SU1736980A1

SU1736980A1 - Polyacrylamide suspension

Info

Publication number: SU1736980A1
Application number: SU904825019A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Павелко; Александр Иванович Сердюк; Александр Борисович Ступин; Борис Семенович Любарский
Original assignee: Донецкий государственный университет
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к получению композиций на основе полиакриламида и может быть использовано в технике дл снижени гидродинамического сопротивлени воды. Изобретение позвол ет повысить гидродинамическую эффективность композиции до 61 % и продолжительность ее хранени до 10 сут за счет введени в суспензию полиакриламида одноатомного низкомолекул рного алифатического спирта и анионного фторированного поверхностно-активного вещества кубокса- лим. 1 табл.The invention relates to the preparation of compositions based on polyacrylamide and can be used in the technique to reduce the hydrodynamic resistance of water. The invention makes it possible to increase the hydrodynamic efficiency of the composition to 61% and the duration of its storage up to 10 days by introducing monoatomic low molecular weight aliphatic alcohol and anionic fluorinated surfactant cuboximem into the polyacrylamide suspension. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к области снижени гидродинамического сопротивлени в трубопроводных системах пожаротушени , аварийной откачки води и сброса ливневых стоков полимерными добавками.The invention relates to the field of reducing the hydrodynamic resistance in pipeline fire extinguishing systems, emergency pumping of water and discharge of storm drains with polymeric additives.

Дл получени эффекта снижени гидродинамического сопротивлени полимер необходимо растворить. Однако растворение порошкообразного полиакриамида (ПАА) в воде происходит очень медленно вследствие образовани комков при соприкосновении частиц с водой.To obtain the effect of reducing the hydrodynamic resistance, the polymer must be dissolved. However, the dissolution of powdered polyacryamide (PAA) in water occurs very slowly due to the formation of lumps when particles come into contact with water.

Чтобы повысить скорость растворени ПАА смешивают с глицерином или этиленг- ликолем.To increase the dissolution rate, PAA is mixed with glycerin or ethylene glycol.

Однако известные суспезии ПАА мало устойчивы при хранении и способны к разделению фаз. Поэтому они имеют низкую скорость растворени и соответственно, гидродинамическую эффективность. Таким образом, применение этих суспензий в системах пожаротушени , аварийной откачки воды и сброса ливневых стоков, где требуетс очень быстрое растворение, малоэффективно .However, the known suspensions of PAA are little stable during storage and capable of phase separation. Therefore, they have a low dissolution rate and, accordingly, hydrodynamic efficiency. Thus, the use of these suspensions in fire extinguishing systems, emergency pumping of water and discharge of storm drains, where very rapid dissolution is required, is ineffective.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс суспензи ПАА, состо ща из порошкообразного полимера, водорастворимого углеводородсодержащего поверхностно-активного вещества (ПАВ) с добавкой 5-15% воды.Closest to the present invention is a suspension of PAA, consisting of powdered polymer, a water-soluble hydrocarbon-containing surfactant with the addition of 5-15% water.

Присутствие ПАВ в составе суспензии улучшает смачивание- полимерных частиц водой и смешение концентрированного раствора ПАА с водой при получении рабочих растворов, а также повышает устойчивость к расслоению полученной суспензии.The presence of the surfactant in the suspension improves the wetting of polymer particles with water and mixing the concentrated solution of PAA with water when preparing the working solutions, and also increases the resistance to delamination of the resulting suspension.

Однако указанна суспензи имеет существенные недостатки. Во-первых, наличие воды приводит к падению гидродинамической эффективности суспензии по мере ее хранени вследствие слипани полимерных частиц, уменьшени скорости их растворени . Во-вторых, все углеводород- содержащие ПАВ, в том числе и описанные в прототипе, имеют плотность значительноHowever, this suspension has significant drawbacks. First, the presence of water leads to a drop in the hydrodynamic efficiency of the suspension as it is stored due to the agglomeration of the polymer particles, reducing their dissolution rate. Secondly, all hydrocarbon-containing surfactants, including those described in the prototype, have a density significantly

(/(/

СWITH

х о: о ос сx o: o wasps

более низкую, чем плотность ПАА (1.27-1,36 г/см3), Поэтому дисперсионные среды на их основе вл ютс неравноплотными с полимером, что приводит к расслаиванию суспензии, трудност м перекачки ее насосами и понижению гидродинамической эффективности .lower than the PAA density (1.27-1.36 g / cm3). Therefore, dispersion media based on them are unequal to the polymer, which leads to delamination of the suspension, difficulties in pumping it and lowering the hydrodynamic efficiency.

