность сополимеров оценивают по объему 0,25 М раствора ацетата кальция, пошедшего на титрование до появления устойчивого помутнения 100 мл раствора, содержащего 10 мл 2 М раствора карбоната натрия, в присутствии 1 г сополимера (или приблизительно 2,5 мл 40%-ного раствора сополимера). Сополимеры, полученные по вышеописанной технологии, имеют низкую диспергирующую способность, так как пошедший на титрование объем раствора ацетата кальция составляет всего 14-21 мл, что соответствует 140-210 мг Са/г сополимера.In this method, aqueous copolymer solutions are obtained with a pH of 7.5-8.5, with a basic substance content of approximately 40%. The average molecular weight of the copolymers is about 20,000. The dispersing ability of the copolymers is estimated by the volume of a 0.25 M solution of calcium acetate, which was titrated until a stable turbidity of 100 ml of a solution containing 10 ml of a 2 M solution of sodium carbonate in the presence of 1 g of copolymer (or approximately 2.5 ml of a 40% copolymer solution). The copolymers obtained by the above technology have a low dispersing ability, since the volume of calcium acetate used for titration is only 14-21 ml, which corresponds to 140-210 mg of Ca / g of copolymer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предложенному способу является известный способ получения водных растворов сополимеров, который включает основную стадию сополимеризации частично нейтрализованных акриловой и малеиновой кислот в присутствии перекиси водорода в количестве 0,5-5,0% от суммарной массы мономеров при температуре 60-150°С (предпочтительно при 100-130°С) в водной среде и стадию дополимеризации. Основную стадию сополимеризации осуществляют путем постепенного введения в течение 3-8 ч в водный раствор частично нейтрализованной малеиновой кислоты водного раствора перекиси водорода и одновременного постепенного введения водного раствора частично нейтрализованной акриловой кислоты или водного раствора свободной акриловой кислоты и последующего продолжения введения перекиси водорода в течение 1-3 ч после окончания совместного введения перекиси водорода и акриловой кислоты. Стадию дополимеризации осуществляют путем выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации в течение 2 ч (US 5175361, C07C 55/00, 1992).The closest in technical essence and the achieved technical result to the proposed method is a known method for producing aqueous solutions of copolymers, which includes the main stage of copolymerization of partially neutralized acrylic and maleic acids in the presence of hydrogen peroxide in an amount of 0.5-5.0% of the total weight of monomers at a temperature of 60-150 ° C (preferably at 100-130 ° C) in an aqueous medium and the stage of copolymerization. The main copolymerization stage is carried out by gradually introducing a partially neutralized maleic acid aqueous solution of hydrogen peroxide into an aqueous solution for 3-8 hours and simultaneously gradually introducing an aqueous solution of partially neutralized acrylic acid or an aqueous solution of free acrylic acid and then continuing to introduce hydrogen peroxide for 1- 3 hours after the end of the joint introduction of hydrogen peroxide and acrylic acid. The prepolymerization step is carried out by holding the reaction mixture at the polymerization temperature for 2 hours (US 5175361, C07C 55/00, 1992).

В этом способе получают растворы сополимеров с содержанием основного вещества 20-70% (преимущественно 40-60%) и степенью нейтрализации карбоксильных групп в сополимерах 20-80% (преимущественно 30-70%). Содержание остаточной малеиновой кислоты при полимеризации при температуре 100-120°С составляет 0,1-0,5%.In this method, copolymer solutions are obtained with a basic substance content of 20-70% (mainly 40-60%) and a degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymers 20-80% (mainly 30-70%). The content of residual maleic acid during polymerization at a temperature of 100-120 ° C is 0.1-0.5%.

В описании способа отсутствуют данные о диспергирующей способности получаемых растворов сополимеров. Для оценки их диспергирующей способности известный способ был воспроизведен в условиях примера 7 из его описания: по описанной в данном патенте технологии синтезирован раствор сополимера 70% акриловой кислоты и 30% малеиновой кислоты и определены необходимые показатели. Полученный раствор сополимера с вязкостью 20%-ного раствора 44,0 сП содержал: основное вещество 39,7%, остаточные мономеры: - акриловая кислота - 0,05%, малеиновая кислота - 0,34%. Показатель молекулярно-массового распределения сополимера равен 1,28. Диспергирующая способность сополимера составляет 2422 мг Са/г сополимера.In the description of the method there is no data on the dispersing ability of the resulting copolymer solutions. To assess their dispersing ability, the known method was reproduced under the conditions of Example 7 from its description: according to the technology described in this patent, a solution of a copolymer of 70% acrylic acid and 30% maleic acid was synthesized and the necessary parameters were determined. The resulting copolymer solution with a viscosity of 20% solution of 44.0 cP contained: the main substance 39.7%, residual monomers: - acrylic acid - 0.05%, maleic acid - 0.34%. The molecular weight distribution of the copolymer is 1.28. The dispersing ability of the copolymer is 2422 mg Ca / g of copolymer.

