Сополимер метакриламида, алкилированного и неалкилированного алкиламиноалкил(мет)акрилата и олигоэфиракрилата в качестве флоккулирующего агента для бумажной массы

Сополимер метакриламида, алкилированного и неалкилированного алкиламиноалкил(мет)акрилата и олигоэфиракрилата в качестве флоккулирующего агента для бумажной массы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДМТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16.11.76 (21) 2420155/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Своз Советских

Социалистичеосих

1еесттубпнк 652192.-.ею- --- . - .

> р

М (51) М. Кл.

С 08 1 220/56

С 08 F 220/34

Гавудлрствевввб кеатвт

СССР вв делам взебрвтеввк в вткрвтвв (53} УДК 678.745 (088.8) Опубликовано15.03.79. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания16.03.79

Г. H. Шварева, Б. И. Энтин, Ю. А. Макаров, А.. К. Кумакшева, В. И. Варламов, Е. И. Пеньков, Н. Н. Трофимов, Ю. П. Черненкова, Г. Б. Шмаков, Н, М. Давыдова и Г. 3. Аксельрод (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) COHOJIHMEP МЕТАКРИЛАМИДА, АЛКИЛИРОВАННОГО И НЕАЛКИЛИРОВАННОГО

АЛКИЛАМИНОАЛКИЛ(МЕТ)АКРИЛАТА И ОЛИГОЭФИРАКРИЛАТА

В КАЧЕСТВЕ ФЛОКУЛИРУЮШЕГО АГЕНТА ДЛЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к области синтеза сополимера метакриламида, влкилированного и неалкилированного алкиламиноалкил (мет)акрилата и олигоэфиракрилата.

Данные сополимеры могут быть использованы в качестве флокулирующего агента, предназначенного для выделения тонкодисперсных частиц из водных суспензий, например бумажной массы.

В производстве бумаги при отделении бумажной массы на сетке бумагоделательной машины важными покзателями, обусловливающими экономику производства, являются удержание наполнителя, ускорение обезвоживания бумажной массы.

Удержание наполнителя в бумажной массе после отлива ее на сетке бумагоделательной машины составляет 35% от заданного количества наполнителя. Введение в состав бумажной массы флокулирующих агентов позволяет повысить удержание до 50-80Ъ,.

Известно, что иэ синтетических флокулятов на основе акрилатов лучшие результаты по удержанию дает полиакриламид (80-82%), являющийся единственHbIM в нашей стране акриловым флоку5 лянтом, используемым целлюлозно-бумажной промышленностью, выпускаемым в опытно-промышленном масштабе в виде геля с содержанием основного вещества

6-8% или порошка (11, Что касается ускорения обезвоживания бумажной массы, то, как показали исследования, полиакриламид не оказывает заметного положительного влияния на этот процесс, а в некоторых случаях приводит к замедлению процесса обезвоживания.

Известны гелеобраэные сополимеры метакриламида (АМК) и диэтиламиноэтилметакрилата (ДЭАЭМ ), которые имеют при расходе 0,2% к весу абсолютно сухой бумажной массы удержание наполнителя в ней не более 52%, а ускорение обезвоживания бумажной массы, ха652192

Указанные свойства определяются новой химической структурой следующей

10 формулы

I 9- бg3hPfp 0CgMJlf-Ry и

4,, Ф с-о 9 о-d(E,е-е-Йт.е-е ) о Ск

+ сунжи 3 нф »

И.! з

Г„2Н Ч к где число звеньев метакриламида m 30, 53 вес.%; число звеньев олигозфиракрилатов Зн

Я =0,04-0,5 вес.%; число эвейьев алкиламиноалкил(мет) акрилатов P = 1,3-2,5 вес.%; число звеньев алкилированных алкнламиноалкил(мет) акрилатов И= 45,0- Зу

66 вес.%, при 1= 0-1; Х=Н, СН

Я„- алкил, оксиалкил, гидроксиалкил, (мет)акрилоксиалкил, содержащий 1-4 атома углерода;

Я - алкил, содержащий 1-4 атома,@ углерода, или арил;

Я -, алкил, содержащий 1-8 атомов углерода, или арил.

