DE1795705A1

DE1795705A1 - Verfahren zur herstellung von hochmolekularen wasserloeslichen polyacrylamiden

Info

Publication number: DE1795705A1
Application number: DE19661795705
Authority: DE
Inventors: A D Abkin; Petr M Chomikowsky; Wladimir F Gromow; Wiktor G Nechoroschey; Pawel I Paradnya; Nikolai P Paschkin; Geb Tomilina Antonin Scheinker; Swetlana P Trembachewa; Michail P Wilyansky; Maja K Yakowlewa; Isaak A Yakukowitsch
Original assignee: NI FISIKOCHIMITSCHESKY I IM S
Current assignee: NI FISIKOCHIMITSCHESKY I IM S
Priority date: 1966-02-22
Filing date: 1966-02-22
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE1795705B2; DE1795705C3

Description

Naucno-issledovatel¹skij fizikochemiceskij Institut imeni Z.J. Karpova,

Moskau / UdSSE P 17 95 705.0-4-4

21. Dezember 1972 Ab/Hu

P 9605 A

Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen wasserlöslichen Polyacrylamiden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen wasserlöslichen Polyacrylamiden durch Polymerisation von Acrylamid in wäßriger Lösung in Gegenwart von Natriumhydroxid und Peroxydisulfat als Aktivator.

Wasserlösliche Polyacrylamide dienen bekanntlich im breiten Maße als Ausflockungsmittel zur Beschleunigung der Klär- und Filtriervorgänge technischer Suspensionen, zur Wasserreinigung, zur Strukturbildung von Böden, als Klebstoff und auch für andere Zwecke in der chemischen, Papier-, Lebensmittel- und anderen Industrien.

Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Polyacrylamid durch Polymerisation von Acrylamid in wäßriger Lösung unter Einwir-

5 09819/0863

ORIGINAL INSPECTED-

1795X05

kung Ton Kernstrahlen oder unter Sinwirkung τοη Peroxiden oder Oxydations-Beduktions-Syatemen ale Initiatoren. In allen diesen Fällen wird jedoch die Polymerisation des Acrylamide bei verhältnismäßig geringen Konsentrationen an Monomer em, nämlich nur bis zu 155J6, durchgeführt; man erhält deshalb das Polyacrylamid in Form τοη gelartigen Lösungen, welche bis su 90Ji Wasser enthalten. Sine unmittelbare Te rwendung eines solchen Produkts in der Industrie ist Kit einer Btihe τοη Nachteilen verbunden, von denen die wichtigsten sind: verhältnismäßig geringe Stabilität, Abweichen τοη Standartanforderungen sowie mangelhafte Versandfähigkeit.

Sie Isolierung der Polymeren aus den gewonnenen Lösungen in fester Form ist »war möglich, erfordert jedoch zusätzliche Maßnah» en, wodurch das Verfahren naturgemäß erschwert wird.

Wesentlich ist auch, daß die bekannte Polymerisation τοη Acrylamid in verdünnten wäßrigen Lösungen nur zur Bildung τοη Polymeren τοη verhältnismäßig geringem Molekulargewicht führt· Es wurde «war versucht, die Polymerisation von Acrylamid bei höheren Konzentrationen durchzuführen; es entstehen aber in diesem Falle vernetzte wasserunlösliche Polymere.

Ferner wurde ein Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichem Polyacrylamid durch Polymerisation von Acrylamid in wäßrigalkoholischen Gemischen bei einer monomeren Konzentration von 30 bis 50}L vorgeschlagen; aber auch dieses Verfahren ist durch die Verwendung von Methylalkohol mit einem Nachteil behaftet.

509819/0863

BAD ORIGINAL

Bekannt ist schließlich ein Verfahren zur Polymerisation von Acrylamid in einer wäßrigen Lösung bei einer monomeren Konzentration von 5 bis 75% in Gegenwart eines Zusatzes von Ammoniak und/oder von aliphatischen Aminen in einer Menge von 0,2 bis 1 Gew.% bezogen auf das Ausgangsacrylamid. In diesem Falle werden aber Polymere von verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht gewonnen; die in 1%iger wäßriger Lösung gemessene Polymerviskosität beträgt nur 1 bis 90 Centipoiseu..

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in 4er Beseitigung der genannten Nachteile, welche zur Aufgabe stellen, ein. Verfahren zur Polymerisation von Acrylamid unter Einwirkung von Initiatoren vom Badikal-Typ (Peroxide oder Oxydations-Beduktions-dysteme) in Gegenwart solcher Zusätze zu entwickeln, die es ermöglichen, einerseits die aur Bildung von wasserunlöslichen Polymeren führende Beaktion zu verhindern, andererseits wasserlösliche Polymere mit höheren Ausflockungseigenschaften zu erhalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine wäßrige Polymerisationslösung, die 20 bis 95% Acrylamid sowie - bezogen auf das Ausgangsacrylamid - 0,3 bis 10% Natrium- oder Kaliuehydroxid und 0,2 bis 24% Ammoniumperoxydisulfat enthält, bei 15 bis 50⁰C ohne Luft während einer Zeit von 40 Minuten zur Polymerisation gebracht wird.

