[LT] Vandenyje tirpius šakotus stambiamolekulinius polimerinius flokuliantus, kurie visiškai sugeba parodyti savo potencialą be šlyties deformacijos, gauna polimerizuojant monomerus su dviguba jungtimi iršakojimąsi sąlygojančią priemonę, esant kinetinės grandinės nešikliui. Polimerai naudotini vandens atskyrimui nuo suspenduotų kietų medžiagų dispersijų.
[EN]
[0001] Šis išradimas susijęs su šlyties deformacija nepaveiktais stambiamolekuliais stipriai šakotais vandenyje tirpiais polimerais, o konkrečiau, su tokių polimerinių kompozicijų gavimo būdu ir jų panaudojimų flokuliantais .
[0002] iš skystos ir kietos fazių atskyrimo formų, padedančių pašalinti mažiausias daleles iš skysčių, aglomeruo-jantis bei didėjant suspenduotoms dalelėms, ir ji yra dažnai vartojama išpylimo srauto praskaidrinimui iki reikalingų normų. Flokuliacij a gali būti atliekama, panaudojant" ' chemines priemones, pvz., pridedant floku-liantą.
[0003] ti naudoti pramonėje jau 50-aisiais metais. Specialistai pažymėjo, kad kaip flokuliantai ypač naudingi yra stambiamolekuliai, tirpūs vandenyje polimerai. Specialistai žino daug vandenyje tirpių stambiamolekulių po-limerinių flokuliantų.
[0004] Su tam tikru pasisiekimu perteklinio dumblo apdirbimui flokuliantais buvo naudojami linijiniai vandenyje tir-pūs polimerai. Tačiau dabartinis požiūris i, aplinkos apsaugą, dumblo sudeginimo ir transportavimo kainos reikalauja įprastų linijinių flokuliantų efektyvumo pagerinimo ir sukūrimo flokuliantų, kurie užtikrintų keko, turinčio dideli, kietų dalelių, susidarymą.
[0005] Šiame išradime siūlomas naujo stipriai šakoto stambia-molekulio vandenyje tirpaus flokulianto gavimo būdas, panaudojant kaip šakojimąsi sąlygojančią priemonę toki polifunkcini, polimerą, kaip metilenbisakrilamidas, po-iiecilenglikolio aimetakrilatą, vinilakrilamidą ir pan.
[0006] Aukščiau buvo aprašyti keli stambiamolekulių šakotų vandenyje tirpių polimerų gavimo bandymai. JAV patente 405922, išduotame Zweigle pavarde, aprašytas šakojimąsi, skatinančios priemonės panaudojimas, gaunant pilnai susiūtą sistemą, tačiau tuo būdu gauti flokuliantai yra netirpūs vandenyje, ir todėl neefektingi. JAV patente 3698037, išduotame Morgan ir kt. pavarde, aprašyti ka-ti joniniai šakoti homogeniniai polimerai, gauti įvedant polifunkcinę šakoj imąsi, sąlygojančią priemonę, neregu-liuojant molekulinę masę ir nesant kinetinės grandinės nešikliu.
[0007] Specialistai gerai .žino, kad tokių katijoninių homo-geninių polimerų molekulinis svoris yra ribotas, tačiau tuo pat metu, vykstant katijoninių monomerų ir akril-amidų kopolimerizacij ai, gali susidaryti didesnio molekulinio svorio polimerai. Aukščiau pateiktuose paten-tuose nieko nepasakyta apie produktų molekulini, svori,.
[0008] Prancūzijos patente 2589145, išduotame Pech vardu, ap-rašytas šakotas kopolimeras, gautas polimerizuoj ant tirpale, esant didelio aktyvumo kinetinės grandinės ne-šikliui. Tačiau patente aprašytų polimerų molekulinis svoris yra mažesnis už 1 milijoną, esant tirpalo klam-pai 2200-360 mPa ir polimero koncentracijai 20 %, o tai rodo, kad polimerai, iš tikrųjų, yra žemo molekulinio svorio kopolimerai. Šio išradimo pačio mažiausio molekulinio svorio polimero molekulinis svoris yra žymiai didesnis (virš 1 milijono), tai rodo polimero tirpalo kiampa.
[0009] Kituose patentų aprašymuose pateikiami susiūtų polime-rinių grandinių šlyties deformacijos panaudojimo būdai,
[0010] . norint pasiekti pakankamą tirpumą vandenyje. JAV patente 4705640, išduotame Wiiittaker vardu, aprašyta'ne-tirpaus vandenyje polimerinio gelio šlyties deforma-c: la, fiziškai suariant j j, tokiu mastu,, kad jis pasi-
[0011] daro tirpus vandenyje. Rekomenduojamas suardymo būdas priskiriamas mechaniniam tipui, esant didelio veikimo laipsnio kertamajam poveikiui, pavyzdžiui, veikiant praskiestus polimerų tirpalus mentėmis, besisukančiomis iki 20000 aps/min greičiu. Kaip pareikšta, suardymas pagerina flokuliacinę savybę dėka polimero efektyvaus joniškumo padidėjimo. Efektyvaus joniškumo padidėjimą kiekybiškai charakterizuoja matuojant joniškumo pa-didėjimą (JP) : JP = (JPS - JIS)/JPS x 100, kur JPS - joniškumas po suardymo ir JIS - joniškumas iki suardymo. Joniškumas gali būti nustatomas koloidinio titravimo būdu, aprašytu tame pačiame patente, o taip pat. pagal JAV patentą 4270346, išduotą Flesher ir kt. vardu, kuriame aprašytas kietų medžiagų vandeninių su-spensijų flokuliacijos būdas, panaudojant polimerinę mažų dalelių pavidalo medžiagą, o ne tikrąjį tirpalą. Flesher ir kt. vardu išduotame patente taip pat nurodyta, kad susiūtą polimerinę medžiagą būtina paveikti šlyties deformacija, kad polimero joniškumo padidėjimas pasiektų 15-70 %, kadangi polimerai, turintys per mažą JP reikšmę, neduoda reikalingo efekto. Flesher su bendradarbiais šlyties deformaciją apibūdina kaip defor-maciją, sukuriamą analitiškai suteikiant polimerams tokias savybes, kaip JP, esant vėlesnei galimybei panaudoti polimerus šiame išradime. 11 psl., 3-10 eilutės, Flesher su bendradarbiais taip pat nurodo didesnių flokulianto koncentracijų, kartais daugiau nei 20 %, panaudojimo būtinumą tam, kad pasiektų optimalų floku-liantų nuosėdų stabilumą, lyginant su įprastiniais vandenyje tirpiais linijiniais polimerais. Flesher nurodo, kad šakoti kopolimerai gali būti gauti naudojant tokius kinetinės grandinės nešiklius, kaip: izopropanolis ir merkaptoetanolis, . derinyje su susiuvimo priemonėmis. Tačiau jokie pavyzdžiai nepateikiami ir atrodo visai neįtikėtina, kad Flesher rastos kompozicijos, atitin-kančios kompozicijas, pareikštas šiame išradime, kurios yra pranašesnės už Flesher medžiagas ir paprastesnės vartoj ant.
[0012] JAV patento 4759856, išduoto Farrar vardu, 6 psl., 1-6 eilutėse, taip pat nurodomas susiūtų polimerų šlyties deformacijos būtinumas (nes kitu atveju šiuos polimerus reiktų atmesti, arba jie pasižymėtų silpnomis flo-kuliacinėmis savybėmis) tam, kad pervesti juos i, for-mas, pasižyminčias labai geromis flokuliacinėmis savy-bėmis. Patente nurodyta tokia šlyties deformacija, kuriai veikiant polimero joniškumas padidėja bent 15 %, paverči ant j i, i, veiksmingą polimerini, flokuliantą.
[0013] Mes netikėtai aptikome, kad stambiamolekuliai stipriai šakoti vandenyje tirpūs polimeriniai flokuliantai gali būti gauti nenaudojant aukšto lygio šlyties deformacijos, ir nepriklauso nuo joniškumo padidėjimo reikš-mės. Polimeriniai flokuliantai, gauti šio išradimo bū-du, yra veikiami tik minimalia šlyties deformacija, kurios užtenka tik tam, kad sukeltų polimero soliubli-zaciją, nesuardant arba nežymiai ji, suardant. Be to, šio išradimo nejoninių ir katijoninių polimerinių flo-kuliantų JP reikšmės yra nuo 0 iki 70 % intervale, tuo '-•Mu štu polimerų oagerin^as efektyvumas neauga kylant erektyviam joniškumui, priešingai - jie pasireiškia taip pat gerai esant joniškumo reikšmėms, kurias apima žinomas technikos lygis, o taip pat nesant joniškumui. Šio išradimo polimeriniai flokuliantai yra pranašesni už žinomo technikos lygio flokuliantus, sudarydami keke dideli, kietų medžiagų kieki,, dažnai esant mažesnėms jų pačių koncentracijoms. Be to, šio išradimo polimeriniai flokuliantai ir jų mišiniai yra patogesni vartojime ir pigesni, palyginus su žinomo technikos lygio flokuliantais, kurie, žiūrint iš vartotojo pusės, reikalauja prieš vartojimą naudoti įrengimus, sukeliančius šlyties deformaciją tam, kad pasiektų optimalų f l'okuliuo j ant i, . - veikimą, o tai užima daugiau laiko ir kelia operacijos kainą.
