DE69812352T2

DE69812352T2 - Herstellung von wasserlöslichen polymer- dispersionen von vinylamid monomeren

Info

Publication number: DE69812352T2
Application number: DE69812352T
Authority: DE
Inventors: W. Fong; Manian Ramesh; G. Sommese
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: US6894110B2; ZA983957B; AR012858A1; US20020198317A1; AU7259998A; EP0984990B1; WO1998054234A1; EP0984990A1; DE69812352D1; KR20010013087A; TW550243B; CN1257512A; CA2291669A1; US6426383B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserlöslichen Polymerdispersion aus Vinylamidmonomeren, genauer gesagt, aus Polynieren, die aus N-Vinylformamidmonomeren gebildet sind.
Eines der Probleme, mit dem die Industrie bei der Verwendung von wasserlöslichen Polymerflockungsmitteln konfrontiert ist, besteht aus der Frage, wie man das Polymer in Wasser lösen kann, so daß es für seinen beabsichtigten Zweck eingesetzt werden kann. Ältere wasserlösliche Polymere wurden als verdünnte wäßrige Lösungen vorgesehen. Mit der Verbesserung der Technik und der Verbesserung der Molekulargewichte der Polymere wurde es für die Hersteller zunehmend schwieriger, diese Polymere in Losungsform zu transportieren, da selbst 0,5-1%ige Lösungen der Polymere eine hohe Viskosität besaßen. Die Hersteller begannen daher, die Polymere in der Form von zerkleinerten Feststoffen zu transportieren, die unter Anwendung von diversen mechanischen Mitteln in Wasser gelöst werden konnten. Obwohl damit Transportprobleme gelöst wurden, erfuhren die Polymere durch einige mechanische Einrichtungen infolge von Scherbelastungen eine Qualitätsverschlechterung, und eine unvollständige Lösung der wasserlöslichen Polymere sowie die Bildung von gequollenen durchscheinenden Partikeln waren üblich. Dies führte zur Vergeudung der Polymere und in einigen Fällen zu schädlichen Ergebnissen, beispielsweise im Falle der sogenannten "Fischauge"-Partikel, die Fehler bei der Herstellung von Papier verursachten. In den frühen 70er Jahren wurden Wasser-in-Öl-Emulsionen von wasserlöslichen Polymeren eingeführt. Unter Anwendung der Wasser-in-Öl-Technik konnten Polymere mit hohem Molekulargewicht, die sich rasch lösten, hergestellt werden, und diese Technik fand große Akzeptanz in der Industrie der wasserlöslichen Polymere. Ein Nachteil der Wasser-in-Öl-Emulsions-Polymertechnik besteht jedoch darin, daß die Emulsionen beträchtliche Mengen an Kohlenwasserstoffflüssigkeit enthalten. Die Einführung von Kohlenwasserstoffflüssigkeiten in die Systeme, in denen diese wasserlöslichen Polymere verwendet werden, ist nicht immer günstig.
In den US-PS'en 4 929 655 und 5 006 590 wird ein Verfahren für die Herstellung von Dispersionen aus wasserlöslichen kationischen Polymeren beschrieben und beansprucht. Diese Polymere werden in einer wäßrigen Salz- oder Solelösung hergestellt, in der das Polymer unlöslich ist. Mit dem Verfahren werden Dispersionen von Polymeren mit hohem Molekulargewicht erhalten, die, wenn sie Wasser zugesetzt werden, sich über eine relativ kurze Zeitdauer vollständig lösen. Obwohl hiermit ein Fortschritt erzielt wurde, war diese Erfindung praktisch jedoch nur für die Herstellung von wasserlöslichen Polymerdispersionen geeignet, die ein hydrophob modifiziertes kationisches Monomer enthielten. Natürlich konnten anionische Polymere, die eine solche Funktionalität aufwiesen, nicht hergestellt werden, ohne die Eigenschaften des entstandenen Polymers nachteilig zu beeinflussen, die auf dem anionischen Charakter des Polymers basieren.
Die US-PS 5 605 970 beschreibt und beansprucht ein Verfahren zur Herstellung eines speziellen anionischen wasserlöslichen Polymers in Dispersionsform. Die Veröffentlichung lehrt, daß bestimmte anionische Polymere unter Einarbeitung von hydrophob modifizierten Monomeren unter Verwendung von Dispersionspolymerverfahren hergestellt werden können. Speziell wird die Herstellung von Acrylsäure-ethylhexylacrylatpolymeren vorgeschlagen. Durch das Ethylhexylacrylatmonomer erhält das Polymer einen hydrophoben Charakter, wodurch es in bestimmten Solelösungen unlöslich wird. Obwohl diese Polymere und die Verfahren für ihre Herstellung geeignet sind, ist der Einbau eines hydrophoben Monomers in ein wasserlösliches Polymer, bei dem eine Wasserlöslichkeit wünschenswert ist, in bezug auf die letztendliche Verwendung des Polymers nicht immer vorteilhaft.