Сополимер имеет недостаточно высокую диспергирующую способность и довольно широкое молекулярно-массовое распределение.The copolymer does not have a sufficiently high dispersing ability and a fairly wide molecular weight distribution.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности применения растворов сополимеров.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the use of copolymer solutions.

Для решения этой задачи предложен способ получения водных растворов сополимеров, включающий основную стадию сополимеризации частично нейтрализованных акриловой и малеиновой кислот в присутствии перекиси водорода в количестве 2-4% от суммарной массы мономеров при температуре 85-105°С в водной среде, которую осуществляют путем постепенного введения в течение 3-6 ч в водный раствор частично нейтрализованной малеиновой кислоты водного раствора перекиси водорода и одновременного постепенного введения водного раствора частично нейтрализованной акриловой кислоты, или водного раствора свободной акриловой кислоты, или водных растворов свободной акриловой кислоты и основания, и последующего продолжения введения перекиси водорода в течение 30-60 мин после окончания совместного введения перекиси водорода и акриловой кислоты, и стадию деполимеризации путем выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации, отличающийся тем, что стадию дополимеризации осуществляют путем выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации в течение 35-60 мин, последующего единовременного введения персульфата калия или аммония в количестве 0,10-0,15% от суммарной массы мономеров и последующей выдержки при температуре полимеризации в течение 45-90 мин.To solve this problem, a method for producing aqueous solutions of copolymers is proposed, including the main stage of copolymerization of partially neutralized acrylic and maleic acids in the presence of hydrogen peroxide in the amount of 2-4% of the total weight of monomers at a temperature of 85-105 ° C in an aqueous medium, which is carried out by gradual introducing a partially neutralized maleic acid aqueous solution of hydrogen peroxide into the aqueous solution for 3-6 hours and simultaneously gradually partially neutralizing the aqueous solution acrylic acid, or an aqueous solution of free acrylic acid, or aqueous solutions of free acrylic acid and base, and then continuing the introduction of hydrogen peroxide for 30-60 minutes after the completion of the joint introduction of hydrogen peroxide and acrylic acid, and the depolymerization step by holding the reaction mixture at the polymerization temperature, characterized in that the stage of additional polymerization is carried out by holding the reaction mixture at a polymerization temperature for 35-60 minutes, followed by a one-time the introduction of potassium or ammonium persulfate in an amount of 0.10-0.15% of the total weight of monomers and subsequent exposure at the polymerization temperature for 45-90 minutes.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании предложенного изобретения, является повышение диспергирующей способности сополимеров.The technical result that can be obtained using the proposed invention is to increase the dispersing ability of the copolymers.

Предложенная совокупность признаков, характеризующая проведение стадии дополимеризации остаточных мономеров, позволяет не только получить сополимеры с низким содержанием остаточных мономеров, но и оказывает влияние на молекулярно-массовое распределение сополимеров в сторону его сужения и приводит к неожиданному скачку (в 1,5-2 раза) диспергирующей способности сополимеров.The proposed set of features characterizing the stage of copolymerization of residual monomers allows not only to obtain copolymers with a low content of residual monomers, but also affects the molecular mass distribution of the copolymers towards its narrowing and leads to an unexpected jump (1.5-2 times) dispersing ability of copolymers.

Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

В реактор, снабженный холодильником, двумя дозировочными устройствами, гильзой для замера температуры, рубашкой для подогрева и охлаждения и перемешивающим устройством, загружают 7,94 мас.ч. малеиновой кислоты, 8,35 мас.ч. воды и 10,95 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации малеиновой кислоты составляет 90%). Основную стадию сополимеризации проводят следующим образом. Содержимое реактора нагревают до 95°С и постепенно в течение 5 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство 45,35 мас.ч. раствора нейтрализованной на 30% акриловой кислоты, приготовленного из 18,40 мас.ч. акриловой кислоты, 19,27 мас.ч. воды и 7,68 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия, и через второе дозировочное устройство - 2,19 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). По окончании совместного дозирования перекиси водорода и раствора акриловой кислоты продолжают дозировать в течение 60 мин 0,44 мас.ч. раствора перекиси водорода (вторая порция инициатора), (общее количество перекиси водорода составляет 2% от суммарной массы мономеров). Для дополимеризации остаточных мономеров реакционную смесь сначала выдерживают 40 мин при температуре полимеризации (первая выдержка), затем в нее вводят единовременно 0,04 мас.ч. персульфата калия (0,15% от суммарной массы мономеров) и снова выдерживают смесь 60 мин при температуре полимеризации (вторая выдержка). Полученный раствор сополимера охлаждают до 25°С и проводят дополнительную нейтрализацию введением 15,33 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 90%).7.94 parts by weight are charged into a reactor equipped with a refrigerator, two metering devices, a sleeve for measuring temperature, a jacket for heating and cooling, and a mixing device. maleic acid, 8.35 parts by weight water and 10.95 parts by weight 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of maleic acid is 90%). The main stage of copolymerization is carried out as follows. The contents of the reactor are heated to 95 ° C and 45.35 parts by weight are simultaneously introduced into it simultaneously over the course of 5 hours through the first dosing device. a solution of neutralized to 30% acrylic acid prepared from 18.40 parts by weight acrylic acid, 19.27 parts by weight water and 7.68 parts by weight 40% aqueous solution of sodium hydroxide, and through the second dosing device - 2.19 wt.h. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). At the end of the joint dosing of hydrogen peroxide and a solution of acrylic acid continue to dose for 60 minutes, 0.44 wt.h. a solution of hydrogen peroxide (the second portion of the initiator), (the total amount of hydrogen peroxide is 2% of the total mass of monomers). To additionally polymerize the residual monomers, the reaction mixture is first allowed to stand for 40 minutes at the polymerization temperature (first exposure), then 0.04 parts by weight are added at a time. potassium persulfate (0.15% of the total weight of the monomers) and again stand the mixture for 60 minutes at the polymerization temperature (second exposure). The resulting copolymer solution is cooled to 25 ° C and additional neutralization is carried out by introducing 15.33 parts by weight of 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 90%).

Получают раствор сополимера с содержанием основного вещества 39,9%, вязкостью 20%-ного раствора 41,5 сП (вискозиметр Брукфельда LVF, ротор №1, скорость 60 с-1) и содержанием остаточных мономеров, %: акриловая кислота - 0,028, малеиновая кислота - 0,173. Показатель молекулярно-массового распределения сополимера (ММР) равен 1,13. Диспергирующая способность сополимера составляет 3912 мг Са/г сополимера.A copolymer solution is obtained with a basic substance content of 39.9%, a viscosity of a 20% solution of 41.5 cP (Brookfeld LVF viscometer, rotor No. 1, speed 60 s -1 ) and a residual monomer content,%: acrylic acid - 0.028, maleic acid - 0.173. The molecular weight distribution of the copolymer (MMP) is 1.13. The dispersing ability of the copolymer is 3912 mg Ca / g of copolymer.

Диспергирующую способность определяют методом, сущность которого заключается в титровании раствора сополимера раствором ацетата кальция в присутствии карбоната натрия. Для этого 10 мл 0,1%-го водного раствора сополимера помещают в коническую колбу, добавляют туда 1,0 мл 10%-ного водного раствора карбоната натрия, 89 мл воды и после тщательного перемешивания оттитровывают водным раствором ацетата кальция с концентрацией 0,25 моль/л до появления устойчивого помутнения. По объему раствора ацетата кальция, пошедшего на титрование, оценивают диспергирующую способность сополимера, которая измеряется в мг Са/г сополимера.Dispersing ability is determined by the method, the essence of which is the titration of a copolymer solution with a solution of calcium acetate in the presence of sodium carbonate. For this, 10 ml of a 0.1% aqueous solution of the copolymer is placed in a conical flask, 1.0 ml of a 10% aqueous solution of sodium carbonate, 89 ml of water are added thereto and, after thorough mixing, it is titrated with an aqueous solution of calcium acetate with a concentration of 0.25 mol / l until a steady turbidity. The volume of the solution of calcium acetate, which went to the titration, evaluate the dispersing ability of the copolymer, which is measured in mg Ca / g of copolymer.

