[go: up one dir, main page]

RU2705060C2 - Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция - Google Patents

Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция Download PDF

Info

Publication number
RU2705060C2
RU2705060C2 RU2017110277A RU2017110277A RU2705060C2 RU 2705060 C2 RU2705060 C2 RU 2705060C2 RU 2017110277 A RU2017110277 A RU 2017110277A RU 2017110277 A RU2017110277 A RU 2017110277A RU 2705060 C2 RU2705060 C2 RU 2705060C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
cationogenic
composition
solid
polymerization
Prior art date
Application number
RU2017110277A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017110277A (ru
RU2017110277A3 (ru
Inventor
Патрик БИРГАННС
Маркус БРЁХЕР
Original Assignee
Соленис Текнолоджиз, Л.П.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51421940&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2705060(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Соленис Текнолоджиз, Л.П. filed Critical Соленис Текнолоджиз, Л.П.
Publication of RU2017110277A publication Critical patent/RU2017110277A/ru
Publication of RU2017110277A3 publication Critical patent/RU2017110277A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2705060C2 publication Critical patent/RU2705060C2/ru

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375—Poly(meth)acrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/08—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/02—Polyamines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45—Nitrogen-containing groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/56—Polyamines; Polyimines; Polyester-imides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2333/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2471/02—Polyalkylene oxides
    • C08J2471/03—Polyepihalohydrins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, используемой для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз. Композиция содержит по меньшей мере два разных катионогенных полимера, а именно первый катионогенный полимер и второй катионогенный полимер, которые различаются по химической природе и молекулярной массе. Также описан способ получения такой порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции и ее применение для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, например, в качестве удерживающего средства при изготовлении бумаги и при обезвоживании ила/очистке сточных вод. Технический результат – обеспечение композиции, содержащей 5 мл/л или менее нерастворимых твердых веществ после ее диспергирования в воде, что необходимо для эффективного промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 1 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, содержащей по меньшей мере два разных катионогенных полимера, а именно, первый катионогенный полимер и второй катионогенный полимер, которые различаются по химической природе и молекулярной массе, а также к способу получения такой композиции и к ее применению для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, например, в качестве удерживающего средства при изготовлении бумаги и при обезвоживании ила/очистке сточных вод. Катионогенная полимерная композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, после ее диспергирования в воде характеризуется очень низким содержанием нерастворимых веществ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обезвоживающие средства используют в некоторых случаях при разделении твердой и жидкой фаз, включая использование в целлюлозной и бумажной промышленности. При практическом осуществлении разделения твердой и жидкой фаз флокулирующие вспомогательные вещества добавляют для обеспечения наилучшего результата при получении сухого твердого вещества и прозрачного фильтрата. Другими словами, задачей является проведение наиболее полного отделения твердой фазы от жидкой фазы.
Флокулирующие вспомогательные вещества изготавливают в виде порошкообразных гранул или полимерных дисперсий типа вода-в-воде, или эмульсий типа вода-в-масле и перед их использованием добавляют во флокулируемую среду в виде разбавленных водных растворов. Порошкообразные гранулы являются предпочтительными, поскольку их дешевле транспортировать вследствие почти безводного состояния и они, как и эмульсии типа вода-в-масле, не содержат какие-либо компоненты масла или растворители, которые нерастворимы в воде.
Использование сухих порошкообразных смесей разных полимеров в технологиях флокуляции может привести к неправильному распределению вследствие явления разделения фаз.
В ЕР 262945 А2 раскрыты катионогенные флокулирующие вспомогательные вещества, содержащие два разных компонента-полимера, и способы их получения. Вспомогательные вещества получают по реакции полимеризации катионогенных мономеров, протекающей с образованием обладающего высокой молекулярной массой компонента-катионогенного полимера (флокулянта), в присутствии обладающего низкой молекулярной массой компонента-катионогенного полимера (коагулянта). Во время этой реакции полимеризации полимер, добавляемый первым, может вступать в реакции прививки. Отношение количества коагулянта к количеству обладающего высокой молекулярной массой компонента-катионогенного полимера определено, как предпочтительно равное от 5:1 до 1:1,5. Однако при получении растворов для полимеризации такое высокое относительное содержание коагулянта вызывает затруднения, связанные с вязкостью. Характеристики этих флокулирующих агентов не удовлетворяют требованиям, предъявляемым в промышленных способах флокуляции к скорости и эффективности.
В US 2007/0032677 и US 2007/0173586 раскрыты катионогенные полимерные композиции, обладающие хорошей флокулирующей способностью, однако после их диспергирования в воде обладающие высоким содержанием нерастворимых веществ. Эти нерастворимые вещества могут привести к серьезным затруднениям при использовании потребителями, таким как, например, засорение фильтров, дыры в бумаге или перерывы в производстве.
В WO 2013/179139 раскрыты композиции и способы получения бумажных продуктов.
Необходимы полимерные композиции, в которых отсутствуют недостатки предшествующего уровня техники.
Дополнительные объекты, преимущества и особенности того, что заявлено, приведены в последующем описании и частично должны стать понятными специалистам в данной области техники после рассмотрения приведенного ниже или могут стать понятными после практического применения технологии. Объекты и преимущества настоящего изобретения (и предлагаемых в нем решений) реализуются и обеспечиваются с помощью композиций и способов, в особенности указанных в прилагаемой формуле изобретения, включая ее функциональные эквиваленты.
Вся литература, цитированная в настоящем изобретении, включая книги, патенты, опубликованные заявки, статьи в журналах и другие публикации, во всей своей полноте включена в настоящее изобретение в качестве ссылки.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, объектом настоящего изобретения является получение полимерных композиций, которые применимы для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз и которые обладают преимуществами по сравнению с обычными полимерными композициями. Другим объектом настоящего изобретения является разработка способа, с помощью которого два катионогенных полимера можно объединить друг с другом без наложения существенных ограничений, и затем продукты реакции можно обработать без наложения существенных ограничений, и где образуется в основном однородный и легкорастворимый порошкообразный полимер. Эта задача решена с помощью основного объекта формулы изобретения..
Первым объектом настоящего изобретения является порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция, содержащая первый катионогенный полимер и второй катионогенный полимер; где второй катионогенный полимер получают путем нерадикальной полимеризации; и где первый катионогенный полимер получают в присутствии второго катионогенного полимера путем радикальной адиабатической гель-полимеризации водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер, радикально полимеризующийся неионогенный мономер и второй катионогенный полимер.