Bei dem Verfahren der Dispersionspolymerisation sind das Monomer und der Initiator beide im Polymerisationsmedium löslich. Das Medium ist jedoch ein schlechtes Lösungsmittel für das entstandene Polymer. Daher ist das Reaktionsgemisch zu Beginn homogen, und die Polymerisation wird in einer homogenen Lösung initiiert. In Abhängigkeit von der Löslichkeit des Mediums für die resultierenden Oligomere oder Makroradikale und Makromoleküle tritt eine Phasentrennung in einem frühen Stadium auf. Dies führt zur Keimbildung und zur Ausbildung von primären Partikeln, die als "Vorläufer" bezeichnet werden, wobei diese Vorläufer durch Adsorption von Stabilisatoren kolloidal stabilisiert werden. Es wird davon ausgegangen, daß die Partikel durch das Polymerisationsmedium und/oder das Monomer quellen, was zur Ausbildung von Partikeln mit einer Größe in einem Bereich von 1 · 10&supmin;&sup7;-1 · 10&supmin;&sup5; m (0,1-10,0 um) führt.
Bei jeder beliebigen Dispersionspolymerisation sind die üblicherweise gesteuerten Variablen die Konzentrationen des Stabilisators, des Monomers und des Initiators, die Löslichkeit des Dispersionsmediums und die Reaktionstemperatur. Es wurde festgestellt, daß diese Variablen eine signifikante Auswirkung auf die Partikelgröße, das Molekulargewicht der fertigen Polymerpartikel und die Kinetik des Polymerisationsprozesses haben können.
Durch Dispersionspolymerisation in Abwesenheit eines Stabilisators hergestellte Partikel sind nicht ausreichend stabil und können nach ihrer Ausbildung koagulieren. Durch die Zugabe eines geringen Prozentsatzes eines geeigneten Stabilisators zum Polymerisationsgemisch werden stabile Dispersionspartikel erzeugt. Die Partikelstabilisierung bei der Dispersionspolymerisation wird normalerweise als "sterische Stabilisation" bezeichnet. Gute Stabilisatoren für die Dispersionspolymerisation sind Polymer- oder Oligomerverbindungen mit geringer Löslichkeit im Polymerisationsmedium und moderater Affinität in bezug auf die Polymerpartikel.
Wenn die Stabilisatorkonzentration zunimmt, nimmt die Partikelgröße ab, was zur Folge hat, daß die Zahl der gebildeten Keime mit ansteigender Stabilisatorkonzentration zunimmt. Die Koagulationsnukleationstheorie berücksichtigt die beobachtete Abhängigkeit der Partikelgröße von der Stabilisatorkonzentration sehr gut, da der Koagulationsschritt um so langsamer wird, je größer die Konzentration des adsorbierten Stabilisators ist. Dies führt dazu, daß mehr Vorläufer zu fer tigen Partikeln werden, wodurch die Größe der hergestellten Partikel reduziert wird.
Dispersionspolymere sind als Additive für verschiedene Wasserbehandlungsarten geeignet, wie in den US-PS'en 5 330 650. 5 332 507 und 5 435 922 beschrieben. Ferner beschreibt die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung 8-188699 eine wäßrige Dispersionszusammensetzung aus einem kationischen Polymer, das ein Amin oder Amidin umfaßt, einem anorganischen Salz, einem nichtionischen oder kationischen oberflächenaktiven Mittel und Wasser. Copolymere, die durch die Polymerisation von diversen Monomeren mit Vinylamin gebildet wurden, werden als Additive für diverse Wasserbehandlungsanwendungen beschrieben, beispielsweise zum Entfärben von Prozeßwasser in der US-PS 5 573 675, zum Entwässern von Kohlerückständen in der US-PS 5 529 588, zur Farbentfernung für Pulpe und Papier in der US-PS 5 476 594 und zur Verdickung von Kohlerückständen in der US-PS 5 441 649.
Die hier beschriebenen Polymere sind für entsprechende Anwendungsfälle in gleicher Weise geeignet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserlöslichen Polymerdispersion aus Vinylamidmonomeren, genauer gesagt von Polymeren, die aus N-Vinylformamidmonomeren gebildet werden.
