РЕФЕРАТ

У дипломній роботі досліджувався процес одержання поліакриламіду. Існуючий процес одержання омиленням нітрилу акрилової кислоти мінеральними кислотами з наступною нейтралізацією надлишку вапняним молоком, фільтрацією і полімеризацією одержаного акриламіду з використанням окисно – відновних систем, не забезпечує одержання полімера, який би задовольнив усім вимогам споживачів. В кращому випадку концентрація полімера в умовах ведення процесу полімеризації у водному середовищі сягає 8,0 – 8,5%. Такий поліакриламід є добрим флокулянтом і використовується в процесах збагачення мінералів та деяких інших процесах, але сфера його використання дуже обмежена. Навіть з огляду вартості транспортування, зрозуміло, що такий продукт доцільно використовувати в межах області його виробництва.

Покращення технічних характеристик і якості поліакриламіду – гелю ми пробували двома шляхами: підвищення степені полімеризації акриламіду та наступною вакуум – сушкою і наповненням з метою збільшення вмісту сухого залишку та зменшення вмісту води.

Результати дослідження показали, що суттєво підвищити молекулярну масу полімера у водному середовищі не вдається через його структурування якраз по причині високої полярності груп – NH2 макромолекул і утворення сітки водневих зв’язків через молекули води. Вакуум – сушка без відчутного погіршення властивостей полімера дає змогу частково позбутись води, однак ці можливості також обмежені. Покращення консистенції поліакриламіда – гелю можливе також через його наповнення деякими дисперсними речовинами і тим самим розширити сфери його доцільного застосування. Особливо обнадійливі результати забезпечує використання в процесі полімеризації ПАА аморфного високодисперсного силіцій (ІV) оксиду поверхневі силанольні групи ? Si OH в якому частково заміщені на органічні для досягнення певного гідрофільно-гідрофобного балансу ( ГЛБ) поверхні. Таким чином можна підібрати умови зменшення міжмолекулярної взаємодії в системі поліакриламід – вода і зменшити вплив води на структурування утвореного полімера, полегшивши дифузію свіжих молекул, мономера до макромолекул, що сприятиме їх росту, і досягти за рахунок цього підвищення степені полімеризації та збільшення молекулярної маси полімера.

Проведено дослідження одержаних зразків полімера для чого залучено хімічні аналізи та фізико – хімічні методи випробувань.

Зразки одержаного полімера покращеної якості зручніші для роботи текстильників та можуть частково замінити використання крохмалю в побутових цілях, оскільки позбавлені незручностей роботи з ним через липкість і тягучість, що затруднюють його дозування та і використання взагалі.

Зроблені висновки, однак , в цілому не втішні, оскільки в існуючому технологічному процесі на ЗАТ “Лукор” добитись одержання сухого ПАА без зміни самого процесу неможливо. Використання органічних розчинників в якості середовища для проведення процесу полімеризації акриламіду вимагає повної заміни обладнання і категорійності виробництва з огляду на його вибухо – і пожеженебезпечність .

В лабораторних умовах нами опробовано можливості використання мономера акриламіду, одержаного каталітичним методом, його полімеризацію в неводному середовищі, що підтверджує потенціальні можливості одержання якісно нового полімера. Випробувано можливості сушки поліакриламіду – гелю з використанням конвективного та інфрачервоного способів нагріву. Доведено можливість значного зменшення вмісту води в товарному продукті.

Умовні позначення, символи, одиниці, скорочення і терміни.

АКА – акриламід;

НАК – нітрил акрилової кислоти;

ПАА – поліакриламід;

ЕРГ – етиленціангідрин;

ХМК – хімічно – модифіковані кремнеземи;

Sпит – питома поверхня, м2/г;

з – в’язкість, Па · с;

ультрадисперсні форми діоксиду силіцію;

каталізатори Фріделя – Крафтса;

мідні та мідьвмісні каталізатори;

персульфати;

гідросульфіти.

ВСТУП

Робота виконана в Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника.

У роботі дотримувалася українського правопису Всеукраїнської Академії Наук 1928 р. (П.Полоскевич. Правописний словник. – Нью – Йорк, 1962) словника української мови Бориса Грінченка. – Т.1 – 4. Київ, 1997 р., сучасного словника наукової та технічної термінології Дмитра Коновалюка (російсько – український технічний словник.- Луцьк: Візор, 1993) та російсько – українського хімічного словника (укладачі Є.Ф.Напряч, Ю.П.Назаренко, В.П.Чернецький. - Харків: Основа 1990).

Актуальність теми.

В планах розвитку народного господарства постійно приділяється особлива увага збільшенню виробництва полімерів і пластичних мас на їх основі. Сучасні масштаби розвитку галузі потребують інтенсифікації наукових досліджень, зокрема, і в класі поліакрилатів – поліакриламіду.

Під назвою “Поліакриламід” переважно об’єднується група полімерів і сополімерів на основі акриламіду і його похідних.

Поліакриламід відноситься до числа доступних і порівняно недорогих водорозчинних полімерів з унікальним комплексом прикладних властивостей. Сьогодні важко знайти будь – яку область техніки і технології де б не застосовувались поліакриламідні реагенти. Зокрема, вони є високоефективними флокулянтами при виділенні і збагаченні корисних копалин, при очистці питтєвої води і промислових стічних вод. Вони знайшли широке застосування в якості загущувачів бурових розчинів, агентів, які понижують гідравлічний опір рідин в нафто – і газовидобувній промисловості, в якості структуроутворювачів грунтів в сільському господарстві і дорожньому будівництві. Як плівкоутворювачі, вони використовуються у виробництві мінеральних добрив і лікарських препаратів, в легкій промисловості та інших галузях.

В умовах існуючого технологічного процесу ми одержуємо 8%-ний технічний поліакриламід - гель, який має масу недоліків: його важко транспортувати, він липкий і тягучий. По мірі його зберігання міжмолекулярна взаємодія ланцюгів полімера збільшується, що призводить до підсилення гелеутворення і погіршенню його розчинення у воді та погіршення інших властивостей. Виходячи із зазначеного вище, покращення якості одержуваного ПАА є актуальним. На порядку денному стоїть задача кардинальної зміни цієї технології. Виходячи з актуальності даної проблематики, та враховуючи певний досвід накопичений в Калуші по технології одержання полімерів, кафедрою органічної та аналітичної хімії затверджена тема даної роботи ( Протокол № 2 від 27.09.2005 р.).

Предметом дослідження є процес вдосконалення стадії одержання акриламіду і його полімеризації для покращення якості товарного продукту.

Об’єктом дослідження є поліакриламід, одержуваний полімеризацією в розчині.

Метою даної роботи є спроба покращення якості