Пример 2.Example 2

Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. На основной стадии сополимеризации в реактор через первое дозировочное устройство вводят раствор акриловой кислоты, приготовленный из 18,40 мас.ч. акриловой кислоты и 19,27 мас.ч. воды, на стадии дополимеризации первую выдержку реакционной массы проводят в течение 60 мин и дополнительную нейтрализацию проводят введением 23,0 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 90%). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out as in example 1, with the following differences. At the main stage of copolymerization, a solution of acrylic acid prepared from 18.40 parts by weight is introduced into the reactor through the first dosing device. acrylic acid and 19.27 parts by weight water, at the stage of additional polymerization, the first exposure of the reaction mass is carried out for 60 minutes and additional neutralization is carried out by the introduction of 23.0 parts by weight 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 90%). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 3Example 3

Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. В реактор загружают 9,22 мас.ч. малеиновой кислоты, 13,34 мас.ч. воды и 8,11 мас.ч. 30%-ного водного раствора аммиака. Содержимое реактора нагревают до 85°С и постепенно в течение 3 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство 41,38 мас.ч. раствора нейтрализованной на 30% акриловой кислоты, приготовленного из 17,12 мас.ч. акриловой кислоты, 20,22 мас.ч. воды и 4,04 мас.ч. 30%-ного водного раствора аммиака, и через второе дозировочное устройство - 3,95 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). Вторую порцию инициатора вводят в количестве 1,32 мас.ч. (общее количество перекиси водорода составляет 4% от суммарной массы мономеров). Для дополимеризации остаточных мономеров реакционную смесь сначала выдерживают 45 мин при температуре полимеризации (первая выдержка), затем в нее вводят единовременно 0,026 мас.ч. персульфата калия (0,10% от суммарной массы мономеров) и снова выдерживают смесь 75 мин при температуре полимеризации (вторая выдержка). Дополнительную нейтрализацию полученного сополимера проводят введением 8,08 мас.ч. 30%-ного водного раствора аммиака (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 90%). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out as in example 1, with the following differences. 9.22 parts by weight are charged into the reactor. maleic acid, 13.34 parts by weight water and 8.11 parts by weight 30% aqueous ammonia. The contents of the reactor are heated to 85 ° C and gradually within 3 hours, 41.38 parts by weight are introduced into it simultaneously through the first dosing device. a solution of neutralized to 30% acrylic acid prepared from 17,12 wt.h. acrylic acid, 20.22 parts by weight water and 4.04 parts by weight 30% aqueous ammonia solution, and through the second metering device - 3.95 wt.h. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). The second portion of the initiator is introduced in an amount of 1.32 wt.h. (the total amount of hydrogen peroxide is 4% of the total mass of monomers). To additionally polymerize the residual monomers, the reaction mixture is first maintained for 45 minutes at the polymerization temperature (first exposure), then 0.026 parts by weight are introduced into it at a time. potassium persulfate (0.10% of the total mass of monomers) and again the mixture is kept for 75 minutes at the polymerization temperature (second exposure). Additional neutralization of the obtained copolymer is carried out by the introduction of 8.08 wt.h. 30% aqueous ammonia solution (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 90%). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 4Example 4

Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. В реактор загружают 6,58 мас.ч. малеиновой кислоты, 1,01 мас.ч. воды и 34,04 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси калия (степень нейтрализации малеиновой кислоты составляет 80%). Содержимое реактора нагревают до 105°С и постепенно в течение 5 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство 35,13 мас.ч. раствора нейтрализованной на 40% акриловой кислоты, приготовленного из 19,76 мас.ч. акриловой кислоты, 1,01 мас.ч. воды и 15,37 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси калия, и через второе дозировочное устройство - 3,29 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). Вторую порцию инициатора вводят в количестве 0,66 мас.ч. (общее количество перекиси водорода составляет 3% от суммарной массы мономеров). Дополнительную нейтрализацию полученного сополимера проводят введением 15,37 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси калия (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 80%). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out as in example 1, with the following differences. 6.58 parts by weight are charged into the reactor. maleic acid, 1.01 parts by weight water and 34.04 parts by weight 40% aqueous potassium hydroxide solution (the degree of neutralization of maleic acid is 80%). The contents of the reactor are heated to 105 ° C and gradually within 5 hours at the same time through the first dosing device 35.13 wt.h. a solution of neutralized to 40% acrylic acid prepared from 19.76 wt.h. acrylic acid, 1.01 parts by weight water and 15.37 parts by weight 40% aqueous solution of potassium hydroxide, and through the second metering device - 3.29 wt.h. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). The second portion of the initiator is administered in an amount of 0.66 wt.h. (the total amount of hydrogen peroxide is 3% of the total mass of monomers). Additional neutralization of the obtained copolymer is carried out by the introduction of 15.37 wt.h. 40% aqueous solution of potassium hydroxide (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 80%). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 5Example 5

Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. Содержимое реактора нагревают до 90°С и постепенно в течение 6 часов в него одновременно с раствором нейтрализованной акриловой кислоты через второе дозировочное устройство вводят 4,86 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). Вторую порцию инициатора вводят в количестве 0,41 мас.ч. в течение 30 мин (общее количество перекиси водорода составляет 4% от суммарной массы мономеров). При дополимеризации остаточных мономеров реакционную смесь сначала выдерживают 35 мин при температуре полимеризации (первая выдержка), затем в нее вводят единовременно 0,03 мас.ч. персульфата аммония (0,10% от суммарной массы мономеров). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out as in example 1, with the following differences. The contents of the reactor are heated to 90 ° C and 4.86 wt.h. are introduced into the reactor simultaneously with a solution of neutralized acrylic acid through a second metering device over a period of 6 hours. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). The second portion of the initiator is administered in an amount of 0.41 parts by weight within 30 minutes (the total amount of hydrogen peroxide is 4% of the total mass of monomers). When the residual monomers were copolymerized, the reaction mixture was first incubated for 35 minutes at the polymerization temperature (first exposure), then 0.03 wt.h. ammonium persulfate (0.10% of the total mass of monomers). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 6Example 6

Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. В реактор загружают 6,58 мас.ч. малеиновой кислоты, 6,42 мас.ч. воды и 10,21 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации малеиновой кислоты составляет 90%). Содержимое реактора нагревают до 100°С и постепенно в течение 5 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство раствор акриловой кислоты, приготовленный из 19,76 мас.ч. акриловой кислоты и 18,6 мас.ч. воды, и через второе дозировочное устройство - 3,44 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). Вторую порцию инициатора вводят в количестве 0,51 мас.ч. в течение 45 мин (общее количество перекиси водорода составляет 3% от суммарной массы мономеров). Для дополимеризации остаточных мономеров реакционную смесь сначала выдерживают 45 мин при температуре полимеризации (первая выдержка), затем в нее вводят единовременно 0,045 мас.ч. персульфата аммония (0,15% от суммарной массы мономеров) и снова выдерживают смесь 45 мин при температуре полимеризации (вторая выдержка). Дополнительную нейтрализацию полученного сополимера проводят без предварительного охлаждения введением 21,96 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 85%). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out as in example 1, with the following differences. 6.58 parts by weight are charged into the reactor. maleic acid, 6.42 parts by weight water and 10.21 parts by weight 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of maleic acid is 90%). The contents of the reactor are heated to 100 ° C and gradually over a period of 5 hours, a solution of acrylic acid prepared from 19.76 parts by weight is introduced through the first dosing device into it. acrylic acid and 18.6 parts by weight water, and through the second dosing device - 3.44 wt.h. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). The second portion of the initiator is administered in an amount of 0.51 parts by weight within 45 min (the total amount of hydrogen peroxide is 3% of the total mass of monomers). To additionally polymerize the residual monomers, the reaction mixture is first allowed to stand for 45 minutes at the polymerization temperature (first exposure), then 0.045 parts by weight are introduced into it at a time. ammonium persulfate (0.15% of the total weight of the monomers) and again stand the mixture for 45 minutes at the polymerization temperature (second exposure). Additional neutralization of the obtained copolymer is carried out without preliminary cooling by the introduction of 21.96 wt.h. 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 85%). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 7Example 7