[0014] Šis išradimas leidžia gauti tikruosius vandenyje tirpius stipriai šakotus stambiamolekulius polimerus, kurie ypač naudingi kaip cheminiai flokuliantai. Šio iš-radimo polimerai gaunami panaudojant šakojimąsi sąly-gojančią priemonę, esant kinetinės grandinės nešikliui, gaunamas stipriai šakotas ir vandenyje tirpus produktas. Be to, išradimo polimerai nereikalauja regu-liuojamos šlyties deformacijos panaudojimo, norint pasiekti optimalų efektyvumą, o tai sąlygoja jų kainos sumažėjimą. Kaip nustaLyta, šis išradimas ypač naudotinas šakotų kopolimerų, turinčių akrilamidą ir bent vieną anijoninį, katijoninį arba nejoninį monomerą su dviguba jungtimi, panaudojimo atveju.
[0015] Pagal šį išradimą gaunami šlyties deformacijos nepaveikti katijoniniai vandenyje tirpūs šakoti polimeriniai flokuliantai, be to, polimerinių flokuliantų klampa yra bent 1,8 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu 25°C temperatūroje, esant polimero koncentracijai 0,1 masės % 1 M NaCl, 60 aps/min, tirpumo koeficientui didesniam už 30 % ir išsišakojimą sąlygojančios priemonės koncentracijai 4-80 molinių mi-lijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui. Rekomenduojama, kad katijoninių polimerinių flo-kuliantų tirpimo koeficientas viršytų 40 %, išsiša-kojimą sąlygojančios priemonės koncentracija būtų 80-20 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui ir tirpalo klampumas būtų bent 2,4 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu 25°C temperatūroje, esant polimero koncentracijai 0,1 % 1M NaCl ir 60 aps/min. Šio išradimo aprašyme, o taip pat esančioje išradimo apibrėžtyje terminas "šlyties deformacijos nepaveiktas" neatmeta paprasto maišymo, nau-dojamo polimero dispergavimui. Pavyzdžiui, žemiau apra-sytas maišymas, panaudojant magnetinę maišyklę, neduoda "šlyties deformacijos paveikto" polimero, tačiau išra-dimo ribose polimeras net po 2 valandų maišymo bus "šlyties deformacijos nepaveiktu" polimeru.
[0016] Šis išradimas siūlo šlyties deformacijos nepaveikto vandenyje tirpaus šakoto polimerinio flokulianto, pagal aukščiau pateiktą definiciją, gavimo būdą, apimanti, vieno arba kelių anijoninių, nejoninių arba katijoninių raonoraerų su dviguba jungtimi polimerizaciją su bent vienu šakojimąsi, sąlygojančią priemone, kurios kiekis yra 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, esant bent vienam kinetinės grandinės nešikliui. Naudojant kati jonini, monomerą, ki-netinės grandinės nešiklio naudojamas toks kiekis, kurio užtenka, kad gaunamo flokulianto tirpumo koeficientas viršytų 30 %.
[0017] Rekomenduojama, kad tokiame būde šakojimąsi, sąlygojan-čios priemonės būtų dedama 80-20 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui. Šakoto katijoninio polimerinio flokulianto tirpumo koeficientas yra didesnis už 40 %, o tirpalo klampa bent 2,4 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu, esant 25°C temperatūrai, polimero koncentracijai 0,1 masės % 1 M NaCl, 60 aps/min; šie rezultatai gaunami, kai naudojamas nurodytas rekomenduotas šakojimąsi, sąlygojan-čios priemonės kiekis.
[0018] Šis išradimas taip pat siūlo nejoninius vandenyje tirpius stipriai šakotus polimerinius flokuliantus, suda-rytus iš vieno ar kelių nejoninių monomerų su dviguba jungtimi, be to, polimerinių flokuiiantų tirpalo klampa yra bent 1,9 mPa, pirmenybę turi bent 2,4 mPa, matuojant: Brukfildo vi-skoz imetru su VL-perėjimu, esant 25°C temperatūrai,, polimero koncentraci j ai 0,1 masės % 1 m NaCl, 60 aps/min ir esant šakojimąsi sąlygojančios
[0019] priemonės koncentracijai 4-80 molinių milijoninių da-lių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui; taip pat siūlomas tokio polimerinio flokulianto gavimo būdas.
[0020] Be to, šiame išradime pateikiamas šlyties deformacijos nepaveiktų vandenyje tirpių šakotų anijoninių polime-rinių flokuliantų, pagal aukščiau pateiktą definiciją, gavimo būdas, apimantis vieno arba kelių anijoninių mo-nomerų su dviguba jungtimi polimerizaciją su bent viena šakoj imąsi, sąlygojančia priemone, kurios kiekis yra 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, esant bent vienam kinetinės grandinės pernešėjui.
[0021] Šis išradimas siūlo suspenduotą kietų medžiagų, kaip neapdorotos nuosėdos, dispersijų flokuliacijos būdą, apimanti,: (a) pridėjimą i, dispersiją 0, 1-50000 mili-joninių dalių šlyties deformacijos nepaveikto vandenyje tirpaus šakoto polimerinio anijoninio, katijoninio ir nejoninio flokulianto ir (b) suspenduotų kietų medžiagų dispersijos ir polimerinio flokulianto nuvandeninimas.
[0022] Stambiamolekuliai šlyties deformacijos nepaveikti stipriai šakoti vandenyje tirpūs polimeriniai flokuliantai gaunami polimerizuojant anijoninius, katiioninius ir/arba nejoninius monomerus su dviguba jungtimi grynu pavidalu arba su komonomerais, esant optimaliems šakoji-mąsi, sąlygojančios priemonės ir kinetinės grandinės ne-šiklio santykiams.
[0023] Šiame išradime naudojami katijoniniai monomerai yra: dialildimetilamonio chloridas, akriloksietiltrimetil-arncnio chloridas, N, N-dialkilaminoalkilinių junginių
[0024] ir jų druskos, kaip. N, N--dimetilaminoetilakriiato raetil-ch.:crido druska,. N, N-dialkilaminoalkil (met •; -žkieiiamidu tipe monomerai, jų druskos ir tokie ketvirtiniai į. u iv-
[0025] giniai, kaip: N, N-dialkilaminoetilakrilamidai, metakrilamidopropiltrimetilamonio chloridas, 1-metakriloil-4-metilpiperazinas ir pan. Katijoniniai monomerai gali būti pavaizduoti šiomis bendromis formulėmis:
[0026] kur R5 ir R6 - vandenilis arba metilas, R7 - vandenilis, Cj-C^ ~ alkilas arba benzilas ir R8 - vandenilis, C1-C12 - alkilas, benzilas arba hidroksietilas ir Z reikšmė nurodyta aukščiau.
[0027] Šiame išradime naudojami nejoniniai monomerai, dažniau-siai, yra: akrilamidas, metakrilamidas, tokie N-alkil-akrilamidai, kaip N, N- dimetilakrilamidas, metilakri-latas, metilmetakrilatas, akrilonitrilas, N-vinilace-taraidas arba N-vinilformamidas, N-vinilacetatas arba vir.ilpirolidonas ir pan.
[0028] Šio išradimo anijoniniai monomerai yra parenkami iš anijoninių junginių, turinčių dvigubą jungti,. Dažniau-siai, šie junginiai yra: (met)akrilo rūgštys, sulfoalkil(met)akrilo rūgštys, sulfurinti stirenai, nesočios dikarboninės rūgštys, sulfoalkil (met)akrilamidai, iš-vardintų rūgščių druskos ir pan.
[0029] Tokie turintys dvigubą • jungti, monomerai gali būti taip pat sukopolimerizuoti, gaunant anijoninius, katijoni-nius arba ne joninius kopolimerus. Rekomenduojama toki, nejonini, monoraerą, kaip akrilamidą, sukopolimerizuoti su anijoninių, nejoniniu arba katijoniniu komonomeru, gaunant kopolimerą. Šiame išradime naudojami katijoniniai, anijoniniai ir/arba nejoniniai kopolimerai turi 1-99 masės dalis, pvz., akrilamidinio monomero ir 99-1 ma-sės dalis anijoninio, nejoninio arba katijoninio ko-monomero.
