RU2536509C2 - Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения - Google Patents
Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536509C2 RU2536509C2 RU2011132599/05A RU2011132599A RU2536509C2 RU 2536509 C2 RU2536509 C2 RU 2536509C2 RU 2011132599/05 A RU2011132599/05 A RU 2011132599/05A RU 2011132599 A RU2011132599 A RU 2011132599A RU 2536509 C2 RU2536509 C2 RU 2536509C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acrylamide
- monomers
- retaining material
- mol
- filler
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical class OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 14
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical class COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 13
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012272 crop production Methods 0.000 abstract description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract 1
- -1 acryl Chemical group 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 19
- WPKYZIPODULRBM-UHFFFAOYSA-N azane;prop-2-enoic acid Chemical compound N.OC(=O)C=C WPKYZIPODULRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 14
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- VAPQAGMSICPBKJ-UHFFFAOYSA-N 2-nitroacridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC([N+](=O)[O-])=CC=C3N=C21 VAPQAGMSICPBKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229940009868 aluminum magnesium silicate Drugs 0.000 description 2
- WMGSQTMJHBYJMQ-UHFFFAOYSA-N aluminum;magnesium;silicate Chemical compound [Mg+2].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] WMGSQTMJHBYJMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- FQLQNUZHYYPPBT-UHFFFAOYSA-N potassium;azane Chemical compound N.[K+] FQLQNUZHYYPPBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к композиционному влагоудерживающему материалу, который может быть использован в растениеводстве для улучшения водно-воздушного и питательного режима почвы, а также восстановления растительности на почвах разного типа. Композиционный влагоудерживающий материал выполнен на основе акрилового сополимера и наполнителя. Акриловый сополимер выполнен на основе акриламида и солей акриловой кислоты при соотношении 20/80-80/20 мол.% в присутствии сшивающего агента N,N'-метилен-бис-акриламида и инициатора полимеризации. В качестве наполнителя используется смесь отходов биокаталитических производств акриловых мономеров и солей гуминовых кислот при соотношении 99/70-1/30 мас.% по сухому веществу в виде водной пасты или сухом порошкообразном виде. При этом общее содержание наполнителя составляет до 60 мас.%. Описан способ получения композиционного влагоудерживающего материала. Технический результат - пониженная себестоимость влагоудерживающего материала, наличие дополнительного источника питания растений, упрощение технологии изготовления наполненного геля при сохранении водосорбционных свойств на уровне существующих наполненных и не наполненных аналогов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 10 пр.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве для улучшения водно-воздушного и питательного режима почвы, а также восстановления растительности на почвах разного типа.
В настоящее время в регионах с недостаточной климатической влагообеспеченностью почв применяются полимерные материалы, обладающие высокой степенью водопоглощения (до нескольких сотен г воды на 1 г исходного сухого полимера). Их использование позволяет более устойчиво растениям переносить периоды резких климатических перепадов, снизить расход воды на полив в 1,5-2 раза, снизить вымывание из почв удобрений и микроэлементов. Наиболее эффективными являются акриловые полимерные материалы с трехмерной сетчатой структурой, а использование разного сочетания мономеров позволяет формировать сополимер с требуемыми потребительскими и эксплуатационными свойствами для разных типов почв.
В России широкому применению этих материалов в сельском хозяйстве при озеленении городских и промышленных ландшафтов препятствует их высокая стоимость. Одним из наиболее эффективных путей снижения стоимости влагоудерживающих материалов является использование дешевых наполнителей, которые также могут существенно модифицировать потребительские свойства сополимеров и являться дополнительным источником питания растений.
Известны сшитые акриловые сополимеры для увеличения водоудержания и структурирования почв в садоводческом и сельском хозяйстве (а.с. 1481326, патенты РФ 2015141, 2074200, 2089561) на основе акриловой кислоты, ее солей и акриламида. В качестве сшивающих агентов используются аллиловые производные целлюлозы, N,N'-метилен-бис-акриламид, производные диакрилатов, соли кобальта. Полимерные материалы, полученные по способам указанных патентов, обеспечивают высокий уровень водопоглощения - до нескольких сотен г воды на 1 г сухого полимера. Однако достигаемые высокие степени водопоглощения приводят к снижению физико-механических характеристик набухшего водопоглощающего материала, что заметно снижает его эффективность при его эксплуатации в почве - с ростом глубины закладки материалов резко снижается их степень водопоглощения, происходит более быстрое разрушение материала, возникает необходимость дополнительного внесения.