Процесс проводят в реакторе, аналогичном по примеру 1, только снабженном тремя дозировочными устройствами. Процесс проводят так же, как в примере 1, со следующими отличиями. В реактор загружают 9,22 мас.ч. малеиновой кислоты, 9,03 мас.ч. воды и 14,31 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации малеиновой кислоты составляет 90%). Содержимое реактора нагревают до 85°С и постепенно в течение 4 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство 37,34 мас.ч. раствора акриловой кислоты, приготовленного из 17,12 мас.ч. акриловой кислоты и 20,22 мас.ч. воды, через второе дозировочное устройство - 4,04 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия и через третье - 3,16 мас.ч. 20%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). Вторую порцию инициатора вводят в количестве 0,79 мас.ч. в течение 60 мин (общее количество перекиси водорода составляет 3% от суммарной массы мономеров). При дополимеризации остаточных мономеров продолжительность первой выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации составляет 45 мин, продолжительность второй - 90 мин. Дополнительную нейтрализацию полученного сополимера не проводят (степень нейтрализации карбоксильных групп в сополимере составляет 60%). Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out in a reactor similar to that in Example 1, only equipped with three metering devices. The process is carried out as in example 1, with the following differences. 9.22 parts by weight are charged into the reactor. maleic acid, 9.03 parts by weight water and 14.31 parts by weight 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of maleic acid is 90%). The contents of the reactor are heated to 85 ° C and gradually for 4 hours, 37.34 parts by weight are introduced into it simultaneously through the first dosing device. a solution of acrylic acid prepared from 17.12 wt.h. acrylic acid and 20.22 parts by weight water, through the second dosing device - 4.04 wt.h. 40% aqueous solution of sodium hydroxide and through the third - 3.16 wt.h. 20% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). The second portion of the initiator is administered in an amount of 0.79 parts by weight. within 60 minutes (the total amount of hydrogen peroxide is 3% of the total mass of monomers). When the residual monomers are copolymerized, the duration of the first exposure of the reaction mixture at the polymerization temperature is 45 minutes, the duration of the second is 90 minutes No additional neutralization of the obtained copolymer is carried out (the degree of neutralization of carboxyl groups in the copolymer is 60%). The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

Пример 8 (по прототипу)Example 8 (prototype)

Процесс проводят в реакторе, как в примере 1. В реактор загружают 7,94 мас.ч. малеиновой кислоты, 8,35 мас.ч. воды и 10,95 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия (степень нейтрализации малеиновой кислоты составляет 90%). Основную стадию сополимеризации проводят следующим образом. Содержимое реактора нагревают до 100°С и постепенно в течение 5 часов в него одновременно вводят через первое дозировочное устройство 45,35 мас.ч. раствора нейтрализованной на 30% акриловой кислоты, приготовленного из 18,40 мас.ч. акриловой кислоты, 19,27 мас.ч. воды и 7,68 мас.ч. 40%-ного водного раствора гидроокиси натрия, и через второе дозировочное устройство - 9,55 мас.ч. 4,6%-ного водного раствора перекиси водорода (первая порция инициатора). По окончании совместного дозирования раствора акриловой кислоты и перекиси водорода продолжают дозировать в течение 60 мин 1,90 мас.ч. раствора перекиси водорода (вторая порция инициатора), (общее количество перекиси водорода составляет 2% от суммарной массы мономеров). Для дополимеризации остаточных мономеров реакционную смесь выдерживают 120 мин при температуре полимеризации. Свойства полученного сополимера приведены в таблице.The process is carried out in a reactor, as in example 1. 7.94 parts by weight are charged to the reactor. maleic acid, 8.35 parts by weight water and 10.95 parts by weight 40% aqueous sodium hydroxide solution (the degree of neutralization of maleic acid is 90%). The main stage of copolymerization is carried out as follows. The contents of the reactor are heated to 100 ° C and 45.35 parts by weight are simultaneously introduced into it simultaneously over the course of 5 hours through the first dosing device. a solution of neutralized to 30% acrylic acid prepared from 18.40 parts by weight acrylic acid, 19.27 parts by weight water and 7.68 parts by weight 40% aqueous solution of sodium hydroxide, and through the second dosing device - 9.55 wt.h. 4.6% aqueous hydrogen peroxide solution (first portion of initiator). At the end of the joint dosing of a solution of acrylic acid and hydrogen peroxide continue to dose for 60 minutes 1.90 wt.h. a solution of hydrogen peroxide (the second portion of the initiator), (the total amount of hydrogen peroxide is 2% of the total mass of monomers). For the copolymerization of residual monomers, the reaction mixture was held for 120 minutes at the polymerization temperature. The properties of the obtained copolymer are shown in the table.