[0030] Monomerų polimerizacija vykdoma, esant polifunkcinei šakojimąsi, sąlygojančiai priemonei, susidarant šakotam homopolimerui arba kopolimerui. Polifunkcinės šakoji-mąsi, sąlygojančios priemonės apima junginius su bent dviem dvigubomis jungtimis, su dviguba jungtimi ir reakcinga grupe arba su dviem reakcingomis grupėmis. Polifunkcinės šakojimąsi, sąlygojančios priemonės turi būti bent kiek tirpios vandenyje. Tokių junginių, turinčių bent dvi dvigubas jungtis, pavyzdžiai yra: metilenbisakrilamidas, polietilenglikolio dimetiakri-latas, N-vinilakrilamidas, divinilbenz'olas, trialilamo-nio druskos, N-metilalilakrilamidas ir pan.
[0031] Polifunkcinės šakojimąsi, sąlygojančios priemonės, tu-rinčios bent vieną dvigubą jungti, ir bent vieną reak-cingą grupę, yra: glicidilakrilatas, akroleinas, hid-roksimetilakrilamidas ir pan. Polifunkcinės šakojimąsi, sąlygojančios priemonės su bent dviem reakcingomis gru-pėmis yra tokie aldehidai, kaip glioksalis, diepoksi-dariniai, epichlorhidrinas ir pan.
[0032] Šakojimąsį sąlygojančias priemones reikia naudoti to-kiais kiekiais, kurių užtektų garantiniam stipriai ša-koto produktų gavimui. Šakoj imasi sąlygojančios prie-monės, dedamos sukelti pakankamą polimerinės grandinės išsišakojimą, rekomenduojamas kiekis yra 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui .
[0033] Realizuojant ši, išradimą, norint reguliuoti polimero sandarą ir tirpumą, žymų vaidmenį atlieka modifi-kuojančio molekulini, svori, kinetinės grandinės opti-malios koncentracijos pridėjimas. Nesant kinetinės grandinės nešiklio, net labai mažų kiekių, pvz. 5 mi-lijoninių dalių, šakojimąsi, sąlygojančios priemonės pridėjimas gali būti polimero susiuvimo ir jo netirpumo vandenyje priežastimi. Tačiau šiame išradime gaunami tirpūs stipriai šakoti polimerai, naudojant optimalius kinetinės grandinės nešiklio kiekius derinyje su ša-kojimąsi, sąlygojančia priemone. Specialistas žino daug tokių kinetinės grandinės nešiklių: spiritai, merkaptanai, tiorūgštys, fosfitai ir sulfitai, kaip izopropilo spiritas ir natrio hipofosfitas, tačiau gali būti naudojami ir kiti kinetinės grandinės nešikliai.
[0034] Norint gauti stipriai šakotą vandenyje tirpų produktą, labai svarbu panaudoti optimalią kinetinės grandinės nešiklio koncentraciją. Pridedant labai nedidelius ki-netinės grandinės nešiklio kiekius, susidaro netirpus polimerinis produktas, o esant kinetinės grandinės ne-šiklio pertekliui, susidaro produktas su per maža klampa tirpale, t.y. su per mažu molekuliniu svoriu.
[0035] Katijoninių polimerų atveju optimalų kinetinės gran-dinės nešiklio kieki, nustato matuojant tirpumo koefi-cientą. Šiame išradime tirpumo koeficientas išreiš-kiamas kaip polimero katijoniškumo bendro molinio %, nustatyto anijono surišimo būdu (CEQ), pvz. koloidiniu titravimu, dalumo iš bendro katijoniškumo, nustatyto analiziniu būdu, nepriklausančiu nuo anijono surišimo, pvz. panaudojant branduolini, magnetinį rezonansą, infraraudoną spektroskopiją arba cheminę analizę, ir ši, dalmeni, padaugina iš 100. Katijoniškumas yra nustatomas matuojant CEQ taip, kaip tai aprašyta "Journal of Chemical Education, t. 62, Nr. 7, psl. 627-629, 1985 m., liepa", čia katijoniškumas nustatomas panaudojant ko-loidini, titravimą, nustatant tirpumą vandenyje. Naudojant tokias kinetinės grandinės nešiklio koncentracijas, kurioms esant tirpumo koeficientas yra mažiau 30 %, susidaro netirpūs produktai. Tik naudojant opti-malias koncentracijas, kurioms esant tirpumo koeficientas viršija 30 %, " polimerai pasižymi reikiamais tirpumo rodikliais. Tuo būdu visų tirpių katijoninių išradimo polimerų minimalus tirpumo koeficientas vir-šija 30 %, pirmenybę turi 40 %, o dai? didesnę pirmenybę turi 50 %. Daugelio polimerų tirpumo koeficientas vir-šyja 90 %.
[0036] Nejoninių ir anijoninių polimerų atveju kinetinės gran-dinės nešiklio deda toki, kieki,, kad būtų gaunami polimerai, turintys klampą tirpale bent 1,9 mPa ir bent 3 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perejimu, esant 25°C temperatūrai, polimero koncentracijai 0,1 ma-sės % 1 M NaCl aps/min, to dėka pasiekiama reikiama klampa.
[0037] Praktikoje polimerizacija gali būti vykdoma gelyje arba emulsijoje (suspensijoje). Specialistai gerai žino abu būdus.
[0038] Polimerizacija emulsijoje apima dviejų fazių paruošimą. Vandeninė fazė dejonizuoto vandens tirpale turi mo-nomerą(us), šakojimąsį sąlygojančią priemonę, o taip pat tokius gerai specialistams žinomus priedus, kaip: stabilizatoriai ir pH reguliatoriai. Aliejinė fazė yra vandenyje netirpios paviršiaus aktyvios medžiagos (ų) tirpalas angliavandenilyje. Po to vandeninę ir aliejinę fazes sumaišo ir homogenizuoja įprastiniame įrenginyje, kol gaunamos apie mikrono dydžio dalelės ir pasiekiama būtina visos masės klampa. Po to emulsija pernešama i, tinkama indą, kuriame emulsiją maišo ir per ją apie 30 min pučia azotą. Tam kad pradėtų polimerizaciją, po to i, tirpalą nepertraukiamai deda toki, polimerizacijos iniciatorių, kaip natrio metabisulfitas. Polimerizacijos temperatūra iki reikiamo lygio yra perkeliama reakcijos šilumos sąskaita ir po to šaldant palaikoma tame pačiame lygyje tol, kol šaldymo daugiau nebereikia. Galutinį emulsinį produktą atšaldo iki 25°C.
[0039] Pagal įprastą polimerizacijos gelyje metodiką, mono-merą(us), šakojimąsį sąlygojančią priemonę ir kinetinės grandinės nešiklį ištirpina dejonizuotame vandenyje ir nustato būtiną pH reikšmę. Tirpalą patalpina į polimerizacijos indą ir per ji, 6°C temperatūroje prapučia azotą. Po to prideda iniciatorių iki maksimalios tem-peratūros reikšmės pakilimo dėl polimerizacijos šilu-mos. Pasiekus maksimalią temperatūrą, mišinį perneša maždaug 8 valandoms į 7 0°C temperatūros krosnį. Gautą gelį susmulkina į sliekų pavidalo granules, išdžiovina ore ir susmulkina iki miltelių.
[0040] Vandeninės ir aliejinės fazių stabilizavimui gali būti panaudoti bet kurie įprastiniai priedai. Tinkami priedai yra: amonio sulfatas, etilendiamintetraacto rūgštis (dinatrio druska), dietilentriaminopentaacetatas (pentanatrio druska). Žr. "Dabartinė plastmasių enciklopedija/88, MacGrou' Hill, 198"?, spalis, psl. 147-148". Tam kad pradėti polimerizaciją, gali būti panaudoti bet kurie žinomi iniciatoriai. Šiame išradime iniciatoriai tinkami yra azobisbutironitrilas, natrio sulfitas, natrio metabisulfitas, 2,21-azobis(2-metil-2-amidino-propan)dischloro hidratas, amonio persulfatas, gele-žies (II) - amonio sulfato heksahidratas ir pan. Dvigubą ryšį turinčių monomerų polimerizacijai gali būti panaudoti organiniai peroksidai. Šiame išradime ypatingai naudingas yra tretinio butilo hidroperoksidas. Žr. "Dabartinė plastmasių enciklopedija/88, MacGrou Hill, 1987, spalis, psl. 165-168".
[0041] Rezultate gautas produktas yra šlyties deformacijos nepaveiktas stambiamolekulinis stipriai šakotas vandenyje tirpus anijoninis, katijoninis arba nejoninis polimeras, ypač naudotinas kaip cheminis flokuliantas ir neverčiantis naudoti šlyties deformaciją, norint pasiekti optimalų efektyvumą.