Ein Aspekt dieser Erfindung betrifft eine wäßrige Dispersion, die getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylamid)polymers enthält, das durch die Polymerisation eines N-Vinylamidmonomeren der folgenden Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
erhältlich ist, worin R, R¹ und R² aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht. Das N-Vinylamidmonomer kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus N-Vinylformamid, N-Methyl-N-vinylacetamid und N- Vinylacetamid besteht.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine wasserlösliche nichtionische Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylamid)polymers, das durch die Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
gebildet ist, worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, welche Partikel in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, wobei das Salz in der Salzlösung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.
Die Erfindung betrifft ferner eine wasserlösliche nichtionische Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen Poly(N-vinylformamid)polymers, die in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, wobei das Salz in der Salzlosung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.
Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf eine wasserlösliche nichtionische Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen Poly(N-vinylacetamid)polymers, die in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, wobei das Salz in der Salzlösung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylamid)polymers, das durch die Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
gebildet ist, wobei R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, wobei die Partikel in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, die ein Poly(vinylalkohol)Stabilisator-Polymer enthält.
Das Salz in der Salzlösung kann gemäß einem der Aspekte dieser Erfindung aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.
Ein anderer Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylformamid)polymers, die in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, welche ein Poly(vinylalkohol)Stabilisator-Polymer enthält.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Dispersion, die umfaßt:
getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylacetamid)polymers, die in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert sind, welche ein Poly(vinylalkohol)Stabilisator-Polymer enthält.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Vinyladditionspolymers, die eine wirksame stabilisierende Menge von Poly(vinylalkohol) mit einem Molekulargewicht von 1.000 bis 5.000.000 enthält.
Noch ein anderer Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf eine wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers, die umfaßt:
a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers erhältlich durch Polymerisieren eines N-Vinylformamidmonomers unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis 8;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser,
wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² bis 25 Pas (10 bis 25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Das Polymer ist vorzugsweise in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert, wobei die wäßrige anionische Salzlösung vorzugsweise mit einem Salz erhalten wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.
Gemäß sämtlichen Aspekten dieser Erfindung kann das Stabilisatorpolymer aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Poly(vinylalkohol), teilweise hydrolisiertem Poly(vinylacetat), hydrolisiertem Poly(vinylacetat/N- vinylformamid), Poly(vinylalkohol/acrylamid), Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), quaternärem Poly(dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz), quaternärem Poly(dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz), quaternärem Poly(dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz), quaternärem Poly(dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz), quaternärem Poly(diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatmethyl chloridsalz), quaternärem Poly(diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz), quaternärem Poly(diallylmethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz) und quaternärem Poly(diallylmethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz) sowie Kombinationen hiervon besteht.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Dispersion von getrennten Partikeln eines waserlöslichen Copolymers, die umfaßt:
ein Copolymer, das durch Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, mit mindestens einem zweiten Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, erhältlich ist und in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.
Ein anderer Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf eine wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers, die umfaßt:
a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Copolymers, erhältlich durch Polymerisieren bei einem pH-Wert von 5 bis 8 von:
i. 1-99 Mol% eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht; und
ii. 99-1 Mol% von mindestens einem zweiten Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoetylacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNC&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Ammonium-, Alkalimetall - und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phospaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser,
wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² bis 25 Pas (10 bis 25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft eine wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Copolymers, die umfaßt:
ein Copolymer, erhältlich durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht;
mit mindestens einem zweiten Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure und Salzen hiervon, Methacrylamid und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N- Alkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N- Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylmethacrylamid, N- Arylacrylamid, N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmethacrylamid, N-N-Diarylmethacrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N-Diallylalkylacrylamid, N-Arylalkylmethacrylamid, N,N-Diarylalkylmethacrylamid, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.
