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DE2557325C3 - Verfahren zur Trocknung von Acrylamidpolymerisaten - Google Patents

Verfahren zur Trocknung von Acrylamidpolymerisaten

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Publication number
DE2557325C3
DE2557325C3 DE19752557325 DE2557325A DE2557325C3 DE 2557325 C3 DE2557325 C3 DE 2557325C3 DE 19752557325 DE19752557325 DE 19752557325 DE 2557325 A DE2557325 A DE 2557325A DE 2557325 C3 DE2557325 C3 DE 2557325C3
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DE
Germany
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acrylamide
water
drying
polymer
polymers
Prior art date
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Expired
Application number
DE19752557325
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English (en)
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DE2557325A1 (de
DE2557325B2 (de
Inventor
Hans Dipl.-Chem. Dr. Burkert
Dietmar Dipl.-Chem. Dr. Jung
Christian Dipl.-Chem. Dr. 2000 Hamburg Srna
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Publication of DE2557325A1 publication Critical patent/DE2557325A1/de
Publication of DE2557325B2 publication Critical patent/DE2557325B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2557325C3 publication Critical patent/DE2557325C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/06Treatment of polymer solutions
    • C08F6/10Removal of volatile materials, e.g. solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/008Treatment of solid polymer wetted by water or organic solvents, e.g. coagulum, filter cakes

