SU724523A1

SU724523A1 - Method of preparing water-soluble polyelectrolytes

Info

Publication number: SU724523A1
Application number: SU772508422A
Authority: SU
Inventors: Исак Коханбаевич Сатаев; Карим Садыкович Ахмедов; Ульмас Джураевич Мамаджанов; Орал Курганбекович Бейсенбаев; Сергей Гургенович Камарян; Сергей Борисович Фролов
Original assignee: Институт Химии Ан Узбекской Сср
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1980-03-30

Description

Изобретение относитс к области химии высокомолекул рных соединений. Известен способ получени водорастворимых полиэпектролитов путем полимеризации акрилонитрила в растворе с пос ледующим щелочным гидролизом Ql) . Процесс провод т следующим образом Полимеризацию акрилонитрила провод т в водной среде в присутствии персул фата кали , затем полиакрилонитрил отдел ют от воды путем центрифугировани после высушивани готовый порошковый, полиакрилонитрил подвергают щелочному гидролизу в другом аппарате в среде вода-водорастворимые алифатические спирты . Цель изобретени - повышение сол&-. стойкости гидролизованного полиакрилонитрила и упрощение технологии получени . Поставленна цель достигаетс тем, что полимеризацию и гидролиз провод т в среде н-бутилевого или изобутилового . спирта, а щелочной гидролиз осуществл ют в присутствии формальдегвда и бисульфита натри . Процесс реакции полимеризации провод т при 40-50°С, а реакцию пвдролиза при 9О-96°С. Врем полимеризации составл ет 2 ч, а гидролиза 2-4 ч. Пример 1.В трехгорловую колбу загружают 30 вес.ч. акрилонитрила и 100 вес.ч. н бутилового спирта и постепенно при перемешивании добавл ют О,1 вес.ч. динитрилаао-бис-изомасл ную кислоту. Реакци полимеризации протекает при в течение 2 ч. После чего в реакционную смеюсь добавл ют 18 вес.ч. NaOH и 12 вес.ч. Н О и температуру поднимают до 94-9G°C. Продолжительность реакции гидролиза составл ет 2,0-3,0 ч. Полученный гидролизованный полиакрилонитрил ITAfy отдел ют фильтрованием и подсушивают. Выход полимера составл ет 95%. П р и м е р 2. К полученному полиакрилонитрилу аналогично примеру 1 до вл ют 18 вес.ч. N аОН, 12 вес.ч. - 3 - , ,4 вес.ч. формальдегида и 4 вес.ч. бисульфита натри . Реакцию гидролиза продолжают при 94-96 С в течение 2,5 ч. Полученный продукт отдел ют от раствора путем фильтровани и noftcyiuia-. вают при 4О-5О С. ВыхЬД полимера составл ет 94%. Примерз. В трехгорловую колбу загружают 30 вес.ч. акрилонитрила и 100 вес.ч. изобутилового спирта и постепенно при перемешивании добавл кгг 0,15 вес.ч. динитрилазо- бис-изомас л ную кислоту. Реакци полимеризации протекает при 4О®С в течение 1,5-2,0 После чего в реакционную смесь добавл ют 18 вес.ч. NaOH, 12 вес.ч. Н О, 4 вес.ч. формальдепзда и 4 вес.ч. бисульфита натри . Реакцию провод т при 90-92 С в течение 3,5 ч. Полученный продукт отдел ют от раствора путем фильтровани , затем подсушивают при 40-5О С. Выход полимера составл ет 95%. 34 Полученные полимерные реаге{ггы ра основе акрилонитрила в примерах 1,2 и 3 получаютс в виде порошка удобного дл практического применени в любых климатических услови51Х. Кроме этрго в i примере 2 и 3 в результате реакций происходит частичное сульфометилирование амидной группы полимера, что повышает солеустойчивость реагента к минеральной агрессии ( Na С ,СаС). Дл подтверждени строени полученных образцов снимают ИК-спектры поглощени в области 70О-3600 , обнаружены (1643, 1544 и 1380 ) -Первичные и вторичные амицы, карбоксилатные (1700 и 162О см ) и следы нитрильных (2248 см )групп, а в о раздах полученных по примеру 2 и 3 также обнаружены сульфогруппы (14201330см- ). В табл. 1 представлены элементарные составы полученных образцов на основе полиакрилонитрила. Таблица 1This invention relates to the field of high molecular weight chemistry. A known method for producing water-soluble polyelectrolytes by polymerization of acrylonitrile in solution followed by alkaline hydrolysis (Ql). The process is carried out as follows. Polymerization of acrylonitrile is carried out in an aqueous medium in the presence of potassium persults, then polyacrylonitrile is separated from water by centrifuging after drying the finished powder, polyacrylonitrile is subjected to alkaline hydrolysis in another apparatus in a water-soluble aliphatic alcohols medium. The purpose of the invention is to increase the salt & -. resistance of hydrolyzed polyacrylonitrile and simplified production technology. This goal is achieved by the fact that the polymerization and hydrolysis is carried out in n-butyl or isobutyl medium. alcohol, and alkaline hydrolysis is carried out in the presence of formaldehyde and sodium bisulfite. The polymerization reaction process is carried out at 40-50 ° C, and the pdrolysis reaction at 9 ° -96 ° C. The polymerization time is 2 hours and the hydrolysis time is 2-4 hours. Example 1. A three neck flask is charged with 30 parts by weight. acrylonitrile and 100 weight.h. n butyl alcohol and O, 1 part by weight, are gradually added with stirring. dinitril-aa-bis-isobutyric acid. The polymerization reaction proceeds at 2 hours. After that, 18 parts by weight are added to the reaction mixture. NaOH and 12 wt.h. H Oh and the temperature is raised to 94-9G ° C. The duration of the hydrolysis reaction is 2.0-3.0 hours. The resulting hydrolyzed polyacrylonitrile ITAfy is separated by filtration and dried. The polymer yield is 95%. EXAMPLE 2 To the obtained polyacrylonitrile, analogously to Example 1, is 18 parts by weight. N aon, 12 weight.h. - 3 -, 4 weight.h. formaldehyde and 4 weight.h. sodium bisulfite. The hydrolysis reaction is continued at 94-96 ° C for 2.5 hours. The resulting product is separated from the solution by filtration and noftcyiuia-. at 4 ° -5 ° C. The polymer yield is 94%. Froze In the three-necked flask load 30 weight.h. acrylonitrile and 100 weight.h. isobutyl alcohol and gradually with stirring added kgg 0.15 weight.h. dinitrilazo-bis-isobutyric acid. The polymerization reaction proceeds at 4 ° C for 1.5-2.0. Then, 18 parts by weight are added to the reaction mixture. NaOH, 12 parts by weight H Oh, 4 weight.h. formaldepsis and 4 weight.h. sodium bisulfite. The reaction is carried out at 90-92 ° C for 3.5 hours. The resulting product is separated from the solution by filtration, then dried at 40-5 ° C. The polymer yield is 95%. 34 The resulting polymeric reagents (acrylonitrile-based compounds in Examples 1, 2 and 3) are obtained in the form of a powder suitable for practical use in any climatic conditions. In addition to etrgo in example 2 and 3, as a result of reactions, partial sulfomethylation of the amide group of the polymer occurs, which increases the salt tolerance of the reagent to mineral aggression (Na C, CaC). To confirm the structure of the obtained samples, IR absorption spectra were taken in the range of 70–3600, 1643, 1544, and 1380 were detected. Primary and secondary amics, carboxylate (1700 and 162 O cm) and traces of nitrile (2248 cm) groups, and obtained in example 2 and 3 also found sulfo (14201330cm-). In tab. 1 shows the elemental compositions of the obtained samples based on polyacrylonitrile. Table 1