Цель изобретени - повышение гидродинамической эффективности суспензии ПАА путем увеличени ее скорости растворени и повышени стабильности суспензии при хранении.The purpose of the invention is to increase the hydrodynamic efficiency of the PAA suspension by increasing its dissolution rate and increasing the stability of the suspension during storage.

Указанна цель достигаетс тем. что суспензи содержит компоненты при следующих соотношени х, мас.ч.:This goal is achieved by that the suspension contains components in the following ratios, parts by weight:

Полиакриламид 5-30Polyacrylamide 5-30

Кубоксалим на основе смеси анионных фторированных ПАВ39,2-64,7 Алифатический низкомолекул рный одноатомный спирт22,4-42,0 В качестве фторированного ПАВ (ФПАВ) использован кубоксалим, имеющий более высокую плотность, чем ПАА, что позвол ет путем смешени его с одноатомными водорастворимыми спиртами получать равноплотные дисперсионные среды.Cuboxalim based on a mixture of anionic fluorinated surfactants39,2-64,7 Aliphatic low molecular weight monohydric alcohol 22,4-42,0 As a fluorinated surfactant (PPAV), cuboxalim having a higher density than PAA is used, which allows by mixing it with monatomic water-soluble alcohols to obtain equal dispersion medium.

Одноатомными хорошо растворимыми в воде спиртами вл ютс метанол, этанол, изопропанол, Нижн концентраци этих спиртов (22,4%) в суспензии и верхн концентраци , кубоксалима (64,7%) обусловлены необходимостью создани плотности дисперсионной среды, равной 1.36 г/см3. При концентрации спирта меньше 22,4% и кубоксалима больше 64,7% наблюдаетс расслоение суспензии и падение ее гидродинамической эффективности. Верхн концентраци спирта в суспензии (42,0%) и нижн кубоксалима (39,2%) требуетс дл создани плотности дисперсионной среды, равной 1,27 г/см3. При концентрации спирта в суспензии больше 42,0%, а кубоксалима - меньше 39.2% происходит расслоение суспензии и вследствие этого уменьшение ее гидродинамической эффективности.The monohydric, water-soluble alcohols are methanol, ethanol, isopropanol. The lower concentration of these alcohols (22.4%) in suspension and the upper concentration, cuboxalim (64.7%) are due to the need to create a dispersion medium density of 1.36 g / cm3. When the alcohol concentration is less than 22.4% and cuboxalim is more than 64.7%, a suspension of the suspension and a drop in its hydrodynamic efficiency are observed. An upper concentration of alcohol in suspension (42.0%) and lower cuboxalim (39.2%) is required to create a dispersion medium density of 1.27 g / cm3. When the concentration of alcohol in the suspension is more than 42.0%, and that of cuboxalim is less than 39.2%, the separation of the suspension occurs and, consequently, a decrease in its hydrodynamic efficiency.

Если содержание ПАА в предлагаемой суспензии составл ет менее 5%, то экономически нецелесообразно использование ее в результате большого расхода других компонентов. При концентрации полимера более 30% происходит падение гидродинамической эффективности вследствие понижени скорости растворени .If the content of PAA in the proposed suspension is less than 5%, then it is not economically feasible to use it as a result of a large consumption of other components. When the polymer concentration is more than 30%, the hydrodynamic efficiency decreases due to a decrease in the dissolution rate.

Рекомендуетс использовать ПАА с молекул рной массой более ЗхЮ6. степенью гидролиза от 0 до 30% и средних размеровIt is recommended to use PAA with a molecular weight greater than 3 x 6. degree of hydrolysis from 0 to 30% and medium size

частиц не более 630 мкм. Если частицы полимера будут иметь размеры более 630 мкм, то значительно возрастает врем растворени и, соответственно, падает гидродинамическа эффективность.particles no more than 630 microns. If the polymer particles are larger than 630 µm, the dissolution time increases significantly and, accordingly, the hydrodynamic efficiency decreases.

Суспензи готовитс механическим смешением компонентов в два этапа. Вначале ФПАВ разбавл ют одноатомным спиртом до плотности частиц ПАА. Затем вThe suspension is prepared by mechanically mixing the components in two stages. First, the FRA was diluted with a monohydric alcohol to a density of PAA particles. Then in

равноплотную дисперсионную среду добавл ют полимерный порошок и диспергируют до получени однородной смеси.an equal-density dispersion medium is added to the polymer powder and dispersed until a homogeneous mixture is obtained.

