SU1620447A1

SU1620447A1 - Method of producing water-soluble polyelectgrolyte

Info

Publication number: SU1620447A1
Application number: SU813286072A
Authority: SU
Inventors: Фарыхджон Алимович Артыков; Азиз Садрединович Зайнутдинов; Садриддин Асилович Зайнутдинов; Людмила Александровна Лильбок; Юрий Павлович Новиков; Карим Садыкович Ахмедов
Original assignee: Институт Химии Ан Узсср
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к способам получени водорастворимых полиэлектролитов на основе ненасыщенных карбоновых кислот, их производных и многоатомных спиртов, которые могут быть использованы в качестве флокул нтов при осветлении и сгущении различных дисперсных систем, а также в каче стве искусственных струк- турообразователей почв. Изобретение позвол ет расширить область использовани и улучшить сорбционные свойства полиэлектролитов за счет сопо- лимеризации акриловой или метакрило- вой кислоты и акрилата или метакри- лата аммони в присутствии многоатомного спирта и перекисиого инициатора . Сополимеризацию провод т при 60-80&deg;С в течение 3-6 мин при мол рных соотношени х соответственно 2 : : 1:1, 2:2:1 и 4:2:1. 1 табл. (ЛThe invention relates to methods for producing water-soluble polyelectrolytes based on unsaturated carboxylic acids, their derivatives and polyatomic alcohols, which can be used as flocculants in the clarification and thickening of various disperse systems, as well as artificial soil-forming structures. The invention allows to expand the field of use and to improve the sorption properties of polyelectrolytes due to the copolymerization of acrylic or methacrylic acid and acrylate or methacrylate ammonium in the presence of a polyhydric alcohol and a peroxide initiator. The copolymerization is carried out at 60-80 ° C for 3-6 minutes at a molar ratio of 2: 1: 1, 2: 2: 1 and 4: 2: 1, respectively. 1 tab. (L

Description

Изобретение относитс к способам получени водорастворимых полиэлектролитов на основе ненасыщенных карбоновых кислот, их производных и многоатомных спиртов, которые могут быть использованы в качестве флокул нтов при осветлении и сгущении различных дисперсных систем, а также в качестве искусственных структурообразова- телей почв.The invention relates to methods for producing water-soluble polyelectrolytes based on unsaturated carboxylic acids, their derivatives and polyatomic alcohols, which can be used as flocculants in the clarification and thickening of various disperse systems, as well as artificial soil structurant.

Известен способ получени водорастворимых полиэлектролитов сочоли- меризацией акриламида с акриловой или метакриловой кислотой, ее солью или эфиром в присутствии полиэтилен- гликол И частичным гидролизом амидогрупп полученного сополимера.A known method for producing water-soluble polyelectrolytes by the copolymerization of acrylamide with acrylic or methacrylic acid, its salt or ester in the presence of polyethylene glycol and partial hydrolysis of the amide groups of the obtained copolymer.

Полимеризацию провод т при рН 7,0 в токе газообразного азота в присутствии радикального инициатора при 25-35°С в течение 2-3 ч с последующей выдержкой образовавшегос гел при 93-94°С в течение 14 ч.The polymerization is carried out at a pH of 7.0 in a stream of gaseous nitrogen in the presence of a radical initiator at 25-35 ° C for 2-3 hours, followed by holding the resulting gel at 93-94 ° C for 14 hours.

Известный способ сложен и многостадиен .The known method is complex and multistage.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ получени полиэлектролита сополимериза- цией акриловой или метакриловой кислоты с акрилатом аммони в течение 10-20 мин в присутствии сульфамино- вой кислоты или силиката натри и перекисного инициатора.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of obtaining polyelectrolyte by copolymerizing acrylic or methacrylic acid with ammonium acrylate for 10-20 minutes in the presence of sulfamic acid or sodium silicate and peroxide initiator.

Полученный полиэлектролит используетс в качестве флокул нта и струк- турообразовател почв.The resulting polyelectrolyte is used as a flocculant and soil-forming agent.

СWITH

гоgo

оabout

Ј 4ъ JЈ 4J

Целью изобретени вл етс расширение области использовани и улучшение сорбционных свойств полиэлектролита .The aim of the invention is to expand the field of use and improve the sorption properties of polyelectrolyte.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени водорастворимого полиэлектролита сополимеризацией акриловой или ме- такриловой кислоты и акрилата или метакрилата аммони в присутствии органического соединени и перекис- ного инициатора в качестве органического соединени используют многоатомный спирт,The goal is achieved in that according to the method for producing a water-soluble polyelectrolyte by copolymerizing acrylic or methacrylic acid and ammonium acrylate or methacrylate in the presence of an organic compound and a peroxide initiator, a polyhydric alcohol is used as an organic compound