Известен способ получения наполненного акрилового сополимера на основе акриловой кислоты (АК), акрилата аммония (АкАмм), стирола (Ст) и алюмомагнезиального силиката в качестве суперабсорбента для влагозадержания и структурирования почв в сельском хозяйстве (патент RU 2128191 C1, кл. C08F 220/06, 1990). Данный сополимер содержит наполнитель алюмомагнезиальный силикат в количестве 0,13-10,3 вес.% от мономеров. Получение наполненного материала осуществляется сополимеризацией акриловых сополимеров и Ст в присутствии 20% водного раствора аммиака, персульфата калия и алюмомагнезиального силиката при температуре 100-120°C. Недостатком способа является невысокая степень наполнения, заявленная операция промывки полученного тройного сополимера. К недостаткам также можно отнести необходимость утилизации промывных вод, содержащих смесь токсичных остаточных мономеров, и утилизация паров токсичных соединений азота при использовании водных растворов аммиака в ходе сополимеризации при повышенных температурах.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения наполненного влагонабухающего почвенного кондиционера (патент RU 2189382 C2, кл. C09K 17/40, 2002), основанный на технологии одновременного смешения акриловых мономеров с наполнителем, сшивающим агентом, компонентами инициирующей системы и дальнейшей полимеризации данной смеси.
Полимерной основой прототипа является акриловый сополимер, получаемый радикальной сополимеризацией акриламида, акриловой кислоты и акрилата аммония. В качестве наполнителя используется бентонитовая или палыгорскитовая глина в виде тонкодисперсного порошка в массовом соотношении мономер : глинистый наполнитель от 1:0,25 до 1:1,5. Способ получения заключается в смешении мономеров и наполнителей до образования однородной, агрегативно устойчивой дисперсной системы, затем вводят инициаторы полимеризации (персульфат калия и метабисульфит натрия). Индукционный период до начала полимеризации от 5 минут до 1 часа. Продолжительность полимеризации от 1 до 4 часов при температуре от 35 до 90°C. Затем полученный гель измельчают на некрупные куски, подвергают их обработке водным раствором гидроксида калия при температуре 80÷90°C в течение 30 мин, сушат в ленточной сушилке и измельчают.
Недостатком данного способа является использование наполнителя, способного к набуханию в водной среде, вследствие чего сильно возрастает вязкость композиции. Высокая вязкость композиции при осуществлении процесса в реакторе большого объема не гарантирует равномерное распределение компонентов и, соответственно, вопроизводимость предложенного способа получения композиции и характеристик конечного продукта или приводит к значительному увеличению времени перемешивания для получения однородной композиции.
Задачей изобретения является создание композиционного влагоудерживающего материала с пониженной себестоимостью, наличием дополнительных источников питания растений, упрощение технологии изготовления наполненного геля при сохранении водособционных свойств на уровне существующих наполненных и ненаполненных аналогов.
Задача решается за счет того, что в предлагаемом способе наполнитель, представляющий смесь твердых отходов биокаталитического производства акриловых мономеров (акриламида и акрилата аммония) и солей гуминовых кислот в виде водной пасты в соотношении 99/70÷1/30 масс.% по сухому веществу, в количестве до 60 масс.% от суммы мономеров в перерасчете на сухой вес, смешивается с водными растворами акриламида и солей акриловой кислоты (аммония или калия) в соотношении 20/80÷80/20 (мольн.%), сшивающим агентом в количестве 0,10÷1,00 мольн.% от суммы мономеров и инициаторами полимеризации (персульфат аммония (калия) и сульфит натрия) в количестве по 0,10÷2,00 мольн.% каждого от суммы мономеров и затем полимеризуется в течение 20÷60 минут. Наполнитель может использоваться как в виде водной пасты так и в сухом порошкообразном виде.