[0042] Norint atskirti vandeni, nuo kietų medžiagų suspenduotos dispersijos, flokuliacijos ir nuvandeninimo stadijos yra atliekamos pridedant į suspensiją šlyties deformacijos nepaveikto stambiamolekulinio vandenyje tirpaus anijoninio, katijoninio arba nejoninio polimerinio flokulianto tirpalą, po to įprastiniame įrenginyje, skir-tame vandens atskyrimui, nuo suspensijos atskiriamas vanduo; ir gaunamas krikštoliškai skaidrus nupilamasis srautas.
[0043] Šio išradimo produktai naudotini įvairiausiose kietų ir skystų medžiagų atskyrimo operacijose, optimizuojant tokias operacijas, Polimeriniai flokuliantai gali būti panaudoti suspensuotų kietų medžiagų ir kitų pramoninių nuosėdų nuvandeninimui, celiuliozės suspensijų, pavyz-džiui gaunamų popieriaus gamyboje, nusausinimui, o taip pat įvairių neorganinių suspensijų nusistojimui.
[0044] Pirmenybę turinčių išradimo realizavimo variantų apra-šymas
[0045] Žemiau pateikti išradimą iliustruojantys pavyzdžiai. Pateikti pavyzdžiai jokiu būdu neapriboja išradimo.
[0046] Katijoninis akrilamidinis polimeras gaunamas polimerizuojant emulsija. Vandeninę fazę ruošia 189,3 g dejonizuoto vandens tirpinant 87 g pardavime esančio kris-talinio monomerinio akrilamido, 210,7 g 75 %-nio akrii-oksietiitrimetilamonio chlorido, 4,1 g amonio sulfato, 4,9 g 5 %-nės etilendiamintetraacto rūgšties (dinatrio druskos), 3,68 g 1,5 %-nio 2-propanolio, kaip kinetinės grandinės nešiklio, 1 g 0,245 %-nio /10 milijoninių dalių (mln. d.) /metilenbisakri lamido, kaip šakoj imą s i, sąlygojančios priemonės (5 B pavyzdys), ir 2,56 g tretinio butilo hidroperoksido, kaip polimerizacijos iniciatoriaus. Pridedant sieros rūgšti,, nuregul.iuojamas pH=3,5 (±0,1).
[0047] Aliejinę fazę gauna ištirpinant 12 g sorbito monooleato 173,4 g neturinčiame kvapo vazelino aliejuje.
[0048] Vandeninė ir aliejinė fazės sumaišomos ir homogeni-zuojamos, kol negaunamos apie 1 mikrono dydžio dalelės.
[0049] Emulsiją perneša i, 1 litro tūrio trigurklę apvaliadugnę kolbą, turinčią maišikli,, vamzdeli, azoto padavimui, natrio metabisulfito (aktyvatoriaus) padavimo liniją ir termometrą.
[0050] Po to emulsiją sumaišo, prapučia pro ją azotą ir nustato 25°C (±1°C) temperatūrą. 30 min 0,028 ml/min grei-čiu prapūtus azotą, prideda 0,8 %-nį natrio metabi-sulf ito (NMB). Polimerizacija vyksta išsiskiriant šilu-mai, ir temperatūra reguliuojama lediniu vandeniu. Po to, kai šaldymo, reikalingo būtinos temperatūros palaikymui, nebereikia, 0,8 %-nio NMB tirpalo pridėjimo greiti, padidina ir būtinos temperatūros palaikymui naudoja šildymo marškinėlius. Visa polimerizacija trunka 4-5 valandas. Po to gautą emulsinį produktą atšaldo iki 25°C. Bandymą kartoja keičiant izopropilo (IPS) ir metilenbisakrilamido (MBA) kiekius bazinio monomero at-žvilgiu. Nustato tirpalo klampą ir tirpimo koeficientą, nustatymų rezultatai pateikti žemiau esančioje 1 len-telėje. Tirpalų klampą ir tirpumo koeficientą (CEQ %) nustato remiantis paruoštais vandeniniais-emulsiniais tirpalais. Vandenini, 0,2 %-ni, emulsinio produkto tir-palą gauna disperguojant litrinėje cheminėje stiklinėje 1,7 g 34 %-nio emulsinio produkto 298 g dejonizuoto vandens ir 0,2 g deemulguojančios paviršiaus-aktyvios medžiagos. Dispersiją maišo 2 valandas 250 aps/min greičiu ant magnetinės maišyklės, naudojant 6 cm ilgio ir 1 cm diametro magnetiniu strypeliu. Po to tirpalą skiedžia iki 0,1 % koncentracijos, kuriai esant nustato tirpalo klampą ir CEQ reikšmę, neveikiant šlyties deformacijai .
[0051] Palyginimui taip pat gauna 0,1 %-ni, tirpalą, paveiktą šlyties deformacija. Neveikiant šlyties deformacijai gautą 0,1 %-ni, tirpalą (gautą praskiedus 0,2 %-ni, tir-palą, žr. aukščiau) perneša i, 30 uncijų (0,9 1) Uaringo maišytuvą su apie 7 cm vidiniu diametru ir 4 " besi-sukančiomis apie 4 cm diametro mentėmis, prie to dvi mentės nukreiptos i, viršų apie 30° kampu, o dvi mentės nukreiptos žemyn 30° kampu. Menčių storis 1 mm ir jos sukasi 2 valandas 12100 aps/min greičiu. Šias dvi valandas, veikiant šlyties deformacijai, temperatūrą palaiko 25°C arba žemesnę.
[0052] Tirpalo klampą nustato pridėjus i, šlyties deformacija paveiktą arba šlyties deformacija nepaveiktą 0,1 %-ni. polimero tirpalą (100 g) 5,84 g natrio chlorido ir lė-tai maišant 15 minučių. Klampą nustato Brukfildo viskozimetru, modelis LVT su VL-perėjimu, esant 25°C (±0,1°C) ir 60 aps/rnin.
[0053] Tirpumo koeficentą (CEQ %) nustato matuojant tirpalo katijoniškumą koloidinio titravimo būdu pagal CEQ nu-statymo metodiką, pateiktą "Journal of Chem. Ed., t. 62, Nr. 7, 1985 liepa, psl. 627-629". Panaudotos kompozicijos ir gauti rezultatai pateikti 1 lentelėje.
[0054] (Š) - šlyties deformacija paveiktas polimero tirpalas Q-9 - akriloksietiltrimetilamonio chloridas
[0055] IPS - izopropilo spiritas (kinetinės grandinės perne-šė j as )
[0056] MBA - metilenbisakrilamidas (šakojimąsi, sąlygojanti prie-monė)
[0057] Iš 1 lentelės matyti, koki, milžinišką efektą katijoninio šakoto kopolimero tirpimui tirpale turi ki-netinės grandinės nešiklio pridėjimas, kai, gaunant kopolimerus, i, polimerinę grandinę yra įvedamas bi~ funkcinis monomeras. Stebimas kati. j oniškumas yra be-tarpiškas polimero tirpumo matas. Tirpių polimerų tirpumo koeficientas viršija 30 %, o kopolimerai, kurių tirpumo koeficientas yra mažesnis už 30 %, yra ne-tirpūs. Klampa tirpale yra kopolimero molekulinio svorio matas, ir ji parodo, kad visų tirpių kopolimerų molekuliniai svoriai yra labai dideli ir viršija 1 mi-lijoną . 1 pavyzdys aiškiai parodo, kad net labai nedidelio (5 mas. mln.d.) šakojimąsi, sąlygojančios priemonės kiekio įdė-jimas, nesant kinetinės grandinės nešiklio, yra kopolimero netirpumo priežastis. Tačiau tirpūs stipriai ša-koti didelio molekulinio svorio produktai lengvai gali būti gauti pridedant optimalius kinetinės grandinės ne-šiklio (IPS) kiekius.
[0058] Pavyzdžiai 2A ir 2B rodo, kad polimerai, kurie nepa-tenka į šio išradimo paraiškos sferą, susidaro naudojant metodiką, kurios rekomenduoja nedidelių ki-netinės grandinės nešiklio kiekių vartojimą.
[0059] Reikia pažymėti, kad šlyties deformacijos panaudojimas, esant optimaliai kinetinės grandinės nešiklio koncentracijai, esmingai neįtakoja polimerų tirpumą (žr., pvz., pavyzdžius 4A, 4B, 5A, 5B, 5C, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 7A, 7B, 8A, 9A ir 9B) . Tačiau 1 lentelės duomenys apie CEQ(Š) derinasi su žinomu tvirtinimu, kad šlyties deformacija gali netirpius polimerus paversti tirpiais, 0 apie tai buvo kalbama aukščiau. Reikia pažymėti, kad 1 lentelėje JP=/CEQ(Š) - CEQ/:CEQ(Š) ir yra joniškumo padidėjimo matas. Polimerai su didelėmis JP reikšmėmis nebūtinai yra netirpūs, kaip tai buvo tvirtinama aukš-čiau, t.y. JP nėra tirpumo matas, o paprasčiausiai yra joniškumo matas, išryškinamas panaudojant šlyties de-formaciją. Pagal ši,, išradimą gautų polimerų JP svyruoja plačiame reikšmių intervale, tačiau jų tirpumas nėra JP reikšmės funkcija. Tokių polimerų, kaip pateikti 6A ir 6E pavyzdžiuose, JP=0, o jų tirpumo koeficientas yra 97,6 %.