ТаблицаTable Условия синтеза и свойства сополимеровSynthesis conditions and copolymer properties ПоказательIndicator Условия синтеза по примерамSynthesis conditions by examples 1one 22 33 4four 55 66 77 По прототипуAccording to the prototype Основная стадия сополимеризацииThe main stage of copolymerization Соотношение АК:МКAK: MK ratio 70:3070:30 70:3070:30 65:3565:35 75:2575:25 70:3070:30 75:2575:25 65:3565:35 70:3070:30 Нейтрализующий агентNeutralizing agent NaOHNaOH NaOHNaOH NH4OHNH 4 OH KOHKoh NaOHNaOH NaOHNaOH NaOHNaOH NaOHNaOH Степень нейтрализации, %The degree of neutralization,% АКAK 30thirty 00 30thirty 4040 30thirty 00 30thirty 30thirty МКMK 9090 9090 9090 8080 9090 9090 9090 9090 Температура сополимеризации, °СThe copolymerization temperature, ° C 9595 9595 8585 105105 9090 100one hundred 8585 100one hundred Общее количество H2O2, %The total amount of H 2 O 2 ,% 22 22 4four 33 4four 33 33 22 Время введенияIntroduction time АК и первой порции Н2О2, чAK and the first portion of H 2 O 2 , h 55 55 33 55 66 55 4four 55 второй порции Н2О2, минthe second portion of N 2 About 2 min 6060 6060 6060 6060 30thirty 4545 6060 6060 Стадия дополимеризацииStage copolymerization Время первой выдержки, минFirst exposure time, min 4040 6060 4545 4040 3535 4545 4545 120120 Инициатор полимеризации, %Polymerization initiator,% персульфат калияpotassium persulfate 0,150.15 0,150.15 0,10.1 0,150.15 0,150.15 персульфат аммонияammonium persulfate 0,10.1 0,150.15 Время второй выдержки, минThe second exposure time, min 6060 6060 7575 6060 6060 4545 9090

ПоказательIndicator Свойства сополимеров по примерамThe properties of the copolymers of the examples 1one 22 33 4four 55 66 77 По прототипуAccording to the prototype Степень нейтрализации сополимера, %The degree of neutralization of the copolymer,% 9090 9090 9090 8080 9090 8585 6060 6060 Содержание основного вещества в растворе, %The content of the main substance in solution,% 39,939.9 41,241.2 39,939.9 41,541.5 40,040,0 39,939.9 38,738.7 36,236,2 Вязкость, сПViscosity, cP 41,541.5 40,340.3 20,020,0 35,535.5 30,730.7 38,838.8 29,529.5 4444 Содержание остаточных мономеров, %The content of residual monomers,% АКAK 0,0280,028 0,0100.010 0,0230,023 0,0120.012 0,0100.010 0,0150.015 0,0200,020 0,0500,050 МКMK 0,1730.173 0,1560.156 0,2100.210 0,0750,075 0,2270.227 0,0730,073 0,1290.129 0,3400.340 Показатель ММРMMP 1,131.13 1,161.16 1,081,08 1,101.10 1,121.12 1,111,11 1,151.15 1,281.28 Диспергирующая способность, мг Са/г сополимераDispersing ability, mg Ca / g copolymer 39123912 37003700 48144814 47924792 41004100 41144114 40024002 24222422

Claims (1)