Сущность изобретения заключается в следующем. В цилиндрический реактор с рубашкой водооборота по боковой поверхности, снабженный перемешивающим устройством, загружаются водный раствор акриламида (AA) и сшивающий агент N,N'-мэтилен-бис-акриламид (МБАА) в количестве 0,10÷1,00 мольн.% от суммы мономеров, которые перемешиваются в течение 5÷30 минут до полного растворения сшивающего агента. Далее при перемешивании вводятся водные растворы солей акриловой кислоты (АК): акрилат аммония (АкАм) или акрилат калия (АкК). Соотношение акриламида и солей акриловой кислоты 20/80÷80/20 (мольн.%). Затем добавляется наполнитель, представляющий смесь твердых отходов биокаталитического производства акриловых мономеров (акриламида и акрилата аммония) и солей гуминовых кислот в виде водной пасты в соотношении 99/70÷1/30 масс.% по сухому веществу, в количестве до 60 масс.% от суммы мономеров в перерасчете на сухой вес. Проводится перемешивание компонентов до образования однородной дисперсной системы (температура 10÷25°C, время перемешивания 3÷30 мин). После ввода инициаторов персульфата аммония (ПСА) и сульфита натрия (СН) в количестве по 0,10÷2,00 мольн.% каждого от суммы мономеров и перемешивания в течение 3÷15 минут мешалку выключают. Продолжительность процесса полимеризации 20÷60 минут, после чего проводится выгрузка полученного гелеобразного композиционного материала, его измельчение, сушка, дробление и рассев известными методами.
Основным наполнителем являются твердые отходы биокаталитического производства (ТОБК) водных растворов акриламида и акрилата аммония, представляющие собой густовязкую легкодиспергируемую массу, состоящую из отдельных клеток, клеточных агломератов и вспомогательных фильтрующих минеральных материалов, которые в существующих промышленных процессах после промывки от остаточных мономеров подвергаются захоронению. Преимуществом ТОБК перед бентонитовыми глинами является отсутствие способности к набуханию, то есть к резкому возрастанию вязкости композиции при вводе наполнителя в раствор мономеров, что позволяет снизить время смешения композиции и сократить весь производственный цикл получения почвенного влагоабсорбента.
Дополнительным наполнителем является пастообразная смесь солей гуминовых кислот (ГК), которые, кроме того, что сами являются структурантами почв и повышают урожайность сельскохозяйственных культур, также повышают устойчивость гумифицированных гелей к биодеструкции.
Наполнитель может использоваться как в виде пасты, так и в сухом порошкообразном виде. Для этого наполнители предварительно смешиваются, сушатся и измельчаются. Порошкообразная форма позволяет сократить время смешения до 3÷15 минут до получения однородной композиции и общее время получения наполненного акрилового сополимера, а также повысить водосорбционные свойства конечного продукта.
Получаемый полимерный материал, наполненный твердыми отходами производства акриловых мономеров и солями гуминовых кислот, имеет сетчатую структуру и способен поглощать 400÷750 грамм воды на 1 грамм сухого полимера. Это позволяет использовать его как влагоудерживающий материал, не уступающий по водосорбционным свойствам существующим аналогам, применяемым в сельском хозяйстве, озеленении городских и промышленных ландшафтов, а также для укрепления грунтов.
Данное изобретение представляется следующими примерами.
Пример №1.