[0060] Šakotus polimerus gauna pagal 1 pavyzdžio metodiką, iš-skyrus tai, kad kaip šakojimąsį sąlygojančią priemonę, vietoj MBA, naudoja polietilenglikolio dimetakrilatą
[0061] (MS=600). Buvo nustatytos paveiktų, šlyties deformacija ir šlyties deformacija nepaveiktų polimerų klampos tirpale ir tirpumai, gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 2 lentelėje.
[0062]
[0063] 2 lentelė rodo, kad šlyties deformacija nepaveikti stipriai šakoti stambiamolekuliai polimerai, atitinkantys ši išradimą, gali būti gauti naudojant ir alternatyvias šakoj imąs a, sąlygojančias priemones.
[0064] Katijoninis akrilamidinis kopolimeras gaunamas polimerizuojant gelyje (sausi milteliai). 412,33 g dejonizuoto vandens ištirpina 89,98 g akrilamido, 218,2 g 75 %-nio akriloksietiltrimetilamonio chlorido, 0,2 g 10%-nio dietilentriaminpentaacetato (pentanatrio druska), 15 g adipino natrio hipofosfito (100 mln.d. monomero atžvilgiu) ir 1 g 0,254 %-nio metilenbisakrilamido. Paruoštą monomero tirpalą patalpina' i, vienos kvortos (0,95 1) polimerizacijos indą, turinti, vamzdeli, azoto prapūtimui termometrą ir kiaurymes, skirtas aktyvatoriaus padavimui. Per tirpalą 6°C (±1°C) tem-peratūroje 30 min prapučia azotą. Po prapūtimo prideda 10 ml 2 %-nio 2, 2-azobis(2-metil-2-amidinopropan)di-chlorhidrato, 0,8 ml 0,25 %-nio amonio persulfato ir 0,8 ml 0,25 %-nio geležies(II)-amonio sulfato heksa-hidrato (aktyvatoriai). Sustingus monomero tirpalu.i, azoto prapūtimo vamzdeli, pakelia į viršutinę polimerizacijos indo dalį. Mišinio temperatūra, polimerizacijos šilumos dėka, pakyla iki maksimalaus lygio (šilumą izoliuojantis konteineris), po to indą patalpina i, iki 70°C pašildytą krosni,. Gautą klampų geli, susmulkina sliekų forma iki- 1/8 colio (0,33 cm), džiovina 65°C temperatūroje 2 valandas ore ir po to susmulkina iki miltelių, kurių mes skaičius yra 9-20. Tirpumų ir klampas tirpale nustato pagal 1 pavyzdžio metodikas, gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 3 lentelėje.
[0065] Iš 3 lentelės matyti, kad šis išradimas gali būti panaudotas šlyties deformacija nepaveiktų tirpių stipriai šakotų stambiamolekulių kopolimerų gavimui, panaudojant polimerizaciją gelyje, ir gali būti panaudotas bet koks kinetinės grandinės pernešėjas, jei tik bus naudojama optimali jo koncentracija.
[0066] Kaip vandens atskyrimo nuo neapdorotų (drėgnų) nuosėdų priemonės, imant kelias skirtingas dozuotes, norint ke-ke gauti optimalų kietų medžiagų kiekį, išbandyti įvairūs polimeriniai produktai. 400 ml cheminėje stik-linėje sumaišo nustatytus kiekius 2 %-nio kopolimero tirpalo vandenyje ir 200 g neapdorotų nuosėdų ir 3 min maišo su trimente turbinine maišykle, esant 750 aps/min. Dribsniais iškritusias nuosėdas, 8 cm matmenų vamzde-lyje, turinčiame filtruojančią terpę, palieka 3 min laisvam nuvandeninimui. Po to virš keko patalpina vieną gabalą filtruojančios terpės ir, naudojant stūmoklini, presą, sudaro slėgi, pagal ši, grafiką: 0,1 min esant 10 psi (0,7 atm), 0,1-2 min esant 20 psi (1,4 atm), 2-3 min esant 30 psi (2,1 atm) ir 3-6 min esant 40 psi (2,8 atm). Keką atskiria nuo filtruojančios terpės, pasveria, džiovina 16 vai, esant 95°C temp., dar kartą pasveria ir nustato kietų medžiagų procentini, kieki, keke. Norint palyginti, buvo gauti taip pat šlyties deformacija paveikti polimerai, kurie buvo išbandyti kaip vandens atskyrimo nuo neapdorotų nuosėdų prie-monės. Šlyties deformacija paveikti polimerai gaunami veikiant šlyties deformacija 0,1 masės % šlyties deformacija, nepaveiktų polimerų tirpalus Silversono 12P maišytuve. Silversono maišytuve yra kvadratinė kiau-rymė, ekranas, sukuriantis didelę šlyties deformaciją, ir 3 mm diametro rotorius, 15 min besisukantis 3000 aps/min greičiu. Temperatūros palaikymui 22°C ribose, per visas
[0067] 15 šlyties deformacijos veikimo minučių naudoja šaldymo vonią. Toks šlyties deformacijos poveikio būdas yra tipinis žinomam technikos lygiui ir aprašytas Europos patento 0201237 11 psi., 17-19 eilutėse. Gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 4 lentelėje.
[0068] Iš 4 lentelės aiškiai matyti, kad šio išradimo polimerai pastoviai duoda kekus, turinčius didesni, kietų medžiagų kiekį, lyginant su prototipų polimerais, ir funkcionuoja esant žymiai mažesniems dozavimams, negu šlyties deformacija paveiktų netirpių šakotų polimerų atveju. Dar daugiau, nors ir patvirtinta, kad šlyties deformacija padidina netirpių polimerų efektyvumą, tačiau jų veikimas žymiu mastu nusileidžia šio išradimo šlyties deformacija nepaveiktiems polimerams. Kitas šio išradimo kopolimerų pranašumas yra tame, kad plačiame kopolimero naudojimų dozavimų intervale susidaro kekas, turintis dideli kietų medžiagų kieki,.
[0069] Atkartota 13 pavyzdžio metodika, naudojant įvairaus tipo nuosėdas. 18 ir 19 pavyzdžiuose naudoja alter-natyvinį maišymo metodą. Vietoje trimentės turbininės maišyklės, polimerą ir neapdorotas nuosėdas 3 min plaka 1 kvortos (0,95 1) inde, esant 45 aps/min. Nustato kie-tų medžiagų kiekį keke, gauti rezultatai pateikti že-miau esančioje 5 lentelėje.
[0070] Ir šiuo atveju pateikto išradimo polimerai, esant ma-žesniam dozavimui, pranoksta netirpius šakotus polimerus ir šlyties deformacija paveiktus polimerus. Aki-vaizdu, kad maišymo būdas, iš esmės, neturi įtakos šio išradimo polimerinių flokuliantų efektyvumui.
[0071] Atkartota 13. pavyzdžio metodika, keičiant katijoniškumo reikšmes ir naudojant dviejų tipų nuosėdas. Gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 6 lentelėje.
[0072] Šio išradimo šlyties deformacija nepaveiktas šakotas tirpus kopolimeras pranoksta kaip netirpius, taip ir šlyties deformacija paveiktus kopolimerus, susidarant kekui su didesniu procentiniu sausų medžiagų kiekiu, esant mažesniam dozavimui.
[0073] Atkartota 13 pavyzdžio metodika, tačiau pakeistos koncentracijos ir šakojimąsį sąlygojančios priemonės ti-pas. Gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 7 len-telėje . 7 lentelėje lengva pamatyta, pagerintą šio išradimo nu-vandeninantį veikimą, naudojant alternatyvinę šako-jimąsi sąlygojančią priemonę. Gautame keke yra daugiau sausų medžiagų, naudojant mažesnį dozavimą.
[0074] Atkartota 13 pavyzdžio metodika, naudojant įvairias IPS ir MBA koncentracijas. Gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 8 lentelėje.
[0075] Norint palyginti, buvo atlikta šio išradimo kopolimero, turinčio patį mažiausią molekulinį svorį, ir žemos mo-lekulinės masės šakotų kopolimerų iš Prancūzijos patento 2589145 (Pech) analizė, matuojant klampas masėje, esant nedidelėms koncentracijoms. Gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 9 lentelėje.