37,2337.23

Известный ПредлагаемыйFamous Offered

Омыление ПАН по известному способу и предлагаемому (приМер 1) идет по схеме:Saponification PAN by a known method and proposed (Example 1) is according to the scheme:

. .

- N - - N -

CNCN

Омыление ПАН по предлагаемому способу (ппимсры 2 и 3) идет по схеме:Saponification PAN for the proposed method (pimpsry 2 and 3) is according to the scheme:

6,40 8,90 21,ОО6.40 8.90 21 OO

21,34 20,98 21,0921.34 20.98 21.09

СОМН COON а CU 1 И 57 В полиэлектропите, содержащем одно временно амидные и карбонильные группы возникает ионизированна Н-св зь. При. взаимодействии с N aHSO- отщепл етс вода и сулъфогруппа присоедин етс к ут лероду амидогруппы. По данным химического и физико-химического анализа сополимер состоит из цепей полиакрипонитрштата натри , полиакриламид сульфированного полиакриламида и полиакрилонитрила с соотношением компонентов от 6:1,5:0,5:2 до 7:1,0:1 :0:1:0. Соотношение ПАН: МаОН мен етс от 1:0,4 до 1:0,6. Увеличение концеш рации едкого натраприводит к изменению баланса в пользу полиакрилата натри ,COMH COON and CU 1 AND 57 In a polyelectropite containing simultaneously amide and carbonyl groups, ionized H-bond appears. At. by interaction with N aHSO-, water is cleaved and the sulfo group is bonded to the amylohydride. According to chemical and physico-chemical analysis, the copolymer consists of sodium polyacryponite chain, sulfonated polyacrylamide polyacrylamide and polyacrylonitrile with a ratio of components from 6: 1.5: 0.5: 2 to 7: 1.0: 1: 0: 1: 0. The ratio of PAN: MOON varies from 1: 0.4 to 1: 0.6. An increase in caustic radial ends leads to a rebalancing in favor of sodium polyacrylate,