В стеклянном реакторе объемом 1 л смешиваются 149,1 г водного 30% раствора акриламида и 0,2 г МБАА, производится перемешивание в течение 15 минут до полного растворения порошка. Вводится 260,3 г 21% водного раствора акрилата аммония и при постоянном перемешивании вводятся 29,2 г ТОБК и 12,5 г ГК по сухому веществу в виде пасты. Через 30 мин перемешивания (после получения однородной суспензии - контроль визуальный) производится ввод водных растворов инициаторов (0,57 г персульфата аммония и 0,31 г сульфита натрия в виде водных растворов). После перемешивания в течение 3 минут мешалка выключается. Время полимеризации 20 минут. Затем производиться резка полученного геля, после чего производится сушка горячим воздухом до твердого состояния и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №2.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1. Производится смешение в цилиндрическом металлическом реакторе 892,8 г 30% раствора акриламида и 2,3 г МБАА в течение 5 минут, добавляется 1558,8 г 21% раствора акрилата аммония. Далее вводятся наполнители в количестве 265,1 г ТОБК и 2,7 г ГК по сухому веществу в сухом порошкообразном виде, перемешивание композиции проводится в течение 3 минут. После чего вводятся инициаторы ПСА и СН в количестве 3,4 г и 1,9 г соответственно в виде водных растворов. Время перемешивания - 15 минут. По окончании полимеризации (40 минут) производится резка гелеобразного продукта, сушка, измельчение и рассев.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №3.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1, за исключением использования акрилата калия вместо акрилата аммония. Навеска 131,6 г 30% водного раствора акриламида смешивается с 0,34 г сшивающего агента МБАА при перемешивании в течение 30 минут до получения прозрачной смеси. После ввода 284,7 г 21% раствора акрилата калия и наполнителей в количестве 31,3 г ТОБК и 13,4 г ГК по сухому веществу в пастообразной форме производится перемешивание данной смеси в течение 30 минут, вводятся 2,5 г ПСА и 1,4 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 15 минут, полимеризации - 60 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №4.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1 путем смешения 55,5 г 30% водного раствора акриламида и 0,5 г МБАА. После 30 минут перемешивания вводится 387,8 г 21% водного раствора акрилата аммония, затем - 50,0 г ТОБК и 8,8 г ГК в сухого порошка. Далее производится перемешивание в течение 15 минут, вводятся 1,3 г ПСА и 0,7 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 5 минут, полимеризации - 60 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №5.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1. 110,8 г 30% водного раствора акриламида смешивается с 1,8 г сшивающего агента МБАА при перемешивании в течение 25 минут до получения прозрачной смеси. После ввода 290,1 г 21% раствора акрилата аммония, вводятся наполнители в количестве 39,6 г ТОБК и 17,0 г ГК по сухому веществу в пастообразной форме. Далее производится перемешивание в течение 3 минут, вводятся 5,2 г ПСА и 2,9 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 5 минут, полимеризации - 20 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №6.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1, за исключением использования акрилата калия вместо акрилата аммония. 252,5 г 30% водного раствора акриламида смешивается с 2,9 г сшивающего агента МБАА при перемешивании в течение 30 минут до получения прозрачной смеси. После ввода 99,5 21% раствора акрилата калия и наполнителей в количестве 41,7 г ТОБК и 22,4 г ГК по сухому веществу в пастообразной форме производится перемешивание в течение 30 минут, вводятся 5,7 г ПСА и 3,2 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 15 минут, полимеризации - 20 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №7.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1 в стеклянном реакторе объемом 5 л. 704,8 г 30% водного раствора акриламида смешивается с 7,6 г сшивающего агента МБАА при перемешивании в течение 30 минут до получения прозрачной смеси. После ввода 820,6 г 21% раствора акрилата калия вводятся наполнители в количестве 54,1 г ТОБК и 23,2 г ГК в пастообразной форме. Далее перемешивание в течение 30 минут, ввод 11,2 г ПСА и 6,2 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 15 минут, полимеризации - 60 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №8.
Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №1, за исключением использования акрилата калия вместо акрилата аммония. 46,7 г 30% водного раствора акриламида смешивается с 0,3 г сшивающего агента МБАА при перемешивании в течение 20 минут до получения прозрачной смеси. После ввода 404,0 г 21% раствора акрилата калия вводятся наполнители в количестве 44,5 г ТОБК и 14,8 г ГК по сухому веществу в порошкообразной форме. Затем перемешивание в течение 25 минут, вводятся 1,1 г ПСА и 0,6 г СН в виде водных растворов. Время перемешивания - 15 минут, полимеризации - 60 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №9. Получение композиционного материала осуществляется аналогично примеру №8, за исключением использования наполнителей в пастообразной форме.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
Пример №10.
