способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер
Классы МПК: | C08F2/32 полимеризация в масляно-водных эмульсиях C08F8/00 Химическая модификация путем последующей обработки |
Автор(ы): | Джозеф Джей Козакевич[US], Дэвид Л.Доплейс[US] |
Патентообладатель(и): | Американ Цианамид Компани (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-09-15 публикация патента:
20.03.1996 |
Использование: синтез полимера для ускорения флокуляции, загущения дисперсий суспендированных твердых веществ. Сущность изобретения: полимеризация винилового мономера, содержащего функциональную группу, способную сшивать указанный полимер в процессе синтеза полимера или его старения, или группу, способную превращаться в указанную функциональную (возможна сополимеризация указанного винильного мономера с этиленненасыщенным мономером) с получением водорастворимого (со) полимера в виде эмульсии с частицами полимера диаметром 200 - 4000
7 з. п. ф-лы.
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434t.gif)
Формула изобретения
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ, СПОСОБНЫМИ СШИВАТЬ УКАЗАННЫЙ ПОЛИМЕР, включающий полимеризацию винильного мономера или его сополимеризацию с этиленненасыщенным сомономером, отличающийся тем, что в качестве винильного мономера используют мономер, способный образовать водорастворимый полимер и содержащий функциональную группу или группу, способную превращаться в функциональную, и осуществляет смешивание водного раствора по крайней мере одного винильного мономера, масляного раствора, который включает по меньшей мере одну углеводородную жидкость, и эффективного количества поверхностно-активного вещества или смеси поверхностно-активных веществ с получением обратной эмульсии или микроэмульсии и последующую полимеризацию и превращение, если необходимо, мономера полученной эмульсии с получением эмульсии водорастворимого (со)полимера, имеющего частицы диаметром![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-9t.gif)
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют инверсию микроэмульсии полимера, содержащего функциональные группы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве винильного мономера используют акриламид. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве винильного мономера используют мономер, выбранный из группы, содержащей акриламид, гидроксиалкил(алк)акрилат, N,N-диалкиламиноалкил(алк)акрилат, аллиламин. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве винильного мономера используют мономер, содержащий группы, выбранные из ряда, включающего амидную, альдегидную, аминную, хлоргидринную, гидроксиметильную, N-галоидамидную группы и эпоксигруппу. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве винильного мономера используют мономер, содержащий альдегидную группу. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что виниловым мономером является мономер, включающий диметиламиноэтиловую группу. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный полимер переводят в четвертичное основание.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к микрочастицам функционализированного водорастворимого полимера и их получению. Функционализированные водорастворимые полимеры применяются в самых различных областях. Основной недостаток многих функционализированных полимеров заключается в их тенденции к сшиванию, причем эта проблема становится более труднопреодолимой по мере повышения содержания твердого компонента полимера или его молекулярной массы. Попытки снизить тенденцию таких полимеров к сшиванию оказались более чем неудовлетворительными. Известны высокомолекулярные акриламидные полимеры Манниха (ПАМ), используемые в различных вариантах осаждения в виде хлопьев (флокуляция). Основной недостаток ПАМ Манниха заключается в их тенденции к сшиванию. Эта проблема становится все более труднопреодолимой с ростом твердого компонента полимера. Вследствие этого такие примеры, как правило, получают в виде разбавленных водных растворов с целью замедления скорости межполимерного сшивания. Содержание твердого компонента также должно поддерживаться на низком уровне, особенно в случае высокомолекулярных ПАМ Манниха, поскольку такие полимеры способны увеличивать вязкость воды. В результате уровень содержания твердого компонента очень высокомолекулярных ПАМ Манниха должен, как правило, быть ниже 10% обычно 6% или ниже, с тем, чтобы их растворы поддавались перекачиванию насосом и были более просты в обращении. Было предпринято несколько попыток преодолеть указанные трудности. Один из подходов заключается в получении ПАМ Манниха на месте их применения путем инверсии обратимой эмульсии ПАМ с высоким содержанием твердых компонентов в воде, содержащей диалкиламины и формальдегид [1]Известный способ получения заключается в инверсии обратимой эмульсии ПАВ в обрабатываемом потоке, содержащем формальдегид и вторичный амин и придании потоку турбулентности путем непосредственного перемешивания потока с получением 1-15% раствора ПАМ Маниха. К недостаткам такого подхода относится необходимость хранения многих химикатов на месте для