Согласно изобретению неожиданно было установлено, что порошкообразные катионогенные полимерные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, после их диспергирования в воде обладают низким остаточным содержанием нерастворимых веществ, что делает композиции особенно полезными для проведения обезвоживания и дренажа при изготовлении бумаги.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 представлено сравнение экспериментальных результатов для уменьшения мутности и фиксации крахмала, полученных для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-6 и 300 г/т сравнительной композиции С-14; для комбинации, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-6 и 300 г/т композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении; для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т сравнительной композиции С-6; для комбинации, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении; и для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т сравнительной композиции С-14, и для контрольной композиции. Наибольшее уменьшение мутности наблюдается для обеих комбинаций, предлагаемых в настоящем изобретении, содержащих композицию I-1, предлагаемую в настоящем изобретении. Обе комбинации примеров обеспечивают хорошую фиксацию крахмала. Согласно изобретению неожиданно было установлено, что комбинации, предлагаемые в настоящем изобретении, содержащие композицию I-1, предлагаемую в настоящем изобретении, обладают улучшенными характеристиками обезвоживания по сравнению со сравнительными комбинациями (см. фиг. 2) и при этом не происходит ухудшения фиксации крахмала.
На фиг. 2 представлено сравнение экспериментальных результатов для характеристик обезвоживания, полученных для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т сравнительной композиции С-14; для комбинации, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении; для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-13 и 300 г/т сравнительной композиции С-6; для комбинации, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-6 и 300 г/т композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении; для сравнительной комбинации, содержащей 600 г/т сравнительной композиции С-6 и 300 г/т сравнительной композиции С-14; и для контрольной композиции. Очевидно, что комбинации, содержащие композицию I-1, предлагаемую в настоящем изобретении, обладают наилучшими характеристиками обезвоживания.
На фиг. 3 представлено сравнение экспериментальных результатов для выраженного в процентах содержания сухих твердых веществ после проведения обезвоживания, полученных для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении, композиции I-3, предлагаемой в настоящем изобретении, сравнительной композиции С-6, сравнительной композиции Percol® 182/бентонит и контрольной композиции. Наилучшие результаты, т.е. наибольшее выраженное в процентах содержание сухих твердых веществ, получены для композиций I-1 и I-3, предлагаемых в настоящем изобретении.
На фиг. 4 представлено сравнение экспериментальных результатов для времени, необходимого для обезвоживания 1 г волокнистой массы, полученных для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении, композиции I-3, предлагаемой в настоящем изобретении, сравнительной композиции С-6, сравнительной композиции Percol® 182/бентонит и контрольной композиции. Наилучшие результаты, т.е. самое непродолжительное время обезвоживания, получены для композиций I-1 и I-3, предлагаемых в настоящем изобретении.
На фиг. 5 представлено сравнение экспериментальных результатов для выраженного в процентах содержания сухих твердых веществ после проведения прессования, полученных для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении, композиции I-3, предлагаемой в настоящем изобретении, сравнительной композиции С-6, сравнительной композиции Percol® 182/бентонит и контрольной композиции. Наилучшие результаты, т.е. наибольшее выраженное в процентах содержание сухих твердых веществ, получены для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении.
На фиг. 6 представлено сравнение экспериментальных результатов для выраженного в процентах содержания сухих твердых веществ после третьей сушки, полученных для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении, композиции I-3, предлагаемой в настоящем изобретении, сравнительной композиции С-6, сравнительной композиции Percol® 182/бентонит и контрольной композиции. Наилучшие результаты, т.е. наибольшее выраженное в процентах содержание сухих твердых веществ, получены для композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении. Из этого чертежа видно, что контрольные композиции также обеспечивают хорошие результаты. Однако композиции I-1 и I-3, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают наилучшими значениями всех трех характеристик при проведении обезвоживания (т.е. начального обезвоживания, см. фиг. 3 и 4; прессования, см. фиг. 5; и сушки, см. фиг. 6), что необходимо для обеспечения эффективного способа и что делает композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, лучшими, чем сравнительные композиции и контрольная композиция.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к порошкообразной, растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, содержащей по меньшей мере два разных катионогенных полимера, а именно, первый катионогенный полимер и второй катионогенный полимер, которые различаются по химической природе и молекулярной массе, а также к способу получения такой композиции и к ее применению для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, например, в качестве удерживающего средства при изготовлении бумаги и при обезвоживании ила/очистке сточных вод.
Отношение массы первого катионогенного полимера к массе второго катионогенного полимера может находиться в диапазоне, составляющем от примерно 99:1 до примерно 30:70, может составлять от примерно 97:3 до примерно 50:50, может составлять от примерно 95:5 до примерно 60:40, может составлять от примерно 90:10 до 65:35 и может составлять от примерно 65:35 до примерно 70:30 или от примерно 93:7 до примерно 87:13.
Первый катионогенный полимер может обладать более низкой зарядовой плотностью, чем второй катионогенный полимер.
Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, после ее диспергирования в воде содержит 5 мл/л или меньшее количество нерастворимых твердых веществ, может содержать 4 мл/л или меньшее количество, может содержать 3 мл/л или меньшее количество, может содержать 2 мл/л или меньшее количество и может содержать 1 мл/л или меньшее количество. Содержание остаточных твердых веществ определяют при комнатной температуре в чистой воде после диспергирования 1 г порошкообразной катионогенной полимерной композиции в 999 г чистой воды и перемешивания при скорости, равной 300 оборотов/мин в течение 60 мин.
После завершения перемешивания раствор помещают на стандартное сито (3154m) и после того, как он прошел через сито, сито пять раз промывают каждый раз с помощью 1 л свежей воды из стакана. После того, как промывочная вода прошла через сито, остаточную воду под ситом стирают резиновым скребком. С помощью резинового скребка и насыпной воронки остаток переносят в мерный цилиндр объемом и определяют объем.
В контексте настоящего изобретения два катионогенных полимера различаются по методике их получения. В то время, как второй катионогенный полимер получают путем нерадикальной полимеризации, первый катионогенный полимер путем проводимой в воде радикальной адиабатической гель-полимеризации. Вследствие этого различия два катионогенных полимера также обычно различаются по природе их катионогенных групп, которые обладают разным составом, и это означает, что первый катионогенный полимер образован из катионогенных мономерных соединений, отличающихся от катионогенных мономерных соединений, из которых образован второй катионогенный полимер.
Второй катионогенный полимер
- обладает среднемассовой молекулярной массой, равной менее примерно 1 млн г/моль; и/или
- может представлять собой полиамин.
Содержащиеся в полиамине аминогруппы могут быть кватернизованы, не кватернизованы или частично кватернизованы.