Указанные сополимеры, их свойства в литературе не описаны. 45

Сополимер получают методом радякаль ной осадительной сополимеризации метакриламнда, алкиламиноалкил(мет)акрилата, алкилированного алкиламиноалкил(мет)— акрилата и олигоэфиракрилата в среде апе-ур тоне в присутствии азо-бис-. иэобутироо нитрила при 55 С. рактериэующееся изменением степени помола, выраженное в градусах ШопперРиглера (ШР), составляет 5,4-11 ШР (2) . Одеево известные сополиыеры не обладают способностью выполнения одновременно двух функций - увеличения скорости обезвоживания и удержания наполнителя.

Целью предлагаемого изобретения является синтез сополимеров, состоящих

Процесс алкилирования алкиламиноалкил(мет)акрилатов проводят одновременно с сополимеризацией. Образующийся водорастворимый сополимер в виде тснкодисперсного белого порошка отделяют от маточного раствора и сушат. из звеньев метакриламида, алкиламино-алкил(мет) акрилатов, алкилированных алкиламиноалкил(мет) акрилатов и олигозфиракрилатов, являющихся эффективными флокулируюшими агентами для бумажной массы.

Полученные сополимеры имеют размер

О частиц 0,16-0,3 мм, насыпкой вес

0,295-0,312 г/см, температуру раэ3 мягчения 150-160 С, растворимы в воде, но не растворимы ь таких органических растворителях, как ацетон, хлороформ, спирты.

Новый водорастворимый флокулирующий агент имеет достаточно высокую величину вязкости разбавленных водных растворов 10000-18000 мл/г.

Наличие пространственно-сетчатой структуры полученного сополимера с малой частотой сшивки за счет малого количества сшивающего агента и достаточно высокая вязкость водных растворов позволяют значительно повысить эффективность йредлагаемого флокулирующего агента по способности увеличивать ускорение обезЬоживании дисперсной системы н одновременно повышать процент удержания нацолнителя в ней, в сравнении с известным.

Химический состав полученных сополимеров установили следующим образом.

Содержанке алкилированных алкиламиноалкил(мет) акрилатов определяли по анализу на содержание серы в сополимере.

Анализ показал, что содержание алкилированных алк иламиноалк ил (мет) ак рилатов составляет 45-68 вес.%,. Определение остаточного (нецрореагировавшего) 65219 невлкилированного алкиляминпвлкил(мет) акрилатв показало его отсутствие, т,е, конверсия мономерв в полимер практически 100%.

Это дало возможность определить содержание в сополимере невлкилированного алкиламиновлкил(мет) акрилвта (оно составляет 1,3-2,5 вес.%) путем вычитания содержания алкилированного мономера с соответствующим пересчетом на неалкилированный из эвданйого на полимеризацию алкиламиноалкил(мет) вкрилата.

Содержание метакриламида (3053 вес.%) определяли по анализу íà содержание азота в сополимере - из общего содержания азота вычиталось содержание азота, соответствующее алкиламиновлкил(мет)вкрилвту в алкилйрованной и неалкилироввнной формах.

Содержание звеньев олигоэфиракрилата

20 (0,04-0,5%) определяли по числу омыления.

Пример 1. В реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загру жают, вес.ч.: ацетон 233; диэтиламиноэтилметвкрилат (ДЭАЗМ ) 35; метакриламид (АМК) 65; диметвкриловый эфир триэтиленгликоля (0,2%) 0,2; диметилсульфат 26,2; азо-бис-изобутиронитрил

0,15, и проводят сополимераизвцию при

„ о

55 С в течение Зч.

Образовавшийся водорастворимый со. полимер s виде. тонкодисперсного белого порошка отделяют от маточного раствора

35 и сушат.

Конверсия мономеров 99,3%, содержание серы в соцолимере составляет

4,68%, азота 2,966%.

Количество, вес.%: влкилированных звеньев диэтилвминоэтилметвкрилата

45,5, неалкилироввнных 1,4; метакрилвмидных 53; олигоэфиракрилвтных 0,1.

Полученный сополимер использовали

45 в качестве флокулируюшего агента для бумажной массы.

Определяли удержание кволина в бумажной массе и ускорение обезвоживания массы, характеризуемое изменением степени помола, измеряемое нв аппарате

Шоппер-Риглера.

Ускорение обезвоживания бумажной массы в присутствии 0,8% сополимера

ДЗАЭМ и АМК изменяется на 11 единиц, г о 5$ удержание каолина составляет 504.