Испытани суспензий проводили следующим образом.The suspensions were tested as follows.

Количество суспензии, необходимое дл получени концентрации полимера 0,1 г/л, раствор ли в 1 л воды в стакане диаметром 0,1 м и высотой 0,14 м путем перемешивани на магнитной мешалкеThe amount of suspension required to obtain a polymer concentration of 0.1 g / l was dissolved in 1 liter of water in a glass with a diameter of 0.1 m and a height of 0.14 m by stirring on a magnetic stirrer.

ММ-ЗМ. Магнитный стержень длиной 0,036м и диаметром 0,008 м вращалс со скоростью 300 об/мин. Посто нство оборотов стержн контролировали при помощи стробоскопа. Через 1 мин отбирали пробу из стакана,MM-3M. The magnetic bar with a length of 0.036 m and a diameter of 0.008 m rotated at a speed of 300 rpm. The rod revolutions were controlled with a stroboscope. After 1 min, a sample was taken from the glass,

фильтровали ее дл отделени нерастворившейс части полимера и разбавл ли в 20 раз дл измерени гидродинамической эффективности .filtered it to separate the undissolved part of the polymer and diluted 20-fold to measure hydrodynamic efficiency.

Величину эффекта снижени гидроди ,ДАчThe magnitude of the effect of reducing hydrodia, dach

намического сопротивлени (-т-) определ ли по времени истечени воды (tt) и раствора полимера (tp) через канал гидродинамической установки длиной 0,84 м и диаметром 1,2х10 3 м при напр жении трени на стенке канала 114 н/м2 согласно уравнениюresistance (-t-) was determined by the time of outflow of water (tt) and polymer solution (tp) through a channel of a hydrodynamic installation with a length of 0.84 m and a diameter of 1.2 x 10 3 m with a friction voltage on the channel wall of 114 n / m2 according to to the equation

##

п - М21p - M21

L W JL w j

х юо %x yo%

5five

00

Пример 53,0 г ПАВ кубоксалима смешивают с 42,0 г разбавител ПАВ изо- пропанолом и перемешивают в течение 5- 10 мин на магнитной мешалке. Затем в полученную дисперсионную среду добавл ют 5 г ПАА с молекул рной массой (ММ) 3x10 , степенью гидролиза 0% и перемешивают до однородного состо ни . Все операции провод т при комнатной температуре. Затем 2 г приготовленной суспензии раствор ют в 1 л воды (концентраци ПАА составл ет 0,1 г/л) при перемешивании на магнитной мешалке со скоростью 300 об/мин. После 1 мин перемешивани отбирают пробу 10 мл, отфильтровывают, разбавл ют в 20 раз и определ ют врем истечени через канал гидродинамической установки.Example 53.0 g of surfactant of cuboxalim is mixed with 42.0 g of the surfactant diluent with isopropanol and stirred for 5-10 minutes on a magnetic stirrer. Then, 5 g of PAA with a molecular mass (MM) of 3x10, a degree of hydrolysis of 0% are added to the resulting dispersion medium and mixed until uniform. All operations are performed at room temperature. Then, 2 g of the prepared suspension is dissolved in 1 l of water (the concentration of PAA is 0.1 g / l) with magnetic stirring at a speed of 300 rpm. After 1 min of stirring, a sample is taken of 10 ml, filtered, diluted 20 times and the flow time through the channel of the hydrodynamic installation is determined.

Эффект снижени гидродинамического сопротивлени составил 19,9%, а при полном растворении суспензии 35,1 %.The effect of a decrease in hydrodynamic resistance was 19.9%, and when the suspension was completely dissolved, 35.1%.

Примеры 2-21. Аналогично примеру 1 готов т суспензию примеров 2-27.Examples 2-21. Analogously to Example 1, a suspension of Examples 2-27 was prepared.

Состав суспензий и результаты испытаний приведены в таблице.The composition of the suspensions and the results of the tests are given in the table.

Claims

Polyacrylamide suspension, including polyacrylamide and surfactant, characterized in order to increase the hydrodynamic efficiency of the suspension and its stability during storage, as surfactant

It contains cuboxalim based on a mixture of anionic fluorinated surfactants and also contains an aliphatic low molecular weight monohydric alcohol in the following ratio of components, parts by weight:

Polyacrylamide 5-30

Cuboxalim based on a mixture of anionic fluorinated surfactants39,2-64,7 Aliphatic low molecular weight monohydric alcohol 22.4-42.0