Вторым катионогенным полимером может являться полиамин, выбранный из группы, включающей полиэтиленимин, поли(диметиламин(со)эпихлоргидрин) и поли(диметиламин-со-эпихлоргидрин-со-этилендиамин).
Второй полимер может быть получен путем нерадикальной полимеризации, т.е. может не представлять собой поливиниламин.
В одном варианте осуществления вторым катионогенным полимером является полиэтиленимин, обычно содержащий повторяющееся звено -[CH2CH2NH]-. Полиэтиленимин может являться в основном линейным, т.е. содержать в основном только вторичные аминогруппы. Однако полиэтиленимин также может являться до определенной степени разветвленным, т.е. также может содержать первичные и третичные аминогруппы. Разветвленный полиэтиленимин можно синтезировать путем полимеризации с раскрытием цикла азиридина. В зависимости от условий проведения реакции можно обеспечить разные степени разветвления. Линейный полиэтиленимин получают путем последующей модификации других полимеров, таких как поли(2-оксазолины) или N-замещенные полиазиридины. Если вторым катионогенным полимером является полиэтиленимин, то его катионогенность обычно составляет примерно 100 мас. %, т.е. все мономерные звенья, которые включены в основную цепь полимера, представляют собой катионогенные мономерные звенья.
В другом варианте осуществления катионогенным полимером может являться поли(эпихлоргидрин-диметиламин), обычно содержащий повторяющееся звено -[N+(СН3)2СН2СНОНСН2]Cl--. Поли(эпихлоргидрин-диметиламин) получают по реакции диметиламина с эпихлоргидрином при стехиометрическом отношении количеств.
В еще одном варианте осуществления вторым катионогенным полимером может являться поли(диметиламин-со-эпихлоргидрин-со-этилендиамин). Полимеры этого типа получают по реакции диметиламина, этилендиамина и эпихлоргидрина.
Второй катионогенный полимер может обладать более низкой молекулярной массой, чем первый катионогенный полимер. Среднемассовая молекулярная масса второго полимера может составлять менее примерно 1 млн г/моль, и может составлять от примерно 50000 до примерно 700000 г/моль, и может составлять от примерно 100000 до примерно 500000 г/моль.
Первый катионогенный полимер представляет собой сополимер, содержащий катионогенные мономерные звенья и неионогенные мономерные звенья.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения первый катионогенный полимер обладает среднемассовой молекулярной массой, составляющей более примерно 1 млн г/моль; и/или
содержание катионогенных мономеров в водной композиции находится в диапазоне, составляющем от примерно 5 до примерно 90 мас. % в пересчете на полное содержание мономеров; и/или
катионогенный мономер, содержащийся в водной композиции, выбран из группы, включающей диметилаллиламмонийхлорид, катионизированные эфиры (мет)акриловой кислоты, содержащие кватернизованный атом N, и катионизированные амиды (мет)акриловой кислоты, содержащие кватернизованный атом N; и/или
содержание неионогенных мономеров в водной композиции находится в диапазоне, составляющем от примерно 10 мас. % до примерно 95 мас. % в пересчете на полное содержание мономеров; и/или
неионогенным мономером, содержащимся в композиции, является (мет)акриламид.
Катионогенный мономер, содержащийся в водной композиции, может быть выбран из группы, включающей кватернизованный диметиламинопропилакриламид, кватернизованный диметиламиноэтилакрилат и/или диаллилдиметиламмонийхлорид.
Для задач настоящего изобретения "(мет)акриловый" включает акриловый, а также метакриловый.
Примеры подходящих радикально полимеризующихся катионогенных мономеров включают, но не ограничиваются только ими,
(i) катионизированные эфиры (мет)акриловой кислоты, такие как катионизированный диметиламиноэтил(мет)акрилат, катионизированный диэтиламиноэтил(мет)акрилат, катионизированный диэтиламинопропил(мет)акрилат, катионизированный диметиламинопропил(мет)акрилат, катионизированный диметиламинобутил(мет)акрилат или катионизированный диэтиламинобутил(мет)акрилат;
(ii) катионизированные амиды (мет)акриловой кислоты, такие как катионизированный диметиламиноэтил(мет)акриламид, катионизированный диэтиламиноэтил(мет)акриламид, катионизированный диэтиламинопропил(мет)акриламид, катионизированный диметиламинопропил(мет)акриламид, катионизированный диметиламинобутил(мет)акриламид или катионизированный диэтиламинобутил(мет)акриламид;
(iii) катионизированные N-аалкилмоноамиды или -диамиды, включающие алкильные группы, содержащие примерно от 1 до 6 атомов С, такие как катионизированный N-метил(мет)акриламид, катионизированный N,N-диметилакриламид, катионизированный N-этил(мет)акриламид, катионизированный н-пропил(мет)акриламид, катионизированный трет-бутил(мет)акриламид, катионизированные N-виниламидозолы, такие как винилимидазолин, N-винил-2-метилимидазолин и N-винил-2-этилимидазолин.
Кватернизацию можно провести с использованием диметилсульфата, диэтилсульфата, метилхлорида, этилхлорида или бензилхлорида. В другом варианте осуществления мономеры кватернизуют с использованием метилхлорида или бензилхлорида.
Катионогенными мономерами могут являться катионизированные эфиры и амиды (мет)акриловой кислоты, в каждом случае содержащие кватернизованный атом N. Ими могут являться кватернизованный диметиламинопропилакриламид и кватернизованный диметиламиноэтилакрилат.
Примерами подходящих неионогенных мономеров, которые являются растворимыми в воде, являются акриламид, метакриламид, акрилонитрил, метакрилонитрил, N,N-диметилакриламид, винилпиридин, винилацетат, содержащие гидроксигруппу эфиры полимеризующихся кислот, такие как гидроксиэтиловые и гидроксипропиловые эфиры акриловой кислоты и метакриловой кислоты, другие содержащие аминогруппу эфиры и амиды полимеризующихся кислот, такие как сложные диалкиламиноэфиры, например, диметиламино- и диэтиламиноэфиры акриловой кислоты и метакриловой кислоты, конкретным примером которых является диметиламиноэтилакрилат, а также соответствующие амиды, такие как диметиламинопропилакриламид. Акриламид представляет собой один такой неионогенный мономер. Мономеры, обладающие ограниченной растворимостью в воде, используют лишь в таком количестве, при котором они не влияют на растворимость в воде полученного сополимера.
Первый катионогенный полимер обладает сравнительно высокой молекулярной массой. Среднемассовая молекулярная масса первого катионогенного полимера может составлять не менее примерно 1 млн г/моль и может составлять не менее примерно 3 млн г/моль. Молекулярная масса первого катионогенного полимера может превышать молекулярную массу второго катионогенного полимера. Высокая молекулярная масса первого катионогенного полимера обеспечивает улучшение действия полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, при проведении флокуляции.
Зарядовую плотность первого катионогенного полимера в принципе можно выбрать без наложения ограничений и она должна подходить для соответствующего случая применения. В одном предпочтительном варианте осуществления первый катионогенный полимер образован из от примерно 5 до примерно 90 мас. % и может быть образован из от примерно 20 до примерно 50 мас. % катионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев.
В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 20±20 мас. %, может быть образован примерно из 20±15 мас. % и может быть образован примерно из 20±10 мас. % катионогенных мономерных звеньев. В еще одном варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 30±20 мас. %, может быть образован из 30±15 мас. % и может быть образован примерно из 30±10 мас. % катионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев. В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер и может быть образован из от примерно 45±20 мас. %, может быть образован примерно из 45±15 мас. % и может быть образован примерно из 45±10 мас. % катионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев.
В еще одном варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 60±20 мас. %, может быть образован примерно из 60±15 мас. % и может быть образован примерно из 60±10 мас. % катионогенных мономерных звеньев. В еще одном варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 75±20 мас. %, может быть образован примерно из 75±15 мас. % и может быть образован примерно из 75±10 мас. % катионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев.
