Способ получения водорастворимого полиэлектролита

Способ получения водорастворимого полиэлектролита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА путем сополимеризации (мет)акриловой кислоты , акрилата алмоння и азотсодержащего мономера в присутствии перекисного инициатора при 50-70 С, отлич ающийся тем, что, с целью увеличения флокулирующей способности полиэявктролита, в качестве азотсодержащего мономера используют малеиновокислый йммоний. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что сополимеризацию осуществляют при мольном-соотношении (мет)акриловой кислоты, акрилата аммония и малеиновокислого аммония, pciBHOM 1-2:0,25-1:0,5-1 соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 08 F 22 О/ 0 6, С 08 Г 2 2 2 0 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ

*Д Ю

7.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2. Авторское свидетельство СССР и 803408, кл. С 08 F 220/06, 1979 (.прототип).

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (21) 3316277/23-05 (g2) 13.07.81 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72) Ф.А. Артыков, С.A. Зайнутдинов, В.Л. Паплайтис, Ш.И. Азизов, Г.A. Лаумянскас, В.Ю. Якубаускене и A.Ñ. Зайнутдинов (71) Институт химии AH узбекской CCP (53) 661.183.123(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 803407, кл. С 08 F 220/06, 1979. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИИОГО ПОЛИЗЛЕКТРОЛИТА путем сополимеризации (мет)акриловой кислоты, акрилата аммония и азотсодержащего мономера в присутствии перекисного инициатора при 50-70 С отличающийся тем, что, с целью увеличения флокулирующей способности полиэлактролита, в качестве азотсодержащего мономера используют малеиновокислай аммоний.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сополимеризацию осуществляют при мольном=соотношении (мет}акриловой кислоты, акрилата аммония и малеиновокислого аммония, равном 1-2:0,25-1:0,5-1 Pg соответственно.

1028683

Изобретение относится к способу получения водорастворимых полиэлект- ролитов (ПЭ) на основе ненасыщенных карбоновых иислот, их производных.и производных малеинового ангидрида (кислоты), Изобретение преимущественно может быть использовано при синтезе сухих, порошкообразных водорастворимых ПЭ с различными гидрофильными функциональными группами, получаемые предлагаемым способом .сухие ПЭ могут быть использованы в качестве флокулянтов при очистке сточных вод гальванических производств.

Известны способы получения водорастворимых ПЭ путем сополимеризации мет(акриловой) кислоты и углекислого аммония — ПАУ в массе при

75-80 С в одну стадию в течение

20 мин. в присутствии перекиси водорода, а также сополимериэацией акриловой кислоты, акрилата аммония и силиката натрия — IIAAS аналогичных условиях (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения водорастворимого ПЭ сополимеризацией акриловой кислоты, акрилата аммония и сульфаминовой кислоты - СААС в присутствии перекиси водорода в качестве инициатора при 50-60 С в течение 10-20 мин, CAAC имеет в цепи макромолекулы амидные, карбоксильные,.карбоксилатные и сульфогруппы. Он обладает

:флокулирующими свойствами, хорошо растворим в воде, образует устойчивые вязкие растворы (2) .

Однако известные ПЭ характеризу-, ются недостаточно высокой флокулирующей способностью.

Цель изобретения — увеличение флокулирующей способности ПЭ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения водорастворимого. ПЭ путем сополимеризации (мет)акриловой кислоты, акрилата аммония и азотсодержащего, . мономера в присутствии перекисного инициатора при 50-70 С в качестве азотсодержащего мономера используют малеиновокислый аммоний.

Сополимеризацию осуществляют при мольном соотношении (мет)акриловой кислоты, акрилата аммония и малеиноЙокислого аммония, равном 1-2:0,25-1:0,5-1 соответственно. Ъ

Получаемые предлагаемым способом

ПЭ имеют в своем составе карбоксильные, карбоксилатные, амидные функцибнальные группы, которые в совокупности придают им амфотерные свойства и эффективность воздействия на дисперсные системы.

Способ заключается в следующем.

Пример 2. Проводят последовательно все указанные действия, соблюдая условия реакции как в примере 1, но при других соотношениях акриловой (метакриловой) кислоты, акрилата (метакрилата) аммония и малеиновокислого аммония, соответственно 2:0,25:1.

Смешивают расчетные количества акриловой (метакриловой) кислоты, акрилата (метакрилата) аммония и малеиновокислого аммония. К полученной массе добавляют 30%-ную перекись водорода в количестве 0 1»»

1,0% к массе акриловой (метакриловой) кислоты и акрилата (метакрилата) аммония, тщательно перемешивают и нагревают на водяной бане

10 до 50-70 С. Начинающаяся при этой .температуре бурная реакция сополимеризации протекает за 4-10 мин, и сопровождается выделением тепла и паров воды. В результате повышения

15 температуры реакционной массы в процессе сополимеризации до 120-150 С происходит процесс амидирования карбоксилатных аммонийных групп. с выделением воды. В результате по2О лучается пористая масса, которая после затвердевания при комнатной температуре легко может быть измельчена до порошкообразного состояния.