[0076] Šio išradimo polimerai turi žymiai didesnį molekulinį, lyginant su polimerais, aprašytais Pech patente, kurių klampa, esant 20 masės % koncentracijai, yra 2200-3600 mPa. Šio išradimo polimerų klampa yra 5570, esant žymiai mažesnei koncentracijai. (2,3 masės %) , t.y. šių polimerų molekulinis svoris yra žymiai didesnis.
[0077]
[0078] Palyginimui, pagal 13 pavyzdžio metodiką buvo gauti šlyties deformacija paveikti iš šlyties deformacija nepaveikti polimeriniai flokuliantai, turintys, iš esmės, vienodus tirpumo ir klampos rodiklius. Šlyties deformacija paveiktas polimerinis tirpalas (37BX) gaunamas Silversono maišytuve, 60 min veikiant šlyties deformacija, esant 5000 aps/min. Nuvandeninimas atliekamas nuosėdų pavyzdžių purtymo būdu (Grinvin, CT l°/2°) . Polimero tirpalo charakteristikos ir gauti nuvandeninimo rezultatai pateikti žemiau esančioje 10 lente-lėje.
[0079] Išeiga 10 lentelėje yra sausų nuosėdų, apdorojus jas juostiniu presu, išeigos matas. Keko įvertinimas tai kokybinė keko fizinių savybių charakteristika, kur 5 balai atitinka patį blogiausią variantą, t.y. kekas labai lipnus ir sunkiai atsiskiria nuo filtr-preso me-džiagos, o tai užteršia filtrą. O balų atitinka ge-riausią variantą, kuriame kekas lengvai atsiskiria nuo preso medžiagos, kuri lieka švari ir be nuosėdų lie-kanų .
[0080] Iš 10 lentelės matyti, kad nors šlyties deformacija paveiktas polimeras, turintis vienodus su šio išradimo polimeru tirpumo ir klampos rodiklius vienodo dozavimo sąlygomis duoda to paties procentinio kietų medžiagų kiekio keką, tačiau nuosėdų išeiga ir kokybiniai ro-dikliai yra nepalyginami. Sausų nuosėdų išeiga yra pa-geidautina iš ekonominės pusės, o neprilimpantis, lengvai pašalinamas kekas yra pageidautinas iš filtro valy-mo paprastumo pusės, o reiškia ir jo tarnavimo laiko prailginimo pusės. 37A ir '37B pavyzdžiuose pateikti polimerai, turintys vienodus klampos rodiklius su šly-ties deformacija paveiktu polimeru 37BX, be to 37A pa-vyzdžio polimeras "turi mažesnę CEQ% reikšmę, o 37B pa-vyzdžio polimeras turi kiek didesnę CEQ% reikšmę.
[0081] Akrilamido šakotus homopolimerus gauna, esant kinetinės grandinės pernešėjui, emulsinės polimerizacijos būdu, kuris aprašytas 1 pavyzdyje. Palyginimui taip pat gaur narni, nepridedant kinetinės grandinės nešiklio, šlyties deformacija paveikti ir nepaveikti akrilamido homopolimerai. Šlyties deformacija tęsiama 15 min, esant 3000 aps/min. Po to gauti polimerai išbandomi kaip flokuliantai silicio oksido nusodinimo pavyzdyje. Silicio oksido nusodinimo metodika susiveda i, 150 g silicio oksido mišinio (-200 meš), disperguoto viename litre vandens, apdorojimą 0,027 svaro/g (0,0123 kg/t) polimeru. Gauti rezultatai ir informacija apie sudėti, pateikti žemiau esančioje 11 lentelėje.
[0082] (Š) - šlyties deformacija paveiktas polimeras T.K. - tirpalo klarnpa
[0083] IPS - izopropilo spiritas MBA - metilenbisakrilamidas
[0084] Kaip galima pastebėti iš pateiktos 11 lentelės, šio išradimo šlyties deformacija nepaveiktas homopoliak-rilamidas pasižymi charakteristikomis, išvardintomis pridėtoje išradimo apibrėžtyje, ir pranoksta homo-poliakrilamidus, gautus nepridedant kinetinės grandinės nešiklio. Atkreipiame dėmesį i, tai, kad šlyties deformacija paveikti homopoliakrilamidai yra netinkami silicio oksido flokuliacij ai.
[0085] Pagal 1 pavyzdžio metodiką, polimerizuojant emulsija ir esant kinetinės grandinės pernešėjui gauti įvairūs ša-koti akrilamido kopolimerai. Palyginimui buvo gauti katijoniniai akrilamido polimerai be kinetinės gran-dinės nešiklio. Gauti rezultatai pateikti žemiau esan-čioje 12 lentelėje.
[0086] Pagal 1 pavyzdžio metodiką, polimerizuojant emulsijoje
[0087] ir esant kinetinės grandinės nešikliui, gauna šakotą katijonini, dimetilaminoakrilmetilchlorido druskos homo-polimerą. Palyginimui taip pat buvo gauti nesant ki-"netinės grandinės nešikliui šlyties deformacija paveikti ir nepaveikti šakoti akriloksietiltrimetilamonio chlorido homopolimerai (0-9). Šlyties deformacija vykdoma 15 minučių, esant 3000 aps/min. Pagal aukščiau pateiktą metodiką atliekamas nuosėdų nuvandeninimas. Gauti rezultatai, o taip pat duomenys apie sudėti, pateikti žemiau esančioje 13 lentelėje.
[0088] Iš žemiau pateiktos 13 lentelės matyti, kad katijoniniai homopolimerai 0-9 turi pridėtoje išradimo api-brėžtyje nurodytus rodiklius ir pasižymi geresniu bend-ru flokuliaciniu sugebėjimu, lyginant su šlyties deformacija paveiktais ir nepaveiktais homopolimerais 0-9, kurie gaunami nenaudojant kinetinės grandinės nešiklio.
[0089] Pagal 44 pavyzdžio metodiką taip pat gauti homopolimerai iš: 45) metakriloksitrimetilamonio chlorido, 46) metakrilamidopropiltrimetilamonio metasulfato, 47) dialildimetilamonio chlorido. Rezultate gauti stambiamolekuliai šakoti vandenyje tirpūs polimerai.
[0090] Pagal 28 pavyzdžio metodiką nejoniniai šakoti vandenyje tirpūs stambiamolekuliai homopolimerai gauti iš: 48) N-metilakrilamido, 49) N,N-dimetilakrilamido, 50) N-vinilpirolidono ir 51) N-vinilmetilacetamido. Visais at-vejais gauti puikūs rezultatai.
[0091] Pagal 1 pavyzdžio metodiką, tačiau akrilamidą pakei-čiant 52) N-metilakrilamidu ir 53) N-vinilmetilfor-mamidu, gauti analogiški kopolimerai.
[0092] Aukščiau cituoti patentai ir publikacijos šiame ap-rašyme pateikiami kaip nuorodos.
[0093] Iš aukščiau pateikto aprašymo specialistui akivaizdūs daugelis šio išradimo pakeitimų. Pavyzdžiui, kaip ša-koj imąs i, sąlygojanti priemonė, vietoj metilenbisakrilamido, gali būti panaudotas bet koks polifunkcinis mo-nomerinis junginys, jų tarpe: glicidilakrilatas, tokie dialdehidai, kaip glioksalis ir pan. Vietoje izopropilo spirito gali būti panaudotas platus spektras tokių ki-netinės grandinės nešiklių, kaip: natrio hipofosfitas, merkaptanai, sulfitai ir pan.
[0094] Monomerų pavyzdžiais gali būti bet kokie akrilo arba vinilo monomerai, turintys dvigubą jungti,. Kitų nau-dotinų monomerų pavyzdžiai apima: natrio akrilatą,
[0095] 2--akrilamidometi.lpropansui f onatą, vinilacetatą ir pan. Taip pat galimi polimerizacijos ir nuvandeninimo būdų pake itimai.
[0096] Visas tokias akivaizdžias modifikacijas apima visas pridėtos išradimo apibrėžties turinys.
[0097] Stambiainolekulinio šakoto tirpaus dimetilaminometilpo-liakrilamido ir jo ketvirtinio darinio gavimas.
[0098] Prie 378 dalių 39 pavyzdžio bazinio poliakrilamido prideda kvapo neturinčio parafininio tirpiklio (106 dalis) ir sorbito monooleato (9 dalis) . Po to 30°C. tempe-ratūroje maišant per C, 5 vai prideda iš anksto gautą mišinį, susidedanti, iš 60 %-nio vandeninio dimetilamino (39 dalys) ir 37 %-nio vandeninio formaldehido. Po to reakcijos užbaigimui kaitina 204 vai 40°C temperatū-roje. Po to prideda 5,2 %-ni, guanidino nitratą (30 da-lių) ir gauna dimetilamino metilintą poliakrilamidą, turinti, 22,7 % kieto polimero ir CEQ reikšmę, vir-šijančią 30 %.