В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован из не менее примерно 26 мас. % и может быть образован из не менее примерно 28 мас. % катионогенных мономерных звеньев. В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован из не менее примерно 26 мас. % и может быть образован из не менее примерно 24 мас. % катионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев.
В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 80±20 мас. %, может быть образован примерно из 80±15 мас. % и может быть образован примерно из 80±10 мас. % неионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев. В еще одном варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 70±20 мас. %, может быть образован примерно из 70±15 мас. % и может быть образован примерно из 70±10 мас. % неионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев. В еще одном варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 50±20 мас. %, может быть образован примерно из 50±15 мас. % и может быть образован примерно из 50±10 мас. % неионогенных мономерных звеньев. В другом варианте осуществления первый катионогенный полимер может быть образован примерно из 10±5 мас. % неионогенных мономерных звеньев в пересчете на полное содержание мономерных звеньев.
Другим объектом настоящего изобретения является способ получения порошкообразной катионогенной полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, способ включает стадии
a) получения водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер, радикально полимеризующийся неионогенный мономер и второй катионогенный полимер, который получен путем нерадикальной полимеризации;
b) установления температуры водной композиции в диапазоне, составляющем от примерно -10 до примерно 25°C, и выдувания кислорода с помощью инертного газа;
c) запуска радикальной адиабатической гель-полимеризации радикально полимеризующегося катионогенного мономера и радикально полимеризующегося неионогенного мономера в присутствии второго катионогенного полимера путем добавления инициатора полимеризации;
d) предоставления температуре водной композиции возможности повыситься вследствие протекания экзотермической реакции полимеризации и получение геля полимера при установлении максимальной температуры реакции полимеризации; и
е) обработки геля полимера для механического уменьшения размера частиц и сушки геля полимера после установления максимальной температуры.
Растворимые в воде катионогенные полимерные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, можно получить по методике адиабатической гель-полимеризации, где первый катионогенный полимер получают путем радикальной полимеризации его мономерных компонентов в водном растворе в присутствии второго катионогенного полимера.
Для проведения реакции сначала готовят водный раствор катионогенного и неионогенного мономеров и второго катионогенного полимера, начальную температуру для полимеризации устанавливают в диапазоне, составляющем от -10 до 25°C, и кислород выдувают из раствора с помощью инертного газа. Экзотермическую реакцию полимеризации мономеров запускают путем добавления инициатора полимеризации и нагревание полимеризующейся смеси происходит при образовании геля полимера. После установления максимальной температуры образовавшийся твердый гель полимера можно дополнительно обработать сразу или после некоторого периода выдерживания. Гель полимера можно дополнительно обработать сразу после установления максимальной температуры.
На стадии b) температуру можно установить в диапазоне, составляющем от примерно - 5 до примерно 10°C; и/или
- на стадии е) после уменьшения размера частиц водный гель полимера можно высушить при температуре, находящейся в диапазоне, составляющем от примерно 80 до примерно 120°C, до обеспечения влажности, меньшей или равной примерно 12 мас. %.
Кроме того, на стадии а) суммарная концентрация радикально полимеризующегося катионогенного мономера, радикально полимеризующегося неионогенного мономера и второго катионогенного полимера, содержащихся в водной композиции, может находиться в диапазоне, составляющем от примерно 10 до примерно 60 мас. % в пересчете на полную массу водной композиции.
Водную смесь мономеров и второго катионогенного полимера можно приготовить при концентрации, равной от примерно 10 до примерно 60 мас. %, можно приготовить при концентрации, равной от примерно 15 до примерно 50 мас. %, и можно приготовить при концентрации, равной от примерно 25 до примерно 45 мас. %.
В одном варианте осуществления раствор, полученный во время полимеризации второго катионогенного полимера, можно непосредственно использовать для получения продуктов, предлагаемых в настоящем изобретении.
Начальную температуру для реакции полимеризации устанавливают в диапазоне, составляющем от -10 до 25°C, и ее можно установить в диапазоне, составляющем от примерно -5 до примерно 10°C. Более высокие начальные температуры приводят к гелям полимера, которые являются слишком мягкими для дальнейшей обработки на последующих стадиях уменьшения размера и сушки.
Полимеризацию первого катионогенного полимера проводят при условиях адиабатической полимеризации и ее можно запустить с использованием окислительно-восстановительной системы или с использованием фотоинициатора. Кроме того, можно использовать комбинацию двух вариантов запуска реакции.
Окислительно-восстановительная инициирующая система содержит по меньшей мере два компонента: органический или неорганический окислительный реагент и органический или неорганический восстановительный реагент. Для этой цели часто используют соединения, содержащие пероксидные фрагменты, примерами которых являются неорганические пероксиды, такие как персульфаты щелочных металлов и аммония, перфосфаты щелочных металлов и аммония, пероксид водорода и его соли (пероксид натрия, пероксид бария), или органические пероксиды, такие как бензоилпероксид, бутилгидропероксид или надкислоты, такие как надуксусная кислота. Однако помимо этих соединений также можно использовать такие окислительные реагенты, как перманганат калия, хлорат натрия и калия, дихромат калия и т.п.. В качестве восстановительных реагентов можно использовать серусодержащие соединения, такие как сульфиты, тиосульфаты, сульфиновая кислота, органические тиолы (этилмеркаптан, 2-гидроксиэтантиол, 2-меркаптоэтиламмонийхлорид, тиогликолевая кислота) и другие соединения. Кроме того, можно использовать аскорбиновую кислоту и соли низковалентных металлов [меди(I); марганца(II); железа(II)]. Также можно использовать соединения фосфора, такие как гипофосфит натрия. В случае фотополимеризации реакцию запускают с использованием УФ-излучения, которое вызывает распад инициатора. В качестве инициаторов можно использовать, например, производные бензоина, такие как простой эфир бензоина, бензил и его производные, такие как бензилкетали, соли акрилдиазония, азоинициаторы, такие как 2,2'-азобис(изобутиронитрил), 2,2'-азобис(2-амидинопропан)гидрохлорид или производные ацетофенона. Количество окислительного и восстановительного компонентов находится в диапазоне, составляющем от примерно 0,00005 до примерно 0,5 мас. %, и может составлять от примерно 0,001 до примерно 0,1 мас. %, и количество фотоинициаторов находится в диапазоне, составляющем от примерно 0,001 до примерно 0,1 мас. %, и может составлять от примерно 0,002 до примерно 0,05 мас. % в пересчете на массу раствора мономера.
Полимеризацию проводят в водном растворе, в периодическом режиме в реакторе для полимеризации или в непрерывном режиме на полимеризационной ленте. Реакцию можно провести при атмосферном давлении без подвода тепла снаружи, максимальная конечная температура находится в диапазоне, составляющем от примерно 50 до примерно 150°C, и она зависит от концентрации полимеризующегося материала, вступающего в реакцию вследствие тепла полимеризации.
Способом, предлагаемым в настоящем изобретении, получают полимеры, обладающие несомненно лучшими характеристиками, чем полученные для продуктов, описанных ЕР 262945, которые синтезировали путем изотермической полимеризации.