509819/0863 ""*"

BAD ORIGINAL

Vorzugsweise enthält die wäßrige Polymerisationslösung Acrylamid, 1,O/£ Ätznatron und 0,05% Ammoniumpei'oxydi sulfat und wird ohne Luft während 40 Hinuten bei 30⁰G zur Polymeri sation gebracht.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von in Wasser gutlöslichen Polyacry!amiden mit höheren Ausflockungseigenschaften gegenüber den bekannten Produkten. Die "Viskosität einer 1%igen wäßrigen Lösung der erhaltenen Polymeren beträgt 100 bis ?000 Centipoisen und mehr.

Die aus den konzentrierten wäßrigen Lösungen gewonnenen festen Produkte 3ind besser versandfähig und wirtschaftlicher lagerfähig, als die nach vorbekannten Verfahren hergestellten Produkte.

Das im nachfolgenden Ausführungsbeispiel angegebene Molekulargewicht des Polymeren wird nach der Formel

- D\7 - 3,73.10-V·⁶⁶

berechnet, worin in J die Viskosität und M das Molekulargewicht sind,

Ausführungsbeispiel:

3»31 g Acrylamid löst man in 2,7 al einer 2,6%igen wäßrigen Itznatronlösung und gibt su dieser Lösung 1 ml einer 0,35%- igen wäßrigen Ammoniumperoxydisulfat-Lösung hinzu. Das PoIy-

—5— 509819/0863

BAD ORIGINAL

ueri.sationageiaisch enthält 47_t2/^ Acrylamid, 1,0/ί Ätznatron, 0,05$ Persulfat, Rest Wasser. Die Polymerisation wird ohne Luft vj-lhrend 4-0 Minuten bei ?0°0 durchgeführt. Die Ausbeute an Polymer beträgt 9-0%, dessen V..skosica.u ^v30 bis 90. Das Poist völlig wasserlöslich.

iiiH-ne Polyacrylamid wurde in ΐ.^.&ι,Λ^.' V/-.-iae als Fäll-

Han benutzt eine Tonsuspension mit einem Verhältnis von flüssiger Phase zur festen i^hase von 20:1. Die flüssige Phase enthielt geringe Mengen an Phosphaten, Nitraten oder Sulfaten der Alkalimetalle. Der pH-Wert der flüssigen Phase betrug etwa 3,ü. Die .Fällmittel wurden in die Suspensionen in ΙΌγμ einer w-ußrigen Lösung eingeführt, die 1 g/l Polyacrylamid enthielt. Die disperse Phase de,- Suspension enthielt 35% Teilchen von 0,074- ma Durchmesser. Die Fällwirkung wurde nach der üblichen Methodik bestimmt. Zum Vergleich wurde als ein bekanntes Fällmittel das USA-Präparat "Separan - 2610" verwendet. Alle Versuche wurden unter genau gleichen Bedingungen durchgeführt. Die üntersuchungsergebnisse der Fällwirkung 3ind in der Tabelle angeführt.

Fällaittelverbrauch in g/a Fällmittel 20 30 40 50

Klärgeschwindigkeit in m/st

Ausführungsbeispiel 1,06 1,67 1»65 1,91

"Beparan - ^üiO^!: 0,20 0,29 0,259 0,Gi

b 098 19/0863

BAD ORIGINAL ~⁶~

— ο —

ähnliche Ergebnisse, die auf eine hohe Fällwirkung der neuen Fällmittel hinweisen, werden beim Verarbeiten von hydrometallurgischen Pulpen verschiedener Zusammensetzung der festen und flüssigen Phase erhalten.

BAD ORIGINAL

50981 9/0863

Claims

21. Dezember 1972 Ab/Hu P 17 95 7Ο5.Ο-44 p 9605 A Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen wasserlöslichen Polyacrylamiden durch IQlymerisation von Acrylamid in wäßriger Lösung'in Gegenwart von Natriumhydroxid und Peroxydisulfat als Aktivator, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Polymerisationslösung, die 20 bis 95% Acrylamid und - bezogen auf das Ausgangsacrylamid - 0,3 bis 10% Natrium- oder Kaliumhydroxid und 0,2 bis 24% Ammoniumperoxydisulfat enthält, ohne Luft während 40 Minuten bei 15 bis 50 C zur Polymerisation gebracht wird.

2. Verfahran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Polymerisationslösung, die 47,2% Acrylamid, 1,0% Ätznatron und 0,05% Ammoniumperoxydisulfat enthält, ohne Luft während 40 Minuten bei 30⁰C zur Polymerisation gebracht wird.

509819/0863