Сополимеризацию акриловой (метак- риловой) кислоты и акрилата (ме такрилата) аммони в присутствии многоатомных спиртов провод т при 60-80°С в течение 3-6 мин при мол рных соотношени х соответственно 2:1:1, 2:2:1 и 4:2:1, Полученные водорастворимые полиэлектролиты условно названы АЭ - на основе акриловой кислоты, акрилата аммони и зти- ленгликол ; МЭ - на основе метакриловой кислоты, метакрилата аммони и этиленгликол ; АГ - а основе акриловой кислоты, акрилата аммони и глицерина; МГ - на основе метакриловой кислоты, метакрилата аммони и глицерина The copolymerization of acrylic (methacrylic) acid and acrylate (methacrylate) ammonium in the presence of polyhydric alcohols is carried out at 60-80 ° C for 3-6 minutes at a molar ratio of 2: 1: 1, 2: 2: 1, respectively. and 4: 2: 1, The resulting water-soluble polyelectrolytes are conventionally called AE - based on acrylic acid, ammonium acrylate and methylene glycol; ME - based on methacrylic acid, ammonium methacrylate and ethylene glycol; AG - a basis of acrylic acid, ammonium acrylate and glycerin; MG - based on methacrylic acid, ammonium methacrylate and glycerin

Предлагаемый способ заключаетс в следующем.The proposed method is as follows.

Смешивают расчетные количества акриловой (метакриловой) кислоты, акрилата (метакрилата) аммони к этиленгликол или глицерина. К полученной массе добавл ют 30%-ный раствор перекиси водорода в количестве 0,1 - 1,0 мол.% от массы акриловой (метакриловой) кислоты и акрилата (метакрилата) аммони , тщательно перемешивают и нагревают на вод ной бане до бО-бО С. Начинающа с при этой температуре бурна реакци сопо лимеризаци протекает за 3-6 мин и сопровождаетс выделением тепла и па рЬв воды. В резупьтате повышени температуры реакционной массы в процессе полимеризации до 120-140°С происходит процесс амидировани кар- боксилатных аммонийных групп с выделением воды и процесс взаимодействи гидроксильной группы многоатомно го спирта с карбоксильной группой акриловой (метакриловой) кислоты с содержанием сложноэфирных групп с выделением паров воды. В результаMix the calculated amount of acrylic (methacrylic) acid, acrylate (methacrylate) ammonium to ethylene glycol or glycerin. A 30% solution of hydrogen peroxide in an amount of 0.1-1.0 mol.% Based on the mass of acrylic (methacrylic) acid and acrylate (methacrylate) ammonium is added to the resulting mass, mixed thoroughly and heated in a water bath to C. Beginning at this temperature, the hot reaction of copolymerization takes 3-6 minutes and is accompanied by the generation of heat and a vapor in water. In the result of increasing the temperature of the reaction mass in the process of polymerization to 120-140 ° C, the process of amidation of carboxyl ammonium groups occurs with the release of water and the process of interaction of the hydroxyl group of polyhydric alcohol with the carboxyl group of acrylic (methacrylic) acid with the content of ester groups with release of water vapor . As a result

5five

00

5five

00

5five

00

5five

те получают пористую массу,затвердевающую при остывании до комнатной температуры, после чего она может быть измельчена до порошкообразного состо ни . Полученные этим способом полиэлектролиты хорошо раствор ютс в воде и образуют в зкие устойчивые растворы.Those obtain a porous mass that solidifies upon cooling to room temperature, after which it can be ground to a powder. Polyelectrolytes obtained by this method dissolve well in water and form viscous stable solutions.

Пример }. В широкогорлую коническую колбу, снабженную термометром , помещают 144 г (2 моль) акриловой кислоты, (174 г (2 моль) метакриловой кислоты), 89 г акрилата аммони (1 моль) и 92 г (I моль) глицерина, смесь тщательно перемешивают , добавл ю 0,1 г (0,1% к сумме ) перекиси водорода, перемешивают и оставл ют сто ть при 60-80 С на вод ной бане, изредка перемешива .При достижении 60-30°С начинаетс бурна полимеризаци , температура реакционной массы самопроизвольно поднимаетс до 120-140°С, выдел ютс пары воды и получаетс пористый продукт,который после извлечени из колбы и остывани затвс рдевает и легко измельчаетс в порошок. Выход 90-95% от теоретич°ского. Дл получени чистого полиэлеитролита, дл тонкого химического анализа его раствор ют в воде , переосаждают в ацетоне и высушивают при 50-75 С.Example}. 144 g (2 mol) of acrylic acid, (174 g (2 mol) of methacrylic acid), 89 g of ammonium acrylate (1 mol) and 92 g (I mol) of glycerin are mixed into a wide-neck conical flask equipped with a thermometer, the mixture is thoroughly mixed, Adding 0.1 g (0.1% of the total) of hydrogen peroxide, mix and leave to stand at 60-80 ° C in a water bath, stirring occasionally. Upon reaching 60-30 ° C, polymerization starts, the temperature of the reaction mass spontaneously rises to 120-140 ° C, water vapor is released and a porous product is obtained, which, after being removed from olby and cooling zatvs rdevaet and easily crushed into a powder. Output 90-95% of theoretical. To obtain pure polyeletrolite, for fine chemical analysis, it is dissolved in water, reprecipitated in acetone and dried at 50-75 C.