[0099] Slėgi, atlaikančiame reaktoriuje prie 238 dalių aukščiau aprašyto dimetilamino metilinto akrilamido per 2 valandas prideda metilenchloridą (54 dalis), po to mišinį kaitina 3 valandas 38°C temperatūroje iki ketvirtinio junginio pilno susidarymo. Gautasis dimetilamino metilinto poliakrilamido ketvirtinis darinys turi CEQ reikšmę didesnę už 30 %.
[0100] Stambiamolekuliai stipriai šakoti tirpūs dimetilamino metilinti poliakrijamidai ir jų ketvirtiniai dariniai " yra efektyvūs fiokuliantai ir nuvandenmantys priedai .
[0101] Polimerizuojant emulsijoje gauna amonio akrilato-akrilamido anijonini, kopolimerą. Vandeninė fazė gaunama tirpinant 107 g dejonizuoto vandens 291,1 g pardavime esančio monomerinio akrilamido (50 %), 64 g akrilo rūgšties, 2,1 g izopropilo spirito, kaip kinetinės grandinės nešiklio, 1,5 g 0,209 %-nio metilenbisakrilamido, kaip šakojimąsi, sąlygojančios priemonės, 0,6 g etilendiamintetraacto rūgšties dinatrio druskos, kaip chelatinės priemonės, ir 1,3 g 20 %-nio tretinio butilo hidroperoksido, kaip polimerizacijos iniciatoriaus. Pridedant 4,49 g amonio hidroksido, nustato pH=6,5.
[0102] Aliejinė fazė gaunama tirpinant 17,5 g sorbito mono-leato 178,5 g neturinčiame kvapo parafino aliejaus.
[0103] Vandeninę ir aliejinę fazes sumaišo ir homogenizuoja, kol nesusidaro apie vieno mikrono dydžio dalelės.
[0104] Po to emulsiją perneša i, litrinę trigurklę apvaliadugnę kolbą, turinčią maišikli,, vamzdeli, azoto prapūtimui, natrio metabisulfito (aktyvatoriaus) padavimo liniją ir termometrą.
[0105] Emulsiją sumaišo, prapučia pro ją azotą ir nustato 25°C (±1°C) temperatūrą. 30 min 0,028 ml/min greičiu pra-pūtus tirpalą j, ji, prideda 0,8 %-ni, natrio metabisulfito (NMB) tirpalą. Polimerizacija vyksta išsiski-riant šilumai, ir reakcijos temperatūrą reguliuoja šal-dant lediniu vandeniu. Kai nebereikia šaldyti, 0,8 %-nio NMB tirpalo pridėjimo greiti, padidina ir temperatūros palaikymui naudoja šildomą apvalkalą. Visa polimerizacija vyksta 4-5 valandas. Po to gautą emulsini produktą atšaldo iki 25°C. Bandymą keičiant izopropilo spirito (IPS) ir metilenbisakrilamido (MBA) kiekius bazinio polimero atžvilgiu. Nustato tirpalo klampą, gauti rezultatai pateikti žemiau esančioje 14 len-telėje. Nustato paruošto emulsinio tirpalo klarnpą. 0,2 %-ni, emulsinio produkto tirpalą gauna disperguo j ant 1,7 g 34 %-nio emulsinio produkto litrinėje cheminėje stiklinėje, kurioje yra 298 g dejonizuoto vandens ir 0,2 g disperguojančios paviršiaus aktyvios medžiagos. Dispersija maišoma ant magnetinės maišyklės 250 aps/min greičiu, naudojant 6 cm ilgio ir 1 cm diametro mag-netini, strypelį- Po to tirpalą skiedžia vandeniu iki 0,1 % koncentracijos.
[0106] Palyginimui taip pat gaunamas 0,1 %-nis šlyties deformacija paveiktas tirpalas. Šlyties deformacija nepaveiktas 0,1 %-nis tirpalas, gautas iš 0,2 %-nio tirpalo (žr. aukščiau) pernešamas i, stiklinį indą 30 un-cijų (0,9 1) Uaringo maišytuvo su 7 cm vidiniu diametru ir keturiomis apie- 4 cm diametro besisukančiomis men-timis, be to, 2 mentės 30°C kampu nukreiptos j, viršų, o 2 mentės 30° kampu nukreiptos žemyn. Menčių storis 1 mm, ir jos 2 valandas sukasi 12100 aps/min greičiu. Viso 2 valandų šlyties deformacijos veikimo metu tirpalo temperatūrą palaiko 2 5°C arba žemesniame lygyje.
[0107] Nustato k^ampą tirpalo, paruošto pridedant 5, 84 natrio chlorido i, 100 g 0,1 %-nio šlyties deformacijos paveikto arba nepaveikto polimero tirpalą ir lėtai, mai-šant 15 minučių. Po to nustato klarnpą LVT modelio Brukfildo visokozimetru su VL-perėjimu, esant 25°C (-0,1&C) temperatūrai ir 60 aps/min.
[0108] Po to išbando anijoninio kopolimero sugebėjimą nuso-dinti moli, pagal šią metodiką. Litriniame kalibruotame cilindre 2 valandas mirko 20 g molio (kaolinito) 800 g dejonizuoto vandens. Pagal aukščiau pateiktą metodiką gauna 0,2 %-ni, tikrąjį, natrio akrilato-akrilamido kopolimero tirpalą. 300 g dejonizuoto vandens disperguoja 1 g 0,2 %-nio vandeninio polimero tirpalo, o po to, panaudojant perforuotą stūmokli,, kuris 4 sekundes juda pirmyn-atgal, gautasis tirpalas sumaišomas su 800 g molio suspensijos. Fiksuoja laiką, reikalingą tam, kad flokulianto molio paviršiaus riba nusileistų nuo kalib-ruoto cilindro 1000 ml žymės iki 600 ml žymės (14,1 cm).
[0109] Nusėdimo greitis (cm/s) apskaičiuojamas dalinant nusė-dimo atstumą (14,1 cm) iš užfiksuoto laiko. Gauti rezultatai, o taip pat duomenys apie sudėti, pateikti žemiau esančioje 14 lentelėje.
[0110] r
[0111] mas.mln.d. - masės milijoninės dalys
[0112] Iš 14 lentelės matyti, kad tirpūs anijoniniai stipriai šakoti kopolimeriniai flokuliantai gali būti gauti nenaudojant gremėzdiškų ir brangių įrenginių, naudojamų šlyties deformacijos sukūrimui. Dar daugiau, iš len-telės aiškiai matyti, kad šio išradimo šlyties deformacijos nepaveikti anijoniniai stipriai šakoti kopolimeriniai flokuliantai žymiai pranoksta žinomo technikos lygio šlyties deformacija paveiktus anijoninius polimerus, pagreitindami suspenduotų kietų medžiagų nu-sodinimą, esant mažesniam dozavimui.
[0113] Atkartota 57 pavyzdžio metodika, p>akeičiant amonio akrilatą kitais monomerais: 60) akrilo rūgštimi, 61) metakrilo rūgštimi, 62) natrio sulfoetilmetakrilatu, 63) natrio metakrilatu, 64) itakono rūgštimi, 65) natrio takonatu, 66) 2-akrilamido-2-metilpropansulfonato natrio druska, 67) sulfopropilakrilato natrio druska, 68) natrio akrilato mišiniu su akrilo rūgštimi. Šie monomerai naudojami kaip anijoniniai monomerai. Gauti šlyties deformacija nepaveikti vandenyje tirpūs šakoti anijoniniai polimeriniai flokuliantai yra analogiški 57 pavyzdžio flokuliantams.
[0114] Atkartota 57 pavyzdžio metodika, pakeičiant akrilamidą įvairiais nejoniniais monomerais. Naudojami šie monomerai: 69) metakrilamidas. 70) N-vinilmetakrilamidas, 71) N-vinilmetilformamidas, 72) vini lacet.atas, 73) N-vi-nilpirolidonas, 74) akrilamido mišinys su metakril-amidu. Gauti šlyties deformacija nepaveikti vandenyje tirpūs šakoti anijoniniai polimeriniai flokuliantai yra analogiški 57 bandymo flokuliantams.
[0115] Atkartota 57 pavyzdžio metodika, naudojant joninius monomerus. Naudojami šie anijoniniai monomerai: 75) natrio akrilalas, 76) akrilo rūgštis, 77) natrio akrilato mišinys su akrilo rūgštimi. Gauti šlyties deformacija nepaveikti vandenyje tirpūs šakoti anijoniniai homopolimerai, pasižymintys puikiu stabilumu.
