Синтез 2

7 г ультрадисперсного силіцій (IV) оксиду, модифікованого алкілхлорсиланом, затирають з 20 г етилового спирту, потім в цю суміш послідовно добавляють 15 г алюмометилсиліконату натрію, розбавленого водою у співвідношенні 1:1 і нейтралізованого оцтовою кислотою до рН 8,5-9,0 г, 150 мл акриламіду, попередньо розчиненого у воді (1:1), і 6 г оксиламіду у вигляді 50% його водного розчину. Потім масу перемішують до одержання однорідної суміші і до неї добавляють 0,12 г персульфату амонію і 0,047 г гідросульфіта натрію. Після короткочасного переміщування проводять полімеризацію протягом 3 годин при температурі 25-300С .

Одержаний поліакриламід являє собою густу маслоподібну масу, легко розчину у воді.

В’язаноткане полотно із поліамідної нитки, оброблене цим поліакриламідом в концентрації 100г/л, володіє наповненим грифом і пониженою забрудненістю.

Синтез 3

5 г ультрадисперсного силіцій (IV) оксиду, в якому половина структурних ОН – груп поверхні заміщена на органічні групи – О- С3Н7 реакцією етерифікації силанолів (? Si – OH) з ізопропіловим спиртом диспергують в 100 мл дистильованої води, добавляють 100 мл акриламіду і зразу після цього вносять при перемішуванні 0,2 г К2S2О8 і 0,1 г Na2S2O4. Після двохгодинної витримки, температура реакційної маси перестає зростати, що свідчить про завершення процесу полімеризації. Одержаний продукт вигружаємо і аналізуємо після чого використовуємо для подальших досліджень .

Перед подачею ініціаторів перевіряють рН розчину мономеру: для одержання звичайного ПАА – гелю показник рН 10-12; для модифікованого ПАА рН 7,5-8,5.

Модифікований ПАА одержують добавляючи до розчину мономеру (перед подачею ініціаторів) аеросил з розрахунку 6% ваг. аеросилу на підготовлений об’єм розчину мономеру.

Ультрадисперсний силіцій (ІV) оксид подається в реактор при працюючій мішалці по вакуум – проводу, який підведений до полімеризатора. Подачу в реактор полімеризації аеросилу починають після подачі половини розчину мономеру. Після подачі аеросилу добавляють решта мономеру, перемішують за допомогою мішалки і системи циркуляції до 10 хв. впевнившись, що однорідний розчин готовий до полімеризації.

Під час процесу полімеризації реактор повинен бути герметично закритий, щоб уникнути контакту з киснем повітря, тому що кисень є інгібітором полімеризації.

Тривалість процесу від 2 до 3 годин при температурі 25 - 450С.

3.4.Процес одержання поліакриламіду в розчині

Виробництво поліакриламіду складається з таких стадій:

омилення нітрилу акрилової кислоти (отримання сульфату акриламіду);

нейтралізація сульфату акриламіду вапняним молоком;

фільтрація гіпсової суспензії;

полімеризація мономеру;

приготування розчину ПАА і затарювання товарної продукції.

Розчин акриламіду, який поступає на полімеризацію з відділення фільтрації, при необхідності розбавляють промисловою водою або питною водою до масової долі акриламіду не менше 8 % при виробництві ПАА – гелю і не менше 18% при виробництві ПАА наповненого високодисперсними кремнеземами. Потім охолоджують перекачуванням через теплообмінник і подаючи холодну воду в оболонку полімеризатора. Принципово технологічну схему процесу зображено на рис.4.

Ініціатори полімеризації подаються в реактор зверху при працюючій мішалці при температурі розчину не більше 400С .

При виробництві ПАА – гелю ініціатори подаються в такій послідовності з розрахунку:

-персульфат калію (в сухому або розчиненому вигляді) масою 5,0 кг на 1000 кг 100% -ного акриламіду.

-гідросульфіт натрію (через 5 хв після завантаження першого ініціатора) масою 1,4 кг на 1000 кг 100%-ного акриламіду.

При отриманні модифікованого ПАА ініціатори подаються в тій же послідовності як і для ПАА – гелю з розрахунку :

-персульфат калію (в сухому або розчиненому вигляді) масою 7,0 кг на 100 кг 100% -ного акриламіду;

-гідросульфіт натрію масою 2 кг на 1000 кг 100% -ного акриламіду.

Враховуючи більшу активність водорозчинних ініціаторів, а також обмежене число органічних речовин, в яких розчинні акриламід і його полімер (формамід, оцтова і мурашина кислоти) то полімеризацію акриламіду проводять у воді або водно – органічних сумішах. Враховуючи обмежену розчинність ПАА в етиленгліколі, гліцерині, ізопропанолі та ДМФА, переважно обмежуються розчинником з цього ряду.

Прийнято вважати, що причиною специфічної дії води у процесах полімеризації акриламіду є протонування радикалу, що призводить до локалізації неспареного електрона, за рахунок якого зростає реакційна здатність макрорадикала:

Взаємодія відштовхування однойменно заряджених радикалів запобігає процесу бімолекулярного обриву ланцюга, а тому є можливість отримання полімерів високої молекулярної маси. Цьому можливо сприяє також пригнічення процесу автоасоціації молекул мономера через утворення ними водневих зв’язків з молекулами води.

В неводних розчинах радикали не протоновані, а тому за рахунок спряження їх неспарених електронів з р – електронами груп С = О відбувається стабілізація радикалів і зменшення їх активності.

Незначні добавки органічних розчинників у водних розчинах АКА не справляють відчутного впливу на процес полімеризації. Ситуацію можна змінити корінним чином коли співвідношення вода – розчинник досягає 1:4. спостерігається не тільки замітна зміна константи швидкості процесу полімеризації але і зміна властивостей одержуваних полімерів.

Схему одержання поліакриламіду з стадією гетерегонної гідратації НАК приведено на рис.5.

Рис.5. Технологічна схема полімеризації акриламіду, одержаного гідратацією НАК на гетерогенних каталізаторах: 1- реактор; 2- конденсатор; 3- збірник конденсату; 4- фільтр; 5- полімеризатор.

3.5.Сушка поліакриламіду

З метою видалення надлишку води з одержаних зразків поліакриламіду нами досліджено можливості сушки.

Було випробовано два варіанти процесу сушки: перший з використання конвективного способу підводу тепла, а другий з нагрівом струмом зверхвисокої частоти. В обох випадках було застосовано відсмоктування парів води і встановлено граничну температуру 1200С.

В першому випадку зразки поліакриламіду в фарфорових чашках відкрито ставили на поличках сушильної шафи і витримували 24 години при встановленому температурному режимі. Слід, однак відзначити, що можливості термостатування були обмежені, тому коливання температури спостерігалася