Из табл. 2 видно, что новые порошкообразные водорастворимые полиэпектролиты на основе акрипонитрша эффективно снижают водоотдачу от 29,0 до 4,5 см н, толщину глинистой корки от 4,0 до 1,О мм. При этом условна в зкость и предельное статическое напр жение сдви- га незначительно увеличиваютс и суточный отстой раствора доходит до нул , что свидетельствует об образовании тйксо- тройной коагуладионной структуры и о получении агрегативно устойчивых систем. Качество раствора, обработанного полимерным реагентом в присутствии хлористых солей и при нагревании, почти не измен етс .From tab. 2 shows that new powdered water-soluble polyprimecrolites based on acryponitresch effectively reduce water loss from 29.0 to 4.5 cm n, the thickness of the mudcake from 4.0 to 1, O mm. At the same time, the conditional viscosity and the limiting static shear stress slightly increase and the daily sludge solution reaches zero, which indicates the formation of a triple coaguladic structure and the formation of aggregate-stable systems. The quality of the solution treated with the polymer reagent in the presence of chloride salts and when heated is almost unchanged.

Таким образом, получены новые водорастворимые порошкообразЕМе полиэпект ролиты на основе акрило1штрила , пригодные дл стабилизации npoivibiBO4inbix глинистых раствс ов в услови х высоких температур и минерализации. 23 уменьшение - к полиакриламиду, что 31ш чительно ухудшает стабилизирующее действие полил1ерлого реагента. Стабилизирующее действие Шорошкооб разных полимерных реагентов провер ют на глинистых растворах, приготовленных из каолинитовой глины Пефтеабадского месторождени , и их солеустойчивость испытываюпр в присутствии солей N аСС и как наиболее часто встречающихс во врем бурени . Термостойкость глинистого раствора, обработанного полимером, провер ют во вращаквдемс автоклаве при в течение 6-8 ч. Полученные результаты представлены в таблице 2. Табдвва 2 .,, .. i- . 4---.- ч72452 . ..-J Формула Е аобретени Способ получени воцораОгворимых п сии электролите путем полимеризации акрилоиитрипа в растворе с псюлёдутшшм щелочным т дролвзом отличаю-5 щ и и с тем, что, с целью повышени солестойкобти гидррлизоранного полиакрилонитрила if упрощени технолохжи, полимернзацию и гидролиз провод т в ере38 де нормального бутилового и;га иообутилевого спирта, а щелочной гидролиз осуществл ют в присутствии формальдегида бисульфита натри , Источники и{1ф(Ч)мации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N9 476287, кл, С 08, F 8/12, 1972 ( прототип).Thus, new water soluble powders based on acrylo1strile polypect powders have been obtained that are suitable for stabilizing npoivibiBO4inbix clay solutions under conditions of high temperatures and mineralization. 23 decrease - to polyacrylamide, which 31 significantly worsens the stabilizing effect of the polymeric reagent. The stabilizing effect of the Shoroshkob various polymer reagents is tested on clay muds prepared from the kaolinite clay from the Pefteabad deposit, and their salt tolerance is tested in the presence of salts NАСС and as most often encountered during drilling. The heat resistance of the clay solution treated with the polymer is checked in a rotary autoclave for 6–8 hours. The results obtained are presented in Table 2. Tabdva 2., .. i-. 4 ---.- h72452. ..- J Formula E of the Acquisition The method of obtaining a high-grade electrolyte psi by polymerizing an acryloitripe solution in a solution with a alkaline alkaline solution differs by a factor of 5, so that, in order to increase the salt resistance of the hydrolytic polyacrylonitrile and simplify the treatment, it helps to improve the salt resistance of hydrolyzed polyacrylonitrile by simplifying the use of polyacrylonitrile. de normal butyl and; ha and common alcohol, and alkaline hydrolysis is carried out in the presence of sodium bisulfite formaldehyde, Sources and {1f (H) mation taken into account during the examination 1. Copyright certificate USSR N9 476287, class C 08 F 8/12, 1972 (prototype).

Claims

, Formula, and / or 6ψ * e te niya A method for producing water-soluble polyelectrolyte® by polymerization of acrylonitrile in solution followed by alkaline hydrolysis, characterized in that, in order to increase the salt tolerance of hydrolyzed polyacrylonitrile And to simplify the technology, polymerization and hydrolysis are carried out in medium-7. 24523 8 de normal butyl and / gi isobutyl alcohol, and alkaline hydrolysis is carried out in the presence of formaldehyde and sodium bisulfite.