[0116] Atkartota 57 pavyzdžio metodika, varijuojant šakoj imasi, sąlygojančią priemonę. Vietoje metilenbisakrilamido naudoja šiuos junginius: 78) metilenbismetakrilamidą, 79) polietilenglikolio diakrilatą, 80) •polietilengli-kolio dimetakrilatą, 81) N-vinilakrilamidą, 82) gli-cidilakrilatą, 83) glioksalį, 84) akroleiną. Gauti šlyties deformacija nepaveikti vandenyje tirpūs šakoti anijoniniai polimeriniai flokuliantai yra analogiški 57 pavyzdžio flokuliantams.
[0117] Atkartota 57 pavyzdžio metodika, naudojant natrio hi-pofosfitą, kinetinės grandinės nešikliu, vietoje izopropilo spirito. Gautas šlyties deformacija nepaveiktas vandenyje tirpus šakotas polimerinis anijoninis flokuliantas.
1. Šlyties deformacija nepaveikto vandenyje tirpaus šakoto katijoninio flokulianto, charakterizuojamo bent 1,8 mPa klampa tirpale, išmatuota Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu, esant 25UC temperatūrai, 0,1 ma-sės % polimero koncentracijai 1 M NaCl ir 60 aps/min, gavimo būdas, besiskiriantis tuo, kad vieno arba kelių katijoninių vandenyje tirpių monomerų su dviguba jungtimi polimerizaciją vykdo su bent viena šakoj ima, s i sąlygojančia priemone, kurios koncentracija yra 4 - 80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam polimero kiekiui, esant bent vienam kinetinės grandinės nešikliui, o jo kiekio užtenka, kad šakoto polimerinio flokulianto tirpumo koeficientas viršytų 30 %.
2. Būdas pagaJ 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, gautas iš vieno arba kelių monomerų su dviguba jungtimi, išrinktų iš akrilamido, metakrilamido, N-alkilakrii-amido, N,N-dialkilakrilamidų, N-vinilmetilacetamido, N-vinilnetilformamido, vinilacetato, N-vinilpirolidono, N,N-dialkilaminoalkilakrilatų arba -metakrilamidų ir jų ketvirtinių druskų arba druskų su rūgštimis, arba dialkildimetilamonio druskų su rūgštimis.
3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, su-darytas akrilamidų derinyje su bent vienu katijoninių monomerų.
4. Vandens atskyrimo nuo suspenduotų kietų medžiagų dispersijos būdas, besiskiriantis tuo, kad atlieka (a) pridėjimą, prie kietų medžiagų dispersijos 0,1-50000 milijoninių dalių šlyties deformacija nepaveikto šakoto vandenyje tirpaus katijoninio polimerinio flokulianto, kurio klampa tirpale yra bent 1,8 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-pe-rėjimu, esant 25°C temperatūrai, 0,1 masės % polimero koncentracijai 1 M NaCi ir 60 aps/min, tirpumo koeficientas apie 30 % ir šakoj imąsi sąlygojančios prie-monės koncentracija jame yra 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, ir (b) suspenduotų kietų medžiagų dispersijos ir polimerinio flokulianto mišinio nuvandeninimą.
5. Būdas pagal 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, su-darytas iš vieno arba kelių monomerų su dviguba jungtimi, išrinktų iš akrilamido, metakrilamidų, N-alkil-akrilamidų, N,N-dialkilakrilamidų, N- vinilmetilacetamido, N-vinilmetilformamido, vinilacetato, N-vinilpirolidono, N,N-dialkilaminoalkilakrilatų arba -metak-rilatų ir jų ketvirtinių druskų arba druskų su rūgš-timis, N,N-dialkilaminoalkilakrilamidų arba -metakril-amidų ir jų ketvirtinių druskų arba druskų su rūgštimis arba diaikildimetilamonio druskų su rūgštimis.
6. Šlyties deformacija nepaveikto vandenyje tirpaus šakoto nejoninio polimerinio flokulianto, turinčio bent vieną nejonini, monomerą su dviguba jungtimi ir turinčio 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, šakojimąsi sąlygojančios priemonės, gavimo būdas, besiskiriantis tuo, kad vieno arba kelių vandenyje tirpių nejoninių monomerų su dviguba jungtimi polimerizacija yra vykdoma su bent viena atšaką sudarančia priemone, kurios kiekis yra nuo 4 iki 80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, esant bent vienam kinetinės grandinės nešikliui, o jo kiekio užtenka, kad šakoto polimerinio flokulianto klampa būtų bent 1,9 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu, esant 25°C temperatūrai, 0,1 masės % polimero koncentracijai 1 M NaCl ir 60 aps/min.
7. Būdas pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, su-darytas iš vieno ar kelių nejoninių monomerų su dviguba jungtimi, išrinktų iš akrilamido, metakrilamidų, alkil-akrilamidų, N,N~dialkilakrilamiaų, N-vinilpirolidono arba jų mišinių.
8. Suspenduotų kietų medžiagų dispersijos flokuliacijos būdas, besiskiriantis tuo, kad atlieka (a) pridėjimą prie dispersijos 0,1-100 milijoninių dalių šlyties deformacija nepaveikto vandenyje tirpaus šakoto polimerinio nejoninio flokulianto, turinčio bent vieną nejonini, monomerą su dviguba jungtimi ir ša-kojimąsi sąlygojančios priemonės kiekis jame yra 4-80 milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam monomero kiekiui, kurio klampa tirpale yra bent 1,8 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu, esant 25°C temperatūrai, 0,1 masės % polimero koncentracijai 1 M NaCl ir 60 aps/min, ir (b) suspenduotų kietų me-džiagų dispersijos ir polimerinio flokulianto mišinio nuvandeninimą.
9. Būdas pagal 4 arba 8 punktą, besiskiriantis tuo, kad dispersijoje biologiškai apdoroja dumb-lą.
10. Šlyties deformacija nepaveikto vandenyje tirpaus anijoninio šakoto polimerinio flokulianto, kurio klampa tirpale yra bent 3 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL-perėjimu, esant 25 C temperatūrai, 0,1 ma-sės % polimero koncentracijai 1M NaCl ir 60 aps/min, gavimo būdas, besiskiriantis tuo, kad vieno arba kelių vandenyje tirpių anijoninių polimerų su dviguba jungtimi polimerizaciją vykdo su bent viena šakojimąsi sąlygojančia priemone, kurios koncentracija yra 4-80 molinių milijoninių dalių, skaičiuojant pradiniam polimero kiekiui, esant bent vienam kinetiniam grandinės nešikliui.
11. Būdas pagal 10 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, suda-rytas iš vieno arba kelių monomerų su dviguba jungtimi, išskirtų iš ( met) akrilo rūgščių, sulfoalkil( met) akrilo rūgščių, sulfuruotų stirenų, nesočių dikarboninių rūgščių, sulfoalkil( met) akrilamidų, nurodytų rūgščių druskų ir pan.
12. Būdas pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra polimeras, suda-rytas iš vieno arba kelių nejoninių monomerų, išrinktų iš akrilamido, N- alkiiakrilamidų, N, N- diaikilakril-amidų, metakrilamidų, vinilacetato, alkil( met) akrilatų, akrilonitrilo, N- vinilmetilacetamido ir N- vinilpirolidono.
13. Vandens atskyrimo nuo suspenduotų kietų medžiagų dispersijos būdas, besiskiriantis tuo, kad atlieka ( a) pridėjimą prie kietų medžiagų dispersijos 0, 1- 50000 milijoninių dalių šlyties deformacija nepaveikto vandenyje tirpaus anijoninio polimerinio flokulianto, kurio klampa tirpale yra bent 3 mPa, matuojant Brukfildo viskozimetru su VL- perėjimu, esant 25°C temperatūrai, 0, 1 masės % polimero koncentracijai 1 M NaCl ir 60 aps/ min, ir šakojimąsi sąlygojančios prie-monės kiekis jame yra 4- 80 milijoninių dalių, skai-čiuojant pradiniam polimero kiekiui, ir ( b) suspenduotų kietų medžiagų dispersijos ir anijoninio polimerinio flokulianto mišinio nuvandeninimą.
14- Būdas pagal 13 punktą, besiskiriantis tuo, kad polimerinis flokuliantas yra anijoninis polimeras, gautas iš vieno ar kelių monomerų su dviguba jungtimi, išrinktų iš ( met) akrilo rūgščių, sulfoalkil(met)akrilo rūgščių, sulfuruotų stirenų, nesočių dikarboninių rūgščių, sulfoalkil (met)akrilamidų, nuro-dytų rūgščių druskų ir pan.
15. Būdas pagal 13 punktą, besiskiriantis tuo, kad. polimerinis flckuliantas yra anijoninis polimeras, gautas iš akriiamido, N-alkilakrilamidų, N,N-dialkilakrilamidų, metakrilarr.idų, vinilacetato, alkil (met)akrilatų, akrilonitrilo, N-vinilmetilacetamido ir N-vinilpirolidono.