Полученные этим способом ПЭ хорошо

25 растворяются в воде и образуют вязкие устойчивые растворы.

Состав и строение полиэлектролитов СМАУ определен методами

ИК-спектроскопии, элементного анализа, а также потенциометрическим

З титрованием их водных растворов и модельных систем.

Пример 1. В широкогорлую коническую колбу, снабженную термо- метром, помещают 144 г (2 моль)

35 акриловой (174 r (2 моль метакриловой) кислоты, 89 г (1 моль) акрилата (103 г (1 моль) метакрилата) аммония и 70 r (0,5 моль) малеиново» кислого аммония, смесь тщательно перемешивают, добавляют 0,1-1,0% (к сумме акрилатов) перекиси водорода, перемешивают и оставляют стоять на водяной бане, изредка перемешивая. При достижении реакци-

45 онной массой 50-70 C начинается бур ная реакция сополимеризации, температура реакционной массы самопроизвольно увеличивается до 120-150 С, б выделяются пары воды и получается

5О пористый продукт, который при остывании затвердевает и легко измельчается в .порошок. Выход 92"96% от теоретического. Для получения чистого ПЭ для точного химического

5 анализа ceo растворяют в воде, переосаждают в ацетоне и высушивают при 75О С.

2028683

Ионы ПДКметал- предельно лов до Устивие концентра» цни ионов в сбрасываемой воде, мг/л

Содержание ионов металлов в очищаемой воде, мг/л

Полиэлектролиты и эффективная доза, мг/л .

СМАУ HAAS ПАУ. CAAC Контроль«безреа6 6 6 6 гентное отстаивание

2,82

5,90

1,87. 2,98 3,87

5,0

0 48 0 61 0,51

0,83

0,5

0,43

0,13

0 82 2t25 0r98

0,48 О 51 .0,50

1,0

2,57

2,5

О, 89

0,26

Т аблица 2

Содержание. взвешенных веществ, мг/л

Время отстаивания, . мин.

Полиэлектролиты и. их эффективная доза, мг/л. CAAC

Контрольбезреагентное отстаивание

СМАУ

114

120

103

142

45

404

40

Предлагаемые полиэлектролиты испытывают в качестве флокулянтов при очистке .сточных вод гальванических производств со следующими параметрами РН 9,18, взвешенные вещества .193 мг/л; содержание ионов 5 металлов, мг/л: С Р 1, 16, F e + 20, 5, Zn 5,08; Cr + 2,74.

В табл. 1 приведены данные по влиянию вида и дозы полиэлектролитов на осаждение ионов металлов из сточ- 30 ных вод гальванических производств после 10 мин отстаивания.

Взяты оптимальные дозы эффективной флокуляции. В очищенной воде с .использованием предлагаемого поли- 15 электролита СМАУ содержатся меньше ионов металлов по сравнению с аналогами и контролем. Помимо высокой эффективности предлагаемого по срав нению с аналогами базовым и контроль 2O ным ПДК (иОнов металлов в сбрасываемой в водоемы воде) в очищенной воде с использованием предлагаемого полиэлектролита полностью отвечает требования ПДК и лучше его, что позволяет получить воду не только для оборотного водоснабжения, но и

;выпуска ее в открытые водоемы и утилизацию отходов.

В табл. 2 приведены данные по определению эффективности сравнивае- ЗО мых полиэлектролитов при осаждении взвешенных веществ в той же сточной воде.

Сравнение скорости осаждения взвешенных веществ показывает высокую эффективность СМАУ по сравнению с аналогами и контролем, а также с полиакриламидом.

Исследована эффективность предлагаемого, аналогов, ПАА и контроля на другой реальной сточной воде цеха гальванического производства со .следующими параметрами: рН 9,02; содержание ионов металлов, мг/л:.

Fe 100, Си 18, Еп 21 Сг + 9;

l41 1,9. После 5 .мин отстаивания содержание ионов металлов в сточной: воде при введении полиэлектролитов уменьшилось следующим образом:

Отсюда видно, что на другой сточной воде предлагаемый ПЭ также эффективен по сравнению с аналогами и контролем. Эффективность СМАУ на данной сточной воде в 2 и более раза эффективнее аналогов.

Использование предлагаемого ПЭ в качестве Флокулянта при очистке сточных вод позволяет оказать- эффек". тинное действие на решение вопроса охраны и рационального использования водных ресурсов.

Таблица 1

1028683

Т а б л и ц а 3

Содержание ионов металлов, мг/л

Ионы металлов

ПДК, мг/л

СМАУ CAAC IIAA S ПАУ Контроль

10 10 10 10 г

Ге

2,61

1,60

2,34

5,0

2,30

6,0

Сu++

0,03

0,32

0,58

0,5

0,29

2,2

0,27

1,0

0,41

0,35

0,06

0,9

0,12

0,13

0,06

2,5

0,27

0,3

0,18

0,18

0,19

0,5

0,13

0,2

Составитель В. Мкртычан

Редактор Т. Веселова Техред A.ÁàáèíeÑ Корректор A,Ïîâõ

Заказ 4890/22 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета С СР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, РаушСКая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4