проведения там химических реакций. Другой класс водорастворимых полимеров, для которых также характерны проблемы, связанные с межмолекулярным сшиванием, образуют эпоксизамещенные амины, включающие придающие прочность в мокром состоянии полимеры [2] Хорошо известно, что такие функционализированные полимеры быстро сшиваются в результате реакции аминогруппы полимера с эпоксигруппами или хлоргидриновыми группами с образованием неэффективного геля. С целью частичного решения задачи предложено несколько подходов, в том числе: разбавление продукта после изготовления, регулирование значения рН с дезактивацией эпоксигрупп и реакция аминогрупп полимера с избытком эпихлоргидрина с полной квартернизацией и дезактивацией всех аминогрупп. К недостаткам таких подходов относится пониженное содержание активного твердого компонента в продукте, повышенная стоимость обработки, повышенный расход эпихлоргидрина и т.д. Существует потребность в функционализированных водорастворимых полимерах, которые могут быть получены с высоким содержанием твердого компонента или высокой молекулярной массой без интенсивного межполимерного сшивания, вследствие чего могут быть экономически выгодно транспортированы без затруднений в обращении со стороны потребителя и без необходимости приготавливать их непосредственно на месте использования. Такие функционализированные полимеры будут характеризоваться длительным сроком хранения и представляют собой существенный вклад в известный уровень техники. Предлагается способ получения водорастворимого полимера, имеющего способные сшиваться функциональные группы, такой полимер находится в форме, в которой, по существу, весь полимер присутствует в виде дискретных частиц диаметром 200-4000
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-2t.gif)
а) смешиванием
i) водного раствора, по меньшей мере, одного мономера, способного образовывать водорастворимый полимер и содержащего функциональную группу или группу, способную превращаться в функциональную группу,
ii) масляного раствора, включающего, по меньшей мере, одну углеводородную жидкость,
iii) эффективного количества поверхностно-активного вещества или поверхностно-активной смеси с образованием обратимой эмульсии или микроэмульсии,
b) полимеризация и превращение, если необходимо, мономера полученной эмульсии с получением эмульсии водорастворимого (со)полимера, имеющего частицы диаметром 200-4000
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-3t.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-4t.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-5t.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-6t.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-7t.gif)
амины-эпоксиды,
амины-реакционноспособные галоиды,
амины-альдегиды,
амины-сложные эфиры,
амины-силаны,
амины-изоцианы,
амины-галоидангидриды кислот,
амины-
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056008/946.gif)
гидроксиметил-амиды,
гидроксиметил-амины,
гидроксил-изоцианаты,
гидроксил-сложные эфиры,
гидроксил-альдеигиды,
гидроксил-эпоксиды,
гидроксил-реакционноспособные галоиды,
гидроксил-галоидангидриды кислот,
гидроксил-силаны,
альдегиды-амиды,
альдегиды-тиолы,
тиолы-реакционноспособные галоиды,
тиолы-изоцианаты,
тиолы-галоидангидриды кислот. Обычно способы полимеризации в микроэмульсии осуществляют получением микроэмульсии мономера смешиванием водного раствора мономеров с углеводородной жидкостью, содержащей соответствующее поверхностно-активное вещество или поверхностно-активную смесь, с образованием обратимой микроэмульсии, состоящей из небольших капелек водного мономера, диспергированных в непрерывной масляной фазе и проведением свободнорадикальной полимеризации в микроэмульсии мономера. Для получения обратимой микроэмульсии обычно необходимо соблюсти ряд особых условий, характеризующихся следующими основными параметрами: концентрацией поверхностно-активного вещества, гидрофобно-липофильным равновесием (ГЛР) поверхностно-активного вещества или поверхностно-активной смеси, температурой, природой органической фазы и составом водной фазы. Приемлемыми мономерами являются анионные, неионные и катионные мономеры, о которых речь шла выше. Водный раствор мономера может содержать любые необходимые добавки. Например, раствор может содержать хелатообразующее средство, связывающее ингибиторы полимеризации, переносчики кинетической цепи, регуляторы рН, инициаторы полимеризации и другие обычные добавки. Существенным для образования микроэмульсии, которую можно охарактеризовать как прозрачную и термодинамически устойчивую эмульсию, состоящую из двух нерастворимых друг в друге жидкостей и поверхностно-активного вещества с диаметром мицелл обычно 1000
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056434/2056434-8t.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056026/177.gif)
![способ получения полимера с функциональными группами, способными сшивать указанный полимер, патент № 2056434](/images/patents/416/2056026/177.gif)
Класс C08F2/32 полимеризация в масляно-водных эмульсиях
Класс C08F8/00 Химическая модификация путем последующей обработки