После завершения полимеризации полимер, существующий в виде геля, можно обработать для уменьшения размера частиц в стандартном в стандартном промышленном аппарате. Отношение количества второго катионогенного полимера к количеству первого катионогенного полимера имеет решающее значение для последующей обработки геля полимера. Если значение отношения превышает составляющее от примерно 0,01:10 до примерно 1:4, образуются очень мягкие гели, которые сразу коалесцируют после уменьшения размера частиц и это делает почти невозможной сушку в промышленном масштабе. Полимеры, обладающие относительным содержанием катионогенного мономера, составляющим более примерно 60 мас. %, являются особенно подходящими для последующей обработки. В этих случаях часто эффективно изменить отношение количества первого катионогенного полимера к количеству второго катионогенного полимера до составляющего от примерно 0,2:10 до примерно <1:10.
После уменьшения размера частиц гель можно высушить в периодическом режиме в сушильной печи с циркуляцией воздуха при температуре, находящейся в диапазоне, составляющем от примерно 70 до примерно 150°С, возможно в диапазоне, составляющем от примерно 80 до примерно 120°С и возможно в диапазоне, составляющем от примерно 90 до примерно 110°C. В непрерывном режиме сушку проводят в таких же диапазонах температуры, например, на ленточной сушилке или в сушилке с псевдоожиженным слоем. После сушки продукт обладает влажностью, меньшей или равной примерно 12 мас. %, и может обладать влажностью, меньшей или равной примерно 10 мас. %.
После сушки продукт можно размолоть с получением фракции частиц необходимого размера. Для обеспечения быстрого растворения продукта необходимо, чтобы не менее примерно 90 мас. % продукта обладало частицами размером, равным менее примерно 2,0 мм, и примерно 90 мас. % продукта могло обладать частицами размером, равным менее примерно 1,5 мм. Необходимо, чтобы мелкозернистые фракции с частицами размером, равным менее примерно 0,1 мм, составляли менее примерно 10 мас. %, и могли составлять менее примерно 5 мас. %.
Полимеры, предлагаемые в настоящем изобретении, являются подходящими в качестве флокулирующих вспомогательных веществ при проведении разделения твердой и жидкой фаз. В частности их можно использовать при очистке сточных вод и кондиционировании питьевой воды. Кроме того их можно с успехом использовать в качестве удерживающих вспомогательных средств при проведении флокуляции при изготовлении бумаги.
Другим объектом настоящего изобретения является применение порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз.
Другим объектом настоящего изобретения является способ промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, способ включает стадию добавления полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, к смеси твердых веществ и жидких веществ.
В одном варианте осуществления разделение твердой и жидкой фаз предназначено очистки сточных вод и кондиционирования питьевой воды.
В другом варианте осуществления разделение твердой и жидкой фаз может происходить во время изготовления бумаги. В частности, полимерные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, применимы на всех стадиях изготовления бумаги, включая исходное обезвоживание, прессование и сушку.
Другим объектом настоящего изобретения является применение порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, в комбинации со вспомогательной композицией для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой. фаз.
Вспомогательная композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, включает порошкообразную растворимую в воде катионогенную полимерную композицию, содержащую
(i) третий катионогенный полимер, полученный путем радикальной полимеризации, такой как адиабатическая гель-полимеризация водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер и радикально полимеризующийся неионогенный мономер; где содержащийся в водной композиции катионогенный мономер может быть выбран из группы, включающей кватернизованный диметиламинопропилакриламид и кватернизованный диметиламиноэтилакрилат; или
(ii) четвертый катионогенный полимер и пятый катионогенный полимер; где четвертый катионогенный полимер можно получить в присутствии пятого катионогенного полимера путем радикальной адиабатической гель-полимеризации водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер, радикально полимеризующийся неионогенный мономер и пятый полимер.
В другом варианте осуществления пятый катионогенный полимер может представлять собой гомополимер, содержащий катионогенные или неионогенные мономерные звенья. Содержащиеся в водной композиции мономерные звенья могут быть выбраны из группы, включающей кватернизованный диметиламинопропилакриламид и диаллилдиметиламмонийхлорид.
В другом варианте осуществления совместное применение полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, и вспомогательной композиции, включает использование избытка вспомогательной композиции. Отношение массы вспомогательной композиции к массе полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, может составлять не менее примерно 1,2:1, может составлять не менее примерно 1,5:1 и может составлять примерно 2:1.
Другим объектом настоящего изобретения является способ промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, способ включает стадию добавления полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, к смеси твердых веществ и жидких веществ.
Все варианты осуществления, которые определены выше, относящиеся к порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, аналогичным образом также применимы к совокупности применение/способ, предлагаемый в настоящем изобретении, и поэтому они повторно не указаны ниже в настоящем изобретении.
Настоящее изобретении более подробно будет разъяснено ниже в настоящем изобретении с помощью примеров. Эти разъяснения приведены исключительно в качестве примера и их не следует рассматривать, как ограничивающие объем настоящего изобретения.
Пример:
Общая методика синтеза композиций: от композиции I-1, предлагаемой в настоящем изобретении, до сравнительной композиции С-12:
В сосуд для полимеризации помещали водный раствор акриламида (43 мас. %), который затем смешивали с 0,25 г хелатирующего реагента. После добавления воды, катионогенного мономера, предназначенного для получения первого катионогенного полимера, и раствора второго полимера значение рН устанавливали равным 5,0 путем добавления серной кислоты (50 мас. %) и муравьиной кислоты. Раствор охлаждали до - 2°C и дегазировали азотом, затем добавляли АВАН (2,2'-азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорид) и запускали реакцию полимеризации с использованием УФ-излучения. В течение 15 мин температура реакционной смеси повышалась от 0 до 90°C. Полимер измельчали с использованием мельницы и сушили при температуре, равной 90°C, в течение 90 мин. Продукт размалывали с получением фракции частиц размером, равным <1250 мкм.
Сравнительные композиции С-13 и С-14 также получали в соответствии с описанной выше общей методикой. Однако не добавляли второй катионогенный полимер.
Точный состав каждой композиции примера приведен в таблице 1. Порошкообразные катионогенные полимерные композиции получали из указанных ниже полимеров и мономеров соответственно:
Figure 00000001
Figure 00000002
Из экспериментальных результатов, представленных в приведенной выше таблице, очевидно, что полимерные композиции примеров I-1, I-2 и I-3, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают существенно более низким содержанием нерастворимых веществ, чем сравнительные полимерные композиции примеров С-1, С-2, С-3, С-4, С-5 и С-6.
Исследовали характеристики обезвоживания и дренажа полимерных композиций, предлагаемых в настоящем изобретении, и проводили сравнение с характеристиками обезвоживания сравнительных полимерных композиций.
Экспериментальные результаты представлены на фиг. 1-6.
На фиг. 3-6 представлены экспериментальные результаты для сравнительной композиции, содержащей имеющийся в продаже продукт Percol® 182 и бентонит. Percol® 182 представляет собой удерживающее средство - обладающий высокой молекулярной массой катионогенный полиакриламид. Бентонит представляет собой абсорбент - филлосиликат алюминия, содержащий монтмориллонит.