Ускорейие обезвоживания бумажной массы в присутствии 0,3% предлагаемого г 6 флокулянта изменяется ао 19 единиц, а удержание каолина до 88,1%.

Пример 2. Прлучают сополимер по примеру 1, но используют, вес.ч.: ацетон 238, диэтиламиноэтилметвкрилат (ДЭАЭМ) 35; метвкриламид 65; октилметакрилат-три(пентаэритрит) -бис-адипат

Готовый сополимер содержит, вес.%: алкилированные звенья диэтиламиноэтилметакрилата 4S,5; неалкилированные 1,3; метакриламидные 53; олигоэфиракрилат

0,2.

Полученный сополимер использовали в качестве флокулирующего агента для бумажной массы.

Пример 3. Получают по примеру l „но используют, вес.ч: дибутиламиноэтилметакрилат (ДБАЭМ ) 50; метвкрилвмид 50; диметакрилат-бис-триэтилен гликольфталат 0,5.

Содержание серы в сополимере составляет 5,2%, азота 2,967%. В готовом сополимере содержатся, %: звенья апкилированного дибутиламиноэтилметакрилата 57;6; неалкилированный дибутиламиноэтилметвкрилат 2; метакриламид 39,9; олигоэфирвкрилат 0,5.

Полученный сополимер испоиьзовали в качестве флокулир юшего агента бумажной массы. Свойства сополимера при ведены в таблице.

Пример 4. Получают сополимер по примеру 1, но используют, вес.ч. .бис-диэтил-изопропилвминоэтилакрилат (БДЗ-и ПАЗА) 60; метакриламид 40; тетраметакрилвт-бис-глине ринфталат 0,05.

Содержание серы в сополимере составляет 5,55%, азота 5,77%. В готовом сополимере содержатся, вес.%: звенья алкилироввниого бис-диэтилизопропиламиноэтилакрилат 2,46; метакриламид 30,2; олигоэфиракрилат 0,04.

Полученный сополимер использовали в качестве флокулируюшего агента для бумажной массы, Свойства сополимеров приведены в таблице. 1

Таким образом, из,таблицы видно, что новйй водорастворимый эффективный флокулируюший агент для бумажной массы обладает как высоким удержанием наполнителя — 85-93%, так и достаточно высоким ускорением обезвоживания 19; о

27 ШР, что значительно превышает показатели известного сополимера метвкриламида с алкиламиноалкил(мет) акрилатами.

652192 г- сч о с o o o o o

О О О О О О

o o o o o o

«l Я (Q CO СО CO

o < o (Q Cg LQ (Д

1 «1 1- ) (Q о р б) о о о (Г3

CD

СЧ о в, е

С ) Р С )

o o o

I l (О (0

««

o o o

Я о с о о 0 о

i О) lQ

O O CD

1 г с0 т-1 «< С4

I:. !

И О (О 03

l0 l0 f (P

o o (Ч

9 662192

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я алкил(мет)акрилата и олигоэфиракрилата

Сополимер метакриламида, алкилиро- общей формулы ванного и неалкилированного алкиламиноси, -си «С о

ФиФи а3rH4

3g г о-ба и и о

Eg

Со ,о . о

o- a -a,ñ- е-й;о-с

- ш,-с- -сн-g- аи,-@в

-CRg-С.1 о . kg ! +Г

i%I с яф-3,(Ифом о ! .r>s

Cg8pf а

Составитель В. Полякова

Редактор Т, Девятко Техред11, Бабурка Корректор С, Патрушева

Заказ 981/26 Тираж 584 Подписное

UHHWIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент ; г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где rn 30-53 вес.%, g = 0,04-0,5 вес.%, р Ф 1,3-2,5 вес.%, 45- 66 вес.% при 3 - "0-1, Х-Н, CHэ, Я - алкил, оксиалкил, гидроксиалкил,(мет)акрилоксиалкил, содержащий

1-4 атома углерода, Я - алкил, содержащий 1-4 атома

Яо углерода, или арил, Я - алкил, содержащий 1-8 атомов

1 углерода, или арил, s качестве флокулируюшегo агента дли бумажной массы, Источники информапии, принятые во

25 внимание при вкспертизе

1. Авторское свидетельство

hh 189578, кл. С 08-Г 120/,56, 1986.

2..Патент ФРГ Ио 228539i, 36 кл. 39 3+ 15/02, 1974