Noch ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers, die umfaßt:
a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers, erhältlich durch Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis 8 von:
i. 1-99 Mol% eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht; und
ii. 99-1 Mol% von mindestens einem Vinylmonomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure und Salzen hiervon, Methacrylamid und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylacrylamid, C&sub1;- C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylacrylamid, C-C&sub1;&sub0;N-Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylmethacrylamid, N-Arylacrylamid. N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmeth acrylamid. N-N-Diarylmethacrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N-Diallylalkylacrylamid, N- Arylalkylmethacrylamid, N,N-Diarylalkylmethacrylamid. Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser,
wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² bis 25 Pas (10 bis 25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Copolymers, das das Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von etwa 5 bis etwa 8 von
a) 5-50 Gew.-% eines Gemisches enthaltend
i. 1-99 Mol% eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, und
ii. 99-1 Mol% von mindestens einem wasserlöslichen Vinylmonomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sul faten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser
und das nachfolgende Gewinnen einer Dispersion des wasserlöslichen Polymers umfaßt, wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Viskosität von weniger als 25 Pas (25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion aus getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Homopolymers, das das Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis 8 von
a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers, erhältlich durch Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von etwa 5 bis etwa 8 eines N-Vinylamidmonomers der Formel H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹, worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;- Alkylgruppen, Arylgruppen und Arylalkylgruppen besteht;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sul faten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser
umfaßt, wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² bis 25 Pas (10 bis 25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Das N-Vinylamidmonomer nach einem der Aspekte dieser Erfindung kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus N-Vinylformamid, N-Methyl-N-vinylacetamid und N- Vinylacetamid besteht.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Copolymers, das das Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis 8 von
a) 5-50 Gew.-% eines Gemisches enthaltend
i. 1-99 Mol% eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht; und
ii. 99-1 Mol% von mindestens einem zweiten Vinylmonomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure und Salzen hiervon, Methacrylamid und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylmethacrylamid, N- Arylacrylamid, N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmethacrylamid, N-N-Diarylmethacrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N-Diallylalkylacrylamid, N- Arylalkylmethacrylamid, N,N-Diarylalkylmethacrylamid, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht;
b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;
c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetallhalogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht; und
d) Wasser,
wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² bis 25 Pas (10 bis 25.000 cps) bei 25ºC besitzt.
Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers mit hängenden Amidgruppen, wobei das Polymer in einer wäß rigen Salzlösung dispergiert ist, mit den folgenden Schritten:
a) Rühren der Dispersion;
b) Erhitzen der gerührten Dispersion bis auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;
c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und
d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers mit hängenden Amingruppen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren für die in-situ-Hydrolyse einer Dispersion aus getrennten Partikeln
eines Copolymers, erhältlich durch Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht,
mit mindestens einem Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure und Salzen hiervon, Methacrylsäure und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylmethacrylamid, N-Arylacrylamid, N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmethacrylamid, N-N- Diarylmethacrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N-Dial lylalkylacrylamid, N-Arylalkylmethacrylamid, N,N- Diarylalkylmethacrylamid, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure. Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht, wobei die Partikel in einer wäßrigen Salzlosung dispergiert sind, mit den folgenden Schritten:
a) Rühren der Dispersion;
b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;
c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und
d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers mit hängenden Amingruppen.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren für die in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Polymers, das durch Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹, worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Arylalkylgruppen besteht, gebildet ist und in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, mit den folgenden Schritten:
a) Rühren der Dispersion;
b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;
c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und
d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen kationischen Poly(vinylamins).
Noch ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-vinylformamid)polymers, das in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, mit den folgenden Schritten:
a) Rühren der Dispersion;
b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;
c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und
d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen kationischen Poly(vinylamins).
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren für die in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N- vinylacetamid)polymers, das in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, mit den folgenden Schritten:
a) Rühren der Dispersion;
b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;
c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und
d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen kationischen Poly(vinylamins).
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Klären von Abwasser mit dem Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen nichtionischen Dispersion, wobei diese Dispersion aus getrennten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N-Vinylamid)polymers erhältlich ist durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, zum Abwasser.
Ein Verfahren zum Entwässern von Abwasser umfaßt den Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen nichtionischen Dispersion, wobei diese Dispersion aus diskreten Partikeln eines wasserlöslichen nichtionischen Poly(N- vinylamid)polymers erhältlich ist durch die Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, zum Abwasser.
Bei sämtlichen Aspekten dieser Erfindung handelt es sich bei dem Abwasser um industrielles Abwasser, industrielles Prozeßwasser und städtisches Abwasser. Das industrielle Abwasser umfaßt Nahrungsmittelbehandlungsabwasser, öliges Abwasser, Papierfabrikabwasser und Abwasser der Montanindustrie.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Klären von Abwasser mit dem Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen nichtionischen Dispersion, bei der es sich um die Dispersion eines Copolymers handelt, das durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, mit mindestens einem Monomer erhältlich ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, zum Abwasser.
Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Entwässern von Abwasser, das den Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen nichtionischen Dispersion, bei der es sich um die Dispersion eines Copoylmers handelt, das durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen. Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, mit mindestens einem Monomer erhältlich ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, und das in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, zum Abwasser umfaßt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Klären und zum Entwässern von Abwasser mit dem Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen nichtionischen Disper sion, bei der es sich um die Dispersion eines Copolymers handelt, das durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel
H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹
worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylgruppen, Arylphenylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, mit mindestens einem Monomer erhältlich ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure und Salzen hiervon, Methacrylamid und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N-Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;N,N-Dialkylmethacrylamid, N-Arylacrylamid. N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmethacrylamid, N-N-Diarylmethacrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N- Diallylalkylacrylamid, N-Arylalkylmethacrylamid, N,N- Diarylalkylmethacrylamid, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, zum Abwasser.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige Dispersion einer wasserlöslichen Polymerzusammensetzung, die eine gute Stabilität und ein gutes Fließvermögen besitzt. Die Bezeichnung "gute Stabilität" wird hier verwendet, um auszudrücken, daß die wäßrige Dispersion während der Lagerung keine permanente Trennung in Schichten erfährt. Die Bezeichnung "gutes Fließvermögen" soll ausdrücken, daß die wäßrige Dispersion eine geringere Viskosität als wäßrige Lösungen von wasserlöslichen Polymeren entsprechender Konzentrationen besitzt.
Die wäßrige Dispersion einer wasserlöslichen nichtionischen polymeren Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem eine vorgegebene Menge eines wasserlöslichen N-Vinylamidmonomers mit der Formel
CH&sub2;=CHNRC(O)R¹
worin R und R¹ jeweils unabhängig voneinander aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff und einer Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen besteht, so daß ein wasserlösliches Polymer in einer vorgegebenen Menge einer wäßrigen Lösung erzeugt werden kann, polymerisiert wird. Bei der nichtionischen polymeren Zusammensetzung kann es sich um ein Copolymer handeln, das andere monoethylenisch ungesättigte nichtionische Monomere enthält. Das Gewichtsverhältnis des Polymers zur wäßrigen Lösung kann eingestellt werden. Das resultierende Produkt ist eine wäßrige nichtionische Dispersion, die eine solche Form besitzt, daß feine Partikel, die ein wasserlösliches nichtionisches Polymer mit hohem Molekulargewicht enthalten, die aus dem wasserlöslichen Vinylamidmonomer geformt sind, in einem wäßrigen Medium gleichmäßig dispergiert sind. Diese wäßrige Dispersion hat die Eigenschaft, daß sie durch Verdünnen mit Wasser sofort zu einer gleichmäßigen wäßrigen Lösung führt.
Die Copolymere der vorliegenden Erfindung werden aus einem ersten Monomer der Formel H&sub2;C=CHNRC(O)R¹ mit einem zweiten Monomer polymerisiert, um Copolymere mit Molverhältnissen von 1 : 99 bis 99 : 1 zu erzeugen. Ein bevorzugter Molekulargewichtsbereich für die Homo- und Copolymere dieser Erfindung reicht von 500.000 bis 5.000.000.
Bei substituierten (Meth)acrylamidmonomeren kann es sich entweder um geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen handeln. Verwendbare Monomere umfassen Ethylhexyl(meth)acrylat, Diethylaminopropyl(meth)acrylat, Dimethylaminohydroxypropyl(meth)acrylamid, N-Isopropyl(meth)acrylamid, N-Tert-butyl(meth)acrylamid, N,N- Dimethylacrylamid(meth)acrylsäure und N-Isopropyl- (meth)acrylamid, sind jedoch hierauf nicht beschränkt.
Der hier verwendete Begriff "Arylalkyl" soll Benzylgruppen und Phenethylgruppen umfassen. Der Begriff "hängende Amingruppe" bezieht sich auf eine NH-Gruppe, die an der Hauptpolymerkette fixiert ist.
Die wäßrige Dispersion gemäß der vorliegenden Erfindung kann, falls sie die Form einer wäßrigen Lösung, die durch Verdünnung mit Wasser erhältlich ist, besitzen muß, in vorteilhafter Weise auf einer Reihe von technischen Gebieten Verwendung finden, beispielsweise als Flockungsmittel, Verdickungsmittel, Bodenkonditioniermittel, Kleber, Nahrungsmittelzusatz, Dispergiermittel, Detergens und Zusätze für medizinische oder kosmetische Zwecke.
In den meisten Fällen sind herkömmliche wasserlösliche Polymere nunmehr in Pulverform erhältlich. Der Kunde löst das polymere Pulver in einem wäßrigen Medium bei der tatsächlichen Anwendung. Das Polymer schwillt im wäßrigen Medium, und die dispergierten Partikel flocken aus. Es ist normalerweise sehr schwierig, das herkömmliche Polymer in einem wäßrigen Medium zu lösen. Es ist extrem schwierig, eine gleichmäßige konzentrierte wäßrige Lösung, die die Polymere enthält, herzustellen.