Способ получения водных растворов сополимеров, включающий основную стадию сополимеризации частично нейтрализованных акриловой и малеиновой кислот в присутствии перекиси водорода в количестве 2-4% от суммарной массы мономеров при температуре 85-105°С в водной среде, которую осуществляют путем постепенного введения в течение 3-6 ч в водный раствор частично нейтрализованной малеиновой кислоты водного раствора перекиси водорода и одновременного постепенного введения водного раствора частично нейтрализованной акриловой кислоты, или водного раствора свободной акриловой кислоты, или водных растворов свободной акриловой кислоты и основания, и последующего продолжения введения перекиси водорода в течение 30-60 мин после окончания одновременного введения перекиси водорода и акриловой кислоты, и стадию дополимеризации путем выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации, отличающийся тем, что стадию дополимеризации осуществляют путем выдержки реакционной смеси при температуре полимеризации в течение 35-60 мин, последующего единовременного введения персульфата калия или аммония в количестве 0,10-0,15% от суммарной массы мономеров и последующей выдержки при температуре полимеризации в течение 45-90 мин. The method of obtaining aqueous solutions of copolymers, including the main stage of copolymerization of partially neutralized acrylic and maleic acids in the presence of hydrogen peroxide in the amount of 2-4% of the total mass of monomers at a temperature of 85-105 ° C in an aqueous medium, which is carried out by gradual introduction for 3- 6 hours in an aqueous solution of partially neutralized maleic acid in an aqueous solution of hydrogen peroxide and the simultaneous gradual introduction of an aqueous solution of partially neutralized acrylic acid, or aqueous a solution of free acrylic acid, or aqueous solutions of free acrylic acid and a base, and then continuing the introduction of hydrogen peroxide for 30-60 minutes after the simultaneous introduction of hydrogen peroxide and acrylic acid, and the stage of additional polymerisation by holding the reaction mixture at the polymerization temperature, characterized in that the stage of additional polymerization is carried out by holding the reaction mixture at a polymerization temperature for 35-60 minutes, subsequent simultaneous administration of potassium persulfate I or ammonium in an amount of 0.10-0.15% of the total mass of monomers and subsequent exposure at the polymerization temperature for 45-90 minutes.
RU2008130449/04A 2008-07-22 2008-07-22 Method of preparing aqueous solutions of copolymers RU2373228C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130449/04A RU2373228C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of preparing aqueous solutions of copolymers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130449/04A RU2373228C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of preparing aqueous solutions of copolymers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373228C1 true RU2373228C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130449/04A RU2373228C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of preparing aqueous solutions of copolymers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373228C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593591C2 (en) * 2011-02-04 2016-08-10 Басф Се Low-molecular, phosphorus-containing polyacrylic acids and use thereof as scale inhibitors in water supply systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593591C2 (en) * 2011-02-04 2016-08-10 Басф Се Low-molecular, phosphorus-containing polyacrylic acids and use thereof as scale inhibitors in water supply systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5297740A (en) Process for the production of polyacrylic acids
AU676841B2 (en) Easy to disperse polycarboxylic acid thickeners
CN101445569B (en) Method for making polymers
EP0969024B1 (en) Detergent builder, production process therefor, and poly(meth)acrylic acid (or salt) polymer and use thereof
CN102070742B (en) Method for synthesizing acrylic acid-maleic anhydride copolymer in aqueous phase by RAFT method
JP4171029B2 (en) Method for producing vinylpyrrolidone polymer
JP2007520584A (en) Production of vinyl alcohol copolymer
KR20180034607A (en) The partially decarboxylated polycarboxylic acid polymer
RU2373228C1 (en) Method of preparing aqueous solutions of copolymers
JPWO2013031890A1 (en) Poly (meth) acrylic acid polymer composition
ATE499985T1 (en) SEMI-CONTINUOUSLY OPERATED PROCESS FOR PRODUCING COPOLYMERS
CN111285966B (en) Modified strong anionic polymer flocculant and preparation method thereof
CN105504135A (en) Method for preparing sodium salt derivative of acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid copolymer
JPH0314046B2 (en)
Tsubokawa et al. γ‐poly (glutamic acid) as an initiator of cationic polymerization of N‐vinylcarbazole and N‐vinyl‐2‐pyrrolidone
JP7076443B2 (en) Isopropanol and solution polymerization in water
RU2397991C1 (en) Method of preparing aqueous solutions of copolymers
JP3338677B2 (en) Method for producing vinylpyrrolidone polymer
CN115397876A (en) Copolymer formulations of poly (itaconic acid-co-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) for detergent compositions for use in dishwashers
TW201211087A (en) Method of manufacturing alkylsulfonate modified vinyl alcohol copolymers
JP2001048938A (en) New polymer and its use
JPS59213714A (en) Manufacture of maleic acid copolymer
JPS60212410A (en) Preparation of maleate copolymer
SU558032A1 (en) The method of obtaining graft copolymers
RU2235103C2 (en) Method for preparing water-soluble polymeric cation-exchange resin

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20110721