Claims (31)

1. Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, содержащая первый катионогенный полимер и второй катионогенный полимер;
где второй катионогенный полимер
- получают путем нерадикальной полимеризации,
- представляет собой полиамин, выбранный из группы, состоящей из поли(диметиламин(со)эпихлоргидрина) и поли(диметиламин-со-эпихлоргидрин-со-этилендиамина), и
- обладает среднемассовой молекулярной массой, равной менее 1 млн г/моль; и
где первый катионогенный полимер получают в присутствии второго катионогенного полимера путем радикальной адиабатической гель-полимеризации водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер, радикально полимеризующийся неионогенный мономер и второй катионогенный полимер;
где отношение по массе количества второго катионогенного полимера к количеству первого катионогенного полимера находится в диапазоне, составляющем от 0,01:10 до 1:4; и
где композиция при диспергировании в воде содержит не более 5 мл/л нерастворимых веществ.
2. Композиция по п. 1, в которой первый катионогенный полимер обладает среднемассовой молекулярной массой, равной более 1 млн г/моль.
3. Композиция по п. 1 или 2, в которой содержание катионогенных мономеров в водной композиции находится в диапазоне, составляющем от 20 до 90 мас. % в пересчете на полное содержание мономеров.
4. Композиция по любому из предыдущих пунктов, в которой катионогенный мономер, содержащийся в водной композиции, выбран из группы, состоящей из диметилаллиламмонийхлорида, катионизированных эфиров (мет)акриловой кислоты, содержащих кватернизованный атом N, и катионизированных амидов (мет)акриловой кислоты, содержащих кватернизованный атом N.
5. Композиция по любому из предыдущих пунктов, в которой содержание неионогенных мономеров в водной композиции находится в диапазоне, составляющем от 10 до 80 мас. % в пересчете на полное содержание мономеров.
6. Композиция по любому из предыдущих пунктов, в которой неионогенным мономером, содержащимся в водной композиции, является (мет)акриламид.
7. Композиция по любому из предыдущих пунктов, в которой катионогенный мономер, содержащийся в водной композиции, выбран из группы, состоящей из кватернизованного диметиламинопропилакриламида, кватернизованного диметиламиноэтилакрилата и/или диаллилдиметиламмонийхлорида.
8. Композиция по любому из предыдущих пунктов, в которой первый катионогенный полимер обладает более низкой зарядовой плотностью, чем второй катионогенный полимер.
9. Способ получения порошкообразной катионогенной полимерной композиции по любому из предыдущих пунктов, способ включает стадии
a) получения водной композиции, содержащей радикально полимеризующийся катионогенный мономер, радикально полимеризующийся неионогенный мономер и второй катионогенный полимер, который получен путем нерадикальной полимеризации;
b) установления температуры водной композиции в диапазоне, составляющем от -10 до 25°С, и выдувания кислорода с помощью инертного газа;
c) запуска радикальной адиабатической гель-полимеризации радикально полимеризующегося катионогенного мономера и радикально полимеризующегося неионогенного мономера в присутствии второго катионогенного полимера путем добавления инициатора полимеризации;
d) предоставления температуре водной композиции возможности повыситься вследствие протекания экзотермической реакции полимеризации и получение геля полимера при достижении максимальной температуры реакции полимеризации; и
e) обработки геля полимера для механического уменьшения размера частиц и сушки геля полимера после достижения максимальной температуры.
10. Способ по п. 9, в котором на стадии b) температуру устанавливают в диапазоне, составляющем от 0 до 15°С.
11. Способ по п. 9 или 10, в котором на стадии е) после уменьшения размера частиц, водный гель полимера сушат при температуре, находящейся в диапазоне, составляющем от 80 до 120°С, до обеспечения влажности, меньшей или равной примерно 12%.
12. Способ по любому из пп. 9-11, в котором на стадии а) суммарная концентрация радикально полимеризующегося катионогенного мономера, радикально полимеризующегося неионогенного мономера и второго катионогенного полимера, содержащихся в водной композиции, находится в диапазоне, составляющем от 10 до 60 мас. % в пересчете на полную массу водной композиции.
13. Способ по любому из пп. 9-12, в котором полимеризацию проводят на полимеризационной ленте.
14. Применение порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции по любому из пп. 1-8 для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз.
15. Применение по п. 14, в котором разделение твердой и жидкой фаз предназначено для очистки сточных вод и для кондиционирования питьевой воды.
16. Применение по п. 14, в котором разделение твердой и жидкой фаз происходит во время изготовления бумаги.
17. Способ промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз, способ включает стадию добавления полимерной композиции по любому из пп. 1-8 к смеси твердых веществ и жидких веществ.
18. Способ по п. 17, в котором разделение твердой и жидкой фаз предназначено для очистки сточных вод и для кондиционирования питьевой воды.
19. Способ по п. 17, в котором разделение твердой и жидкой фаз происходит во время изготовления бумаги.
RU2017110277A 2014-08-29 2015-08-26 Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция RU2705060C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14182775.8 2014-08-29
EP14182775 2014-08-29
PCT/EP2015/069510 WO2016030407A1 (en) 2014-08-29 2015-08-26 Powdery water-soluble cationic polymer composition