Des weiteren ist ein polymeres Pulver oft für eine Wasserbehandlung nur schwierig zu handhaben. Trotz dieser Schwierigkeiten stehen die herkömmlichen polymeren Zusammensetzungen normalerweise in pulverisierter Form zur Verfügung, da herkömmliche Polymerisationsverfahren Anwendung finden. Zusätzlich zu den Unbequemlichkeiten beim Gebrauch ist die Herstellung von Polymeren in pulverisierter Form unwirtschaftlich. Die Gewinnung von Polymeren in Pulverform aus einer wäßrigen Lösung, die durch herkömmliche Polymerisationsverfahren erhalten wurden, umfaßt die Kosten, die mit der Verdampfung einer großen Wassermenge und dem Trocknen des Polymers verbunden sind.
Weitere Beschreibungen von herkömmlichen Polymerisationsverfahren für die Herstellung von wasserlöslichen Polymeren aus ethylenisch ungesättigten Monomeren folgen weiter unten.
Bei generellen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Polymeren wird ein Lösungspolymerisationsverfahren unter Verwendung von Wasser als wäßriges Medium durchgeführt. Diese Verfahren haben den Vorteil, daß die Polymerisation in einfacher Weise durchgeführt werden kann, indem eine wäßrige Lösung eines Monomers in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators verwendet wird. Mit diesen Verfahren ist es einfach, Polymere mit hohem Molekulargewicht zu erzielen.
Mit diesen Verfahren sind jedoch diverse Probleme verbunden. Hierzu zählen beispielsweise die folgenden:
(1) Während des Polymerisationsprozesses ist es schwierig, die Reaktionswärme zu entfernen oder auf andere Weise zu steuern.
(2) Es kann schwierig sein, die Produktivität des Verfahrens zu steigern, da die Konzentration des Monomers in der wäßrigen Lösung häufig begrenzt ist.
(3) Während des Polymerisationsprozesses steigt die Viskosität des Reaktionsgemisches stark an, so daß typischerweise ein gelförmiges Produkt erhalten wird. Dieses gelförmige polymere Material ist schwierig zu handhaben, und der eingesetzte Prozeß, um das Polymer als Pulver zur Verfügung zu stellen, umfaßt die Schritte der Gewinnung, Trocknung und Pulverisierung.
In einem Versuch zur Vermeidung dieser Probleme wurde vorgeschlagen, eine Ausfällungspolymerisation durchzuführen, bei der die Polymerisation in einem organischen Medium durchgeführt wird, das in der Lage ist, das Monomer und nicht das entstandene Polymer zu lösen. Das entstandene Polymer wird dabei als Ausfällung von der Lösung abgetrennt.
In einem Wasser-in-Öl-Suspensionspolymerisationsverfahren wird ein Gemisch aus einem Monomer und einem wäßrigen Medium unter Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels in einem organischen Medium dispergiert, in dem sowohl das Monomer als auch das Polymer kaum lösbar sind. Die Polymerisation wird durchgeführt, wenn das Monomer und das wäßrige Medium dispergiert sind.
Auch diese Verfahren sind jedoch mit Problemen verbunden. Beispielsweise bereitet die Verwendung des orga nischen Mediums Schwierigkeiten, um ein Polymer mit einem hohen Molekulargewicht zu erhalten. Darüber hinaus sind für die Gewinnung des organischen Mediums verschiedene Apparaturen erforderlich. Das entstandene Polymer löst sich nicht sofort im wäßrigen Medium, so daß die Neigung zur Ausbildung einer gelförmigen Masse besteht. Wenn sich einmal eine derartige Masse gebildet hat, kann das wäßrige Medium nicht in einfacher Weise in die Masse eindringen, so daß beträchtliche Zeit erforderlich ist, um das Polymer im wäßrigen Medium zu lösen.
Zusätzlich zu dem bereits diskutierten Polymerisationsverfahren wurde ein anderes Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein wasserlösliches ethylenisch ungesättigtes Monomer in einem hydrophoben flüssigen organischen Dispergiermedium enthalten ist, das einen Emulgator enthält, der zur Ausbildung einer Wasser-in-Öl- Emulsion verwendet wird. Das Monomer wird in Gegenwart von Wasser polymerisiert, um auf diese Weise eine Öl- in-Wasser-Emulsion herzustellen, ohne das Polymer abzutrennen. Das Endprodukt, eine Öl-in-Wasser-Emulsion, wird für die tatsächlichen Anwendungsfälle eingesetzt.