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

15
Wasserlösliche Acrylamidpolymerisate werden für viele Anwendungen eingesetzt, beispielsweise als Sedimentationshilfsmittel, Flockungshilfsmittel, Filtrationsmittel und Verdickungsmittel. Speziell bei diesen Anwendungen ist die Wirksamkeit der Polymerisate um so größer je höher das Molekulargewicht ist Acrylamidpolymerisate werden beispielsweise durch Lösungspolymerisation, umgekehrte Suspensionspolymerisation oder umgekehrte Emulsionspolymerisation hergestellt. In allen Fällen resultieren wäßrige Polymerisatlösungen, die sich im wesentlichen nur durch ihren Verteilungszustand und An- bzw. Abwesenheit einer Hilfsphase unterscheiden. Wäßrige Lösungen von Acrylamidpolymerisaten sind jedoch nur dann fließfähig, wenn die Polymerkonzentration unter 10 Gew.-% liegt. Höherkonzentrierte Acrylamidpolymerisatlösungen haben einen gelartigen bzw. gummiartigen Charakter und sind klebrig. Mit steigendem Feststoffgehalt )> nimmt die Klebrigkeit ab, so daß das Polymerisat mit über 85 Gew.-% Feststoffgehalt in der Regel ohne zu verbacken gelagert werden kann.
Es ist daher erforderlich, die Polymerisatlösungen zu trocknen. Eine bekannte Methode ist die extraktive 4<i Trocknung, bei der ein Lösungsmittel eingesetzt wird, das die Polymerisate nicht löst, sich jedoch mit Wasser mischt, beispielsweise Methanol oder Aceton. Das zu trocknende Polymerisat wird in feiner Verteilung über längere Zeit mit einem Lösungsmittel in innigen 4ί Kontakt gebracht. Dieser Vorgang muß mehrfach mit frischem Lösungsmittel wiederholt werden, so daß das Verfahren zwar eine schonende Trocknungsmethode darstellt, jedoch sehr aufwendig ist. Bei den anderen Trocknungsverfahren wird Wasser unter Zufuhr von 5» Wärme verdampft. So können beispielsweise verdünnte fließfähige Polymerisatlösungen auf beheizten Walzen getrocknet werden. Bekannt ist auch, gelarlige Produkte feinzerteilt im H.ißluftwirbelbett zu trocknen. Aus der DE-PS 14 94 967 ist bekannt, Wasser mit Hilfe einer siedenden Hilfsphase durch azeotrope Destillation zu entfernen.
Diese Verfahren haben den gemeinsamen Nachteil, daß infolge der erhöhten Temperaturen die Polymerisate geschädigt werden, und zwar um so mehr und um so wi leichter, je höher das mittlere Molekulargewicht der Polymerisate ist. Es entstehen unlösliche Produkte, die in Wasser nur noch quellbare Gelanteile enthalten. Die unlöslichen Produkte stören bei der Anwendung und erniedrigen gleichzeitig die Wirksamkeit der Acryl- b> amidpolymerisate. Es ist daher von äußerster Wichtigkeit, beim Trocknen jegliche Schädigung des Polymerisates zu vermeiden. So läßt sich beispielsweise unter vermindertem Druck die Trocknungstemperatur weiter absenken, jedoch werden die bekannten Trocknungsverfahren dadurch noch komplizierter and teurer.
Aus der US 32 34 163 ist bekannt, wäßrige Polyacrylamidlösungen mit Thioharnstoffen zu stabilisieren. Die Wirkung dieser Zusätze ist jedoch unzureichend.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Trocknen von wasserhaltigen Acrylamidpolymerisaten oder deren wäßrigen Lösungen durch Verdampfen des Wassers unter Zufuhr von Wärme, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Wasser in Gegenwart von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Acrylamidpelymerisat, eines wasserlöslichen Hydroxylamins bzw. Hydroxylammoniumsalzes abdestilliert wird.
Das Verfahren ist auf Acrylamidpolymerisate anwendbar, die schon teilweise entwässert worden sind oder bei einem Polymerisationsverfahren bereits in hoher Konzentration angefallen sind. Außerdem ist es möglich, wäßrige Acrylamidpolymerisat-Lösungen erfindungsgemäß zu trocknen. Das Verfahren, nach dem die Acrylamidpolymerisate hergestellt wurden, ist nicht entscheidend. Die Acrylamidpolymerisate können beispielsweise durch Lösungspolymerisation, umgekehrte Suspensionspolymerisation und umgekehrte Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Die Zusammensetzung der Acrylamidpolymerisate ist ebenfalls nicht kritisch. Man kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl Homopolymerisate als auch Copolymerisate des Acrylamids mit kationischen und/oder anionischen Monomeren trocknen. In Betracht kommen beispielsweise Copolymerisate aus Acrylamid und Acrylsäure, Acrylamid und Methacrylsäure, Copolymerisate aus Acrylamid und Dialkylaminoalkylacrylaten, wie Dimethylaminoäthylacrylat oder -methacrylat, sowie Copolymerisate aus Acrylamid, Dialkylaminoalkylacrylaten und a,j3-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Itaconsäure. Der Acrylamidgehalt der Polymerisate kann in dem Bereich von 40 bis 100 Gew.-% liegen. Das Molekulargewicht der Polymerisate beträgt 1 000 000 bis 25 000 000.
Die zu trocknenden Acrylamidpolymerisate, die beispielsweise 1 bis 99 Gew.-% Wasser enthalten, werden vor dem Trocknen mit 0,01 bis 1, vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-°/o, bezogen auf das Acrylamidpolymerisat, eines wasserlöslichen Hydroxylamins bzw. Hydroxylammoniumsalzes gemischt. Vorzugsweise verwendet man Hydroxylamin, C1- bis C8-monoalkylsubstituierte Hydroxylamine, sowie monosubstituierte Acrylhydroxylamine. Als Alkylgruppen eignen sich auch cyclische Alkylreste, deren Ringsystem 3 bis 7 Kohlenstoffatome enthält.