Получение акрилового композиционного материала осуществляется в реакторе из нержавеющей стали с планетарной мешалкой объемом 5 л. Производится смешение 2449,8 г 30% водного раствора акриламида и 9,9 г МБАА, после перемешивания до полного растворения в течение 30 минут сшивающего агента проводится загрузка 1098,1 г 21% водного раствора акрилата аммония, наполнителей в количестве 521,4 г ТОБК и 57,9 г ГК по сухому веществу в пастообразной форме. После 30 минут перемешивания загружаются 29,5 г ПСА и 16,3 г СН в виде водных растворов. Затем перемешивание 15 минут и полимеризация в течение 60 минут, после чего производится резка, сушка и измельчение.
Характеристики полученного порошкообразного композиционного влагоудерживающего материала приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||||||||
| Заявляемые характеристики | Пример №1 | Пример №2 | Пример №3 | Пример №4 | Пример №5 | Пример №6 | Пример №7 | Пример №8 | Пример №9 | Пример №10 | Пример по прототипу |
| Соотношение АА/ соль Ак | 50/50 АА/АкАм | 50/50 АА/АкАм | 50/50 АА/АкК | 20/80 АА/АкАм | 40/60 АА/АкАм | 75/25 АА/АкК | 60/40 АА/АкАм | 20/80 АА/АкК | 20/80 АА/АкК | 80/20 АА/АкАм | 100/0 |
| МБАА, мольн.% от ΣM | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,3 | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 0,2 | 0,2 | 0,5 | 0,025-0,15 |
| Наполнитель: вес.% от ΣM | 42 | 45 | 45 | 60 | 60 | 65 | 20 | 60 | 60 | 60 | до 60 |
| Соотношение заявляемых наполнителей ТОБК : ГК (масс.%) | 70/30 | 99/1 | 70/30 | 85/15 | 70/30 | 65/35 | 70/30 | 75/25 | 75/25 | 90/10 | Бентонитовая глина |
| Инициатор: мольн.% от ΣM | 0,2 | 0,2 | 1,0 | 0,5 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
| Водопоглощение, г/г | 455 | 590 | 620 | 710 | 400 | 250 | 460 | 750 | 680 | 400 | 300-640 |
Claims (2)
1. Композиционный влагоудерживающий материал, на основе акрилового сополимера и наполнителя, отличающийся тем, что акриловый сополимер выполнен на основе акриламида и солей акриловой кислоты при соотношении 20/80-80/20 мол.% в присутствии сшивающего агента N, N′-метилен-бис-акриламида в количестве 0,10-1,00 мол.% от суммы мономеров и инициатора полимеризации, выбранного из персульфата калия или аммония и сульфита натрия в количестве по 0,10-2,0 мол.% каждого от суммы мономеров, где в качестве наполнителя используется смесь отходов биокаталитических производств акриловых мономеров и солей гуминовых кислот при соотношении 99/70-1/30 мас.% по сухому веществу в виде водной пасты или в сухом порошкообразном виде, при этом общее содержание наполнителей составляет до 60 мас.%.