Für das Verfahren benötigt man jedoch eine große Menge an wasserlöslichem organischen Lösungsmittel, so daß eine Sekundärverunreinigung durch das organische Lösungsmittel zu einem Problem wird. Ferner wird ein oberflächenaktives Mittel benötigt, um die Wasser-in- Öl-Emulsion in die Öl-in-Wasser-Emulsion zu überführen. Die Stabilität der Dispersion ist nicht ausreichend, so daß während der Lagerung oder des Transportes eine Koagulation stattfindet.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion eines wasserlöslichen Polymers, das frei von den Problemen der verschiedenen vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren ist. Gemäß diesem Verfahren wird die Polymerisation einfach durchgeführt, ohne die Viskosität zu erhöhen, wobei eine hohe Konzentration des Polymers in einer wäßrigen Dispersion in einem stabilen und hoch fließfähigen Zustand erhalten wird.
Unter Verwendung dieses Verfahrens wird ein Polymer mit einem hohen Molekulargewicht erhalten, das dem Molekulargewicht der durch die herkömmlichen Polymerisationsverfahren in wäßriger Lösung erhaltenen Polymere entspricht. Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Polymer kann in einfacher Weise mit Wasser verdünnt werden, um eine gleichmäßige wäßrige Lösung des Polymers herzustellen, ohne dabei auf die mit Polymeren in Pulverform verbundenen Schwierigkeiten zu treffen. Die entstandene wäßrige Lösung kann als Flockungsmittel und für andere hier beschriebene Zwecke verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine relativ große Menge des ethylenisch ungesättigten Monomers (ein wasserlösliches Vinylamid) in einer wäßrigen Lösung polymerisiert. Erfindungsgemäß tritt während des Polymerisationsprozesses kein Anstieg der Viskosität auf. Das entstandene Produkt besitzt trotz einer relativ hohen Polymerkonzentration eine gute Stabilität und ein gutes Fließ vermögen. Darüber hinaus kann die entstandene wäßrige Dispersion in einfacher Weise mit Wasser vermischt werden, um eine gleichmäßige wäßrige Lösung zu bilden.
Wenn auf erfindungsgemäße Weise das wasserlösliche ethylenisch ungesättigte Monomer (ein wasserlösliches Vinylamid) in der wäßrigen Lösung polymerisiert wird, bildet das entstandene wasserlösliche ethylenische Polymer einen loses Wasser enthaltenden Komplex, ohne in Wasser gelöst zu werden. Zwischen dem Komplex und der wäßrigen Phase tritt eine Phasentrennung auf, so daß mikroskopisch kleine Partikel gebildet werden. Auf diese Weise wird eine wäßrige Dispersion mit niedriger Viskosität erzeugt.
Das entstandene Polymer wird in der Form von mikroskopisch kleinen Kügelchen gebildet, die in der wäßrigen Lösung dispergiert sind. Auf diese Weise wird eine wäßrige Dispersion mit geringer Viskosität erzeugt. Wenn der entstandenen wäßrigen Dispersion eine ausreichende Wassermenge zugesetzt wird, kann der Zustand der Phasentrennung in einfacher Weise zerstört werden, um eine gleichmäßige wäßrige Lösung zu erzeugen.
Die Polymerisationsreaktion schreitet in einfacher Weise durch Aufbringung von Wärme fort. Ferner können ein Radikalinitiator, UV-Licht oder Strahlungsenergie im Polymerisationsprozeß verwendet werden. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird besonders bevorzugt, einen wasserlöslichen Radikalinitiator, wie Wasserstoffperoxid, Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat, oder ein sogenanntes Redox-System, das aus einem derartigen wasserlöslichen Radikalinitiator und einem Reduktionsmittel, wie einem Amin oder Natriumbisulfit, besteht, zu verwenden.
Der Initiator wird typischerweise in einer Menge eingesetzt, die von etwa 0,005 bis 10 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes des ethylenisch ungesättigten Monomers (eines wasserlöslichen Vinylamides) reicht. Die Gesamtmenge des Initiators kann zu Beginn des Polymerisationsprozesses zugesetzt werden, oder ein Teil des Initiators kann zu Beginn des Polymerisationsprozesses zugesetzt werden, während der restliche Teil während des Verlaufes des Polymerisationsprozesses zugegeben wird.
Der Polymerinitiator wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus 2,2-Azobis(2-amidinopropan)hydrochlorid (V-50), 2,2,-Azobis(N,N'-Dimethylenisobutylamid)dihydrochlorid (V-044), Ammoniumpersulfat (APS), Ammoniumpersulfat/Natriummetabisulfit (APS/SBS) und Eisen/Ascorbinsäure besteht. Der Initiator ist typischerweise in einer Menge zwischen etwa 400 bis 6.000 ppm auf der Basis der verwendetn Monomere vorhanden.