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017110277A RU2017110277A (ru) 2018-10-03
RU2017110277A3 RU2017110277A3 (ru) 2019-02-22
RU2705060C2 true RU2705060C2 (ru) 2019-11-01

Family

ID=51421940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017110277A RU2705060C2 (ru) 2014-08-29 2015-08-26 Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция

Country Status (16)

Country Link
US (1) US10443192B2 (ru)
EP (1) EP3186199B2 (ru)
KR (1) KR102378719B1 (ru)
CN (1) CN106605024B (ru)
AU (1) AU2015308492B2 (ru)
BR (1) BR112017002350B1 (ru)
CA (1) CA2959560C (ru)
CL (1) CL2017000390A1 (ru)
ES (1) ES2658843T3 (ru)
MX (1) MX392091B (ru)
NO (1) NO3186199T3 (ru)
PL (1) PL3186199T5 (ru)
PT (1) PT3186199T (ru)
RU (1) RU2705060C2 (ru)
WO (1) WO2016030407A1 (ru)
ZA (1) ZA201702163B (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20165978L (fi) * 2016-12-16 2018-06-17 Kemira Oyj Menetelmä veden poistamiseksi lietteestä
BR112019009287B1 (pt) * 2016-12-16 2023-02-14 Kemira Oyj Composição de polímero, seus usos e método para fazer papel ou cartão
US20200171167A1 (en) * 2017-05-30 2020-06-04 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Cationic nucleic acid scavenger and uses thereof
EP3655446B1 (en) 2017-07-18 2022-08-31 Alcon Inc. Water-soluble, thermally-crosslinkable polymeric material comprising one or more poly(meth)acrylamide-based copolymers with carboxyl-terminated pendant chains
CN109592764A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 艺康美国股份有限公司 用于甲醇制烯烃急冷水系统防结垢的方法和沉降剂
WO2019115882A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Kemira Oyj Method for treating aqueous feed by dissolved gas flotation
PL3724137T3 (pl) * 2017-12-15 2024-02-26 Kemira Oyj Sposób odwadniania osadów biologicznych z użyciem flokulantu polimerowego
FR3096985B1 (fr) * 2019-06-05 2021-05-14 S N F Sa Procede de preparation de polymeres structures sous forme de poudre par voie gel
FR3108329B1 (fr) * 2020-03-20 2023-09-08 Snf Sa Nouveaux complexes de polymeres hydrosolubles sous forme d’emulsion inverse et leurs utilisations
US11767381B2 (en) * 2021-09-29 2023-09-26 Snf Group 2-dimethylaminoethyl acrylate polymers and their preparation method
CN115028288B (zh) * 2022-06-30 2023-06-23 四川农业大学 一种自分离亲疏水调控絮凝剂及其应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1085983A1 (ru) * 1982-08-18 1984-04-15 Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова Способ получени полимера дл флокул ции осадков сточных вод
SU1641405A1 (ru) * 1986-11-04 1991-04-15 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского Способ очистки вод от мышь ка
EP0262945B1 (en) * 1986-10-01 1994-01-05 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Water soluble polymeric compositions
RU2205847C2 (ru) * 1997-01-20 2003-06-10 Циба Спешиалти Кемикалз Уота Тритментс Лимитед Полимерные композиции и их получение и использование
RU2243240C2 (ru) * 2000-06-29 2004-12-27 Ондео Налко Компани Структурно-модифицированные полимерные флокулянты
RU2245349C2 (ru) * 1999-08-30 2005-01-27 Штокхаузен Гмбх Унд Ко. Кг Полимерный состав и способ его получения
RU2292309C1 (ru) * 2005-06-22 2007-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Способ получения водорастворимого реагента для очистки сточных вод и разделения фаз
US20070032677A1 (en) * 2004-05-28 2007-02-08 Stockhausen Gmbh Powdery, water-soluble cationic polymer compositions, method for the production and use thereof
RU2351614C2 (ru) * 2003-08-14 2009-04-10 Штокхаузен ГмбХ Порошкообразная водорастворимая катионная полимерная композиция, способ ее получения и ее применение
RU2352590C2 (ru) * 2003-08-14 2009-04-20 Штокхаузен ГмбХ Порошкообразная водорастворимая катионная полимерная композиция, способ ее получения и ее применение
WO2013057267A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-25 Ashland Licensing And Intellectual Property Llc Composition comprising a non-ionic surfactant and an ionic polymer
RU2495053C2 (ru) * 2008-08-22 2013-10-10 Акцо Нобель Н.В. Полимерная дисперсия