П р и м е р 2. Провод т последовательно операции по примеру 1 в тех же услови х, но при других соотношени х акриловой (метакриловой) кислоты , акрилата аммони и глицерина, а именно соответственно 1:1:1, 2:2:1, 4:2:1.EXAMPLE 2 The operations of Example 1 are carried out sequentially under the same conditions, but with different ratios of acrylic (methacrylic) acid, ammonium acrylate and glycerin, namely 1: 1: 1, 2: 2, respectively: 1, 4: 2: 1.

ПримерЗ. 3 широкогорлую коническую колбу, снабженную термометром , помещают 144 г (2 моль) акриловой кислоты (I74 г (2 моль) мет такриловой кислоты), 89 г (1 моль) акрилата аммони и 62 г (1 моль) этиленгликол , смесь тщательно перемешивают , добавл ют перекись водорода 0,1% от суммы мономеров.Example 3 wide-necked conical flask equipped with a thermometer, are placed 144 g (2 mol) of acrylic acid (I74 g (2 mol) of methacrylic acid), 89 g (1 mol) of ammonium acrylate and 62 g (1 mol) of ethylene glycol, the mixture is thoroughly mixed, Hydrogen peroxide 0.1% of the sum of monomers is added.

Далее провод т последовательно указанные в примере 1 операции при тех же услови х. Получают пористьй продукт, который после извлечени из колбы и остывани затвердевает и легко измельчаетс в порошок. Выход 92 - 95% от теоретического. Дл получени образцов дл тонкого химического анализа их водные растворы лереосаждают в ацетоне и высушивают при 50-75 СThen, the operations indicated in Example 1 are carried out sequentially under the same conditions. A porous product is obtained which, after being removed from the flask and cooled, solidifies and is easily pulverized. Output 92 - 95% of theoretical. To obtain samples for fine chemical analysis, their aqueous solutions are precipitated in acetone and dried at 50-75 ° C.

П р и м е р 4. Провод т операции по примерам 1-3 в тех же услови х,но при других соотношени х акриловой (метакриловой) кислоты, акрилата аммони и этиленгликол , а именно 1:1:1, 4:2:1.EXAMPLE 4 The operations of examples 1-3 are carried out under the same conditions, but with different ratios of acrylic (methacrylic) acid, ammonium acrylate and ethylene glycol, namely 1: 1: 1, 4: 2: one.

Предлагаемый полиэлектролит,помимо флокул нта и структурообразовате- л почв, может быть использован при осветлении мутных естественных вод и сточных вод, содержащих катионы поливалентных металлов, а также в качестве водорастворимых адгеэивов дл клеевых лент на бумажной основе.The proposed polyelectrolyte, in addition to flocculant and soil builder, can be used in the clarification of turbid natural waters and wastewater containing polyvalent metal cations, as well as water-soluble adhesives for paper-based adhesive tapes.

При очистке сточных вод гальванических производств со следующими параметрами: рН 9,13, взвешенные вещества 193 мг/л, Fe+320,5, Zn+i5,08, Си 1,16 мг/л, в присутствии по 6 мг/л предлагаемого МГ, СААС (прототипа ) , полиакриламида (ПАА) иWhen treating electroplating wastewater with the following parameters: pH 9.13, suspended solids 193 mg / l, Fe + 320.5, Zn + i5.08, C, 1.16 mg / l, in the presence of 6 mg / l of the proposed MG, CAAC (prototype), polyacrylamide (PAA) and

контрол (беэреагентное отстаивание) получены результаты после 10 мин, отстаивани , приведенные в таблице.the control (non-reagent sedimentation) results were obtained after 10 minutes, the sediments are given in the table.

Как видно из таблицы, предлагаемый МГ превосходит СААС, ПАА и контроль (беэреагентное отстаивание).As can be seen from the table, the proposed MG exceeds SAAC, PAA and control (non-defensive sedimentation).

Claims

Invention Formula

A method of producing a water-soluble polyelectrolyte by copolymerizing acrylic or methacrylic acid and ammonium acrylate or methacrylate in

The presence of an organic compound and a peroxide initiator, characterized in that, in order to expand the field of use and improve the sorption properties of the polyelectrolyte, a polyhydric alcohol is used as the organic compound.

13 2.43 0.51 0.90 19 3.12 0.60 1.13

20 4.25 0.66 2.38 76 5.90 0.83 2.57