Die als Stabilisator wirkenden Hydroxylamine bzw. die entsprechenden Hydroxylammoniumsalze, beispielsweise Salze, die durch Neutralisation von Hydroxylaminen mit Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure oder organischen Säuren, wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure erhalten werden, setzt man den wäßrigen Polymerisatlösungen jeweils vor dem Trocknen zu. Sollen Polymerisate getrocknet werden, die durch umgekehrte Suspensions- oder Emulsionspolymerisation hergestellt wurden, so kann man so verfahren, daß man eine wäßrige Lösung des Hydroxylamins zusetzt und die Komponenten durch Rühren miteinander mischt. Hydroxylamine können auch dann in Form einer wäßrigen Lösung mit dem Acrylamidpolymerisat gemischt werden, wenn eine gelartige, nicht mehr fließfähige Polymerisatlösung vorliegt.
Das Wasser wird aus den Polymerisatlösungen bzw. den wasserhaltigen Polymerisaten nach bekannten Verfahren abdestilliert, z. B. auf beheizten Walzen, im Heißluftwirbelbett oder durch azeotrope Destillation. Die Trocknung der Acrylamidpolymerisate erfolgt vorzugsweise nach dem Verfahren der azeotropen Destillation. Geeignete organische Flüssigkeiten für die azeotrope Destillation sind beispielsweise n-Heptan, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrachloräthylen, Amylacetat oder Dibutyläther. Vorzugsweise verwendet man Benzin des Siedebereichs 65 bis 800C, außerdem aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol und Aliphaten wie Cyclohexan, Hexan und Heptan. Diese Lösungsmittel können auch in Mischung miteinander eingesetzt werden. Sie können außerdem die kontinuierliche Phase der Wasser-in-Öl-Dispersion der wäßrigen Polymerisatlösung bilden, die gerade entwässert werden sollen.
Die Destillationstemperatur beim Entwässern kann nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Regelung des Drucks und bei der azeotropen Destillation auch durch die Auswahl der Lösungsmittel in weiten
Bereichen variiert werden. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.
Beispiel 1
Eine Suspension von 510 g einer gelartigen 35%<gen wäßrigen Lösung eines Copolymerisates aus 64 Teilen Acrylamid und 36 Teilen Natriumacrylat in 1 I Cyclohexan, das 2 g Sorbitanmonostearat enthält,
ίο wurde mit Hydroxylammoniumsulfat sowie in mehreren Vergleichsversuchen mit den in der Tabelle 1 angegebenen Substanzen versetzt bzw. auch in Abwesenheit eines Zusatzes durch azeotropes Abdestillieren von Wasser getrocknet Nach dem azeotropen Entfernen des Wassers wurde der Rückstand abfiltriert und bei 50° C im Vakuum von anhaftendem Lösungsmittel befreit Es resultierten rieselfähige Festprodukte, die auch beim Lagern nicht verbackten.
Aus ihnen wurde jeweils eine 0,1 gewichtsprozentige wäßrige PoJymerisatlösung hergestellt, die visuell auf den Gehalt an unlöslichen Gelteilen beurteilt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
Tabelle 1 Zusatz Vergleichs 40
Nr.
4 Zugabemenge, Gew.-%, Unlösliche Anteile Zugabe 0,067 Unlös
beispiele 5 bezogen auf Polymer menge, be 0,133 liche
Hydroxylammoniumsulfat 1 0,011 keine zogen auf 0,267 Anteile
2 Guanidiniumchlorid 6 Polymerisat 0,533
3 HarnstofT 45 Gew.-% 0,022
4 ThioharnstolT 7 0 sehr viele
Beispiel 2 8 0,011 viele 0,044
Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben, setzt 55 9 0,011 viele 0,089 0,089 keine
jedoch die in Tabelle 2 angegebenen Verbindungen in 10 0,011 etwas 0,178 0,178 keine
der ebenfalls in der Tabelle beschriebenen Menge ein. Il 0,356
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, enthält eine 0,1 %ige Hydroxylamin Cyclohexylhydroxyl- 0,033 keine
wäßrige Lösung, die durch Lösen des getrockneten W) 12 ammoniumchlorid
Acrylamidpolymerisates hergestellt wurde, keine unlös 13 desgl. keine
lichen Anteile, während eine Lösung des Copolymerisa 14 desgl. keine
tes, die durch Trocknen des gleichen Copolymerisates in 15 desgl. keine
Abwesenheit eines Stabilisierungsmittels hergestellt desgl. keine
wurde, sehr viele unlösliche Anteile enthält. Isopropylhydroxyl- keine
desgl. ii ni ni on i 11 m ζ 111 Γίΐ I
Tabelle 2 desgl. Cl 11 11 I I KJ IllUllloUlltll
desgl.
keine
desgl. keine
desgl. keine
Nr. Hydroxylamin Zugabe- Unlös- desgl. keine
menge, be- liehe
zogen auf Anteile
Polymerisat
Gcw.-%
I Hydroxylammonium- 0,011 keine
sulfat
2 desgl. 0,022 keine
3 desgl. 0,044 keine

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Trocknen von wasserhaltigen Acrylamidpolymerisaten oder deren wäßrigen Lösungen durch Verdampfen des Wassers unter Zufuhr von Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in Gegenwart von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das AcryJamidpolymerisat, eines wasserlöslichen Hydroxylamins bzw. Hydroxylammoniumsalzes abdestillert wird.
DE19752557325 1975-12-19 1975-12-19 Verfahren zur Trocknung von Acrylamidpolymerisaten Expired DE2557325C3 (de)

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DE2557325A1 DE2557325A1 (de) 1977-06-30
DE2557325B2 DE2557325B2 (de) 1979-07-05
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CA2013026A1 (en) * 1989-05-18 1990-11-18 Allen R. Syrinek Dewatering agents for polymer slurries
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DE2557325B2 (de) 1979-07-05

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