2. Способ получения композиционного влагоудерживающего материала, включающий смешивание водного раствора акриламида и сшивающего агента N,N′-метилен-бис-акриламида в количестве 0,10-1,00 мол.% от суммы мономеров, перемешивание до полного растворения сшивающего агента, последующее введение водного раствора солей акриловой кислоты, где соотношение акриламида и солей акриловой кислоты составляет 20/80-80/20 мол.%, и наполнителя в сухом порошкообразном виде или в виде водной пасты, в качестве которого используют смесь отходов биокаталитических производств акриловых мономеров и солей гуминовых кислот в соотношении 99/70-1/30 мас.% по сухому веществу, в количестве до 60 мас.% от суммы мономеров в пересчете на сухой вес, перемешивание с последующим введением инициаторов полимеризации - персульфата калия или аммония и сульфита натрия в виде водных растворов в количестве по 0,10-2,00 мол.% каждого от суммы мономеров, с получением геля и последующими сушкой и измельчением.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132599/05A RU2536509C2 (ru) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011132599/05A RU2536509C2 (ru) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011132599A RU2011132599A (ru) | 2013-02-10 |
| RU2536509C2 true RU2536509C2 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=49119539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011132599/05A RU2536509C2 (ru) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2536509C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109806847B (zh) * | 2019-03-27 | 2022-05-06 | 陕西科技大学 | 一种腐植酸型多孔吸附材料及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2189382C2 (ru) * | 1998-07-02 | 2002-09-20 | Благотворительный фонд "Возрождение садов на Руси" | Влагонабухающий почвенный кондиционер и способ его получения |
| CN101215208A (zh) * | 2008-01-18 | 2008-07-09 | 师进 | 高活性生物营养保水剂及制备方法 |
-
2011
- 2011-08-03 RU RU2011132599/05A patent/RU2536509C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2189382C2 (ru) * | 1998-07-02 | 2002-09-20 | Благотворительный фонд "Возрождение садов на Руси" | Влагонабухающий почвенный кондиционер и способ его получения |
| CN101215208A (zh) * | 2008-01-18 | 2008-07-09 | 师进 | 高活性生物营养保水剂及制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БУДНИКОВ В.И. И ДР. Исследование водосорбционных характеристик наполненных акриловых сополимеров, Журнал прикладной химии, 2010, Т.83, вып. 8, с. 1284-1287. МАКСИМОВА Ю.Г. И ДР. Влияние гидрогелей полиакриламида на микрофлору почвы, Вестник Пермского университета, 2010, вып. 1(1), с. 45-49. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011132599A (ru) | 2013-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Synthesis of a slow‐release and superabsorbent nitrogen fertilizer and its properties | |
| JP4133807B2 (ja) | 鉱物性物質及びスポンジ構造の吸水性アニオン重合体を含有する組成物、並びにその製法及び用途 | |
| CA2179775C (en) | Cross-linked polymers with a porous structure | |
| BRPI0610229A2 (pt) | material hìbrido intumescìvel em água com aditivos inorgánicos e processo para sua preparação | |
| JP2005500407A5 (ru) | ||
| CN105837725B (zh) | 吸水性树脂及其制备方法 | |
| CN107428949A (zh) | 聚丙烯酸(盐)系吸水性树脂粉末及其制造方法、以及其评价方法 | |
| JP2008528740A (ja) | 水溶性または水で膨潤可能なポリマー、特に低い残留モノマー含量を有する、アクリルアミドおよび少なくとも１種のイオン性コモノマーからなる水溶性または水で膨潤可能なコポリマー | |
| AU2008235040B2 (en) | Apparatus and method for the application of soil conditioners | |
| RU2715380C1 (ru) | Способ получения влагопоглощающего композиционного полимерного материала с микробиологическими добавками | |
| JP2018145210A (ja) | 新規アクリル酸架橋重合体およびその使用 | |
| Kołodyńska et al. | Hydrogels from fundaments to application | |
| CN101045789A (zh) | 高白度吸水性树脂的制造方法 | |
| CN111511876B (zh) | 发热体组合物用吸水性树脂粉末、及发热体组合物 | |
| CN101333260A (zh) | 一种高吸水性树脂的制造方法 | |
| RU2189382C2 (ru) | Влагонабухающий почвенный кондиционер и способ его получения | |
| RU2536509C2 (ru) | Композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения | |
| JP2012080785A (ja) | 水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法 | |
| Tyliszczak et al. | PAA-based hybrid organic-inorganic fertilizers with controlled release | |
| US6484441B1 (en) | Method for increasing the pH value in acidic soil | |
| RU2643040C2 (ru) | Способ получения влагопоглощающего композиционного полимерного материала | |
| RU2639789C2 (ru) | Полимерный композиционный влагоудерживающий материал и способ его получения | |
| CN103374104A (zh) | 高吸水性树脂的制法 | |
| TWI432504B (zh) | 高吸水性樹脂的製法 | |
| JP2012080788A (ja) | 水膨潤性のペレット状植物育成用媒体およびその製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150804 |