Das Kettenübertragungsmittel ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Benzylalkohol, Isopropylalkohol, tertiären Aminen, Natriumbisulfit und Natriumformat besteht. Das Kettenübertragungsmittel ist typischerweise in einer Menge zwischen 5 bis 2.000 ppm auf der Basis der Monomere vorhanden.
Die Polymerisationsreaktionstemperatur reicht generell von 10 bis 100ºC, bevorzugter von 40 bis 60ºC. Die Reaktion wird so durchgeführt, daß die Polymerisation des Vinylamidmonomers im wesentlichen beendet wird. "Im wesentlichen beendet" bedeutet, daß die Umwandlung mindestens 80% beträgt. Die für diese Reaktion erforderliche Zeit reicht generell von 3 bis 10 h. Die Polymerisation kann chargenweise oder auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden.
Der Polymerisationsprozeß kann in einem pH-Bereich von 5-8 ausgeführt werden. Ein bevorzugter pH-Bereich für die Polymerisation beträgt 6-7,5.
Bei der Herstellung der wäßrigen Polymerdispersion gemäß der vorliegenden Erfindung können anorganische Salze, die in Wasser löslich sind, erforderlich sein. Beispiele von anorganischen Salzen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Chloride, Nitrate, Sulfate und Phosphate von Metallen und Ammoniak. Typische Beispiele dieser anorganischen Salze sind Natriumchlorid, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Natriumnitrat, Ammoniumnitrat, Kaliumsulfat, Calciumphosphat, Aluminiumnitrat und Ferrisulfat.
Diese anorganischen Salze können einzeln oder als Gemisch von zwei oder mehr Salzen verwendet werden. Die Menge des erfindungsgemäß zu verwendenden anorganischen Salzes hängt von der Menge des anorganischen Salzes ab, die sich gleichmäßig in Wasser löst. Die Gesamtmenge des anorganischen Salzes kann zu Beginn des Polymerisationsprozesses zugesetzt werden, oder Teile des anorganischen Salzes können intermittierend zu jeder beliebigen Zeit während des Polymerisationsprozesses zugegeben werden. Das anorganische Salz kann auch nach Beendigung des Polymerisationsprozesses zugesetzt werden. Der hier verwendete Begriff "Phosphate" umfaßt Natriumphosphat und Natriumhydrogenphosphat, ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Bevorzugte Salze sind Natriumnitrat, Natriumchlorid und Ammoniumsulfat. Wenn Ammoniumsulfat das Salz ist, sollte es nur nach und nicht während der Polymerisation zugesetzt werden.
Die Zugabe des anorganischen Salzes ist in einem gewissen Ausmaß hilfreich, um die Stabilität und das Fließvermögen der entstandenen wäßrigen Dispersion zu verbessern. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß das anorganische Salz Feuchtigkeit von den entstandenen Polymerpartikeln aufnimmt und die einzelnen Polymerpartikel hierdurch kompaktiert und stabilisiert werden.
Die wäßrigen Salzlösungen haben generell eine Konzentration von 15% oder mehr, vorzugsweise 20 Gew.-% oder mehr. Das Salz ist typischerweise während der Reaktion in einer Menge zwischen 16,5 und 18 Gew.-% auf Basis der Chargengröße vorhanden. Am Ende der Reaktion wird mehr Salz, typischerweise in einer Menge zwischen 0,5 und 5,0 Gew.-%, zugesetzt. Die Menge des Salzes im endgültigen Reaktionsprodukt liegt in einem Bereich zwischen 18,0 und 22,5 Gew.-% des Endproduktes.
Die Homo- und Copolymere sind auch mit herkömmlichen Stabilisatoren verträglich, wie quaternärem Poly(dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz). Wenn es sich bei dem Polymerstabilisator um Poly(vinylalkohol) handelt, wird bevorzugt, ein Polymer mit besonders hohem Molekulargewicht zu verwenden, das so weit wie möglich hydrolysiert ist. Hier wurde Mowiol (Marke), ein Poly(vinylalkohol)polymer, erhältlich von der Firma Aldrich Chemical Co., das zu 88% hydrolisiert war und ein Molekulargewicht von etwa 12.500 bis 135.000 besaß, verwendet. Obwohl der Hydrolysegrad variieren kann, beträgt ein bevorzugter Hydrolysebereich 70-80%. Ein bevorzugter Molekulargewichtsbereich für den Poly(vinylalkohol) liegt bei 100.000 bis 