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3544770A1 (de) 1985-12-18 1987-06-19 Stockhausen Chem Fab Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von polymerisaten und copolymerisaten der acrylsaeure und/oder methacrylsaeure
GB9021565D0 (en) 1990-10-04 1990-11-21 Allied Colloids Ltd Dewatering compositions and processes
WO2002083743A1 (en) 2001-04-16 2002-10-24 Wsp Chemicals & Technology Llc Water-soluble polymer complexes
PL1846477T3 (pl) 2004-12-28 2016-09-30 Dyspersja polimerowa i sposób wytwarzania dyspersji polimerowej
DE102004063793A1 (de) 2004-12-30 2006-07-13 Stockhausen Gmbh Hoch kationische Polymerdispersionen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2007010898A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Casio Comput Co Ltd 撮像装置及びそのプログラム
WO2013179139A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Kemira Oyj Compositions and methods of making paper products

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1085983A1 (ru) * 1982-08-18 1984-04-15 Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова Способ получени полимера дл флокул ции осадков сточных вод
EP0262945B1 (en) * 1986-10-01 1994-01-05 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Water soluble polymeric compositions
SU1641405A1 (ru) * 1986-11-04 1991-04-15 Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского Способ очистки вод от мышь ка
RU2205847C2 (ru) * 1997-01-20 2003-06-10 Циба Спешиалти Кемикалз Уота Тритментс Лимитед Полимерные композиции и их получение и использование
RU2245349C2 (ru) * 1999-08-30 2005-01-27 Штокхаузен Гмбх Унд Ко. Кг Полимерный состав и способ его получения
RU2243240C2 (ru) * 2000-06-29 2004-12-27 Ондео Налко Компани Структурно-модифицированные полимерные флокулянты
RU2351614C2 (ru) * 2003-08-14 2009-04-10 Штокхаузен ГмбХ Порошкообразная водорастворимая катионная полимерная композиция, способ ее получения и ее применение
RU2352590C2 (ru) * 2003-08-14 2009-04-20 Штокхаузен ГмбХ Порошкообразная водорастворимая катионная полимерная композиция, способ ее получения и ее применение
US20070032677A1 (en) * 2004-05-28 2007-02-08 Stockhausen Gmbh Powdery, water-soluble cationic polymer compositions, method for the production and use thereof
RU2292309C1 (ru) * 2005-06-22 2007-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Способ получения водорастворимого реагента для очистки сточных вод и разделения фаз
RU2495053C2 (ru) * 2008-08-22 2013-10-10 Акцо Нобель Н.В. Полимерная дисперсия
WO2013057267A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-25 Ashland Licensing And Intellectual Property Llc Composition comprising a non-ionic surfactant and an ionic polymer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
З.Г.Расулев. Организация производства диметиламиноэпихлоргидриновой смолы, Башкирский химический журнал, 2006, Том 13, N 3, с. 48-50. *

Also Published As

Publication number Publication date
BR112017002350B1 (pt) 2022-05-24
RU2017110277A (ru) 2018-10-03
NO3186199T3 (ru) 2018-06-09
CL2017000390A1 (es) 2017-09-08
CA2959560C (en) 2020-02-25
AU2015308492B2 (en) 2020-03-26
KR102378719B1 (ko) 2022-03-28
RU2017110277A3 (ru) 2019-02-22
PL3186199T5 (pl) 2023-05-15
ZA201702163B (en) 2019-12-18
CA2959560A1 (en) 2016-03-03
US10443192B2 (en) 2019-10-15
ES2658843T3 (es) 2018-03-12
PL3186199T3 (pl) 2018-07-31
CN106605024B (zh) 2018-12-14
BR112017002350A2 (pt) 2017-11-28
EP3186199A1 (en) 2017-07-05
EP3186199B2 (en) 2023-01-18
MX392091B (es) 2025-03-21
CN106605024A (zh) 2017-04-26
US20170226696A1 (en) 2017-08-10
KR20170046663A (ko) 2017-05-02
AU2015308492A1 (en) 2017-02-09
MX2017002006A (es) 2017-05-23
PT3186199T (pt) 2018-02-19
WO2016030407A1 (en) 2016-03-03
EP3186199B1 (en) 2018-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2705060C2 (ru) Порошкообразная растворимая в воде катионогенная полимерная композиция
WO2005054316A1 (ja) 水溶性高分子の製造方法
WO2002100944A1 (en) Amphoteric water-soluble polymer dispersion and use thereof
US20070173586A1 (en) Powdery, water-soluble cationic polymer composition, method for the production and use thereof
RU2351614C2 (ru) Порошкообразная водорастворимая катионная полимерная композиция, способ ее получения и ее применение
RU2650117C2 (ru) Дисперсии полимеров, обладающих большой молекулярной массой
CN101094891A (zh) 高度阳离子型的聚合物分散体、其制备方法及其用途
EP1424367A1 (en) Composition, amphoteric polymeric flocculant and use of both
JP2002233708A (ja) 汚泥脱水剤及び汚泥脱水方法
US20070032677A1 (en) Powdery, water-soluble cationic polymer compositions, method for the production and use thereof
JP6649762B2 (ja) 架橋型高分子凝集剤及びその製造方法並びにそれを用いる廃水処理方法
JP2001179300A (ja) パルプ又は製紙工業汚泥の脱水方法
JP2010163538A (ja) 水溶性高分子組成物
JP4742861B2 (ja) 組成物
JP2002097236A (ja) ブロック共重合体の製造方法、当該共重合体を含む高分子凝集剤及び汚泥の脱水方法
JP2017000914A (ja) 高分子凝集剤及びその製造方法並びにそれを用いる汚泥脱水方法
WO2006126674A1 (ja) 水溶性重合体の製造方法及びその用途
JP4367881B2 (ja) 汚泥脱水剤及び汚泥を脱水する方法
JP2005255749A (ja) 両性重合体を含む組成物
JP2001286898A (ja) 有機質汚泥の脱水方法
JP2005255748A (ja) 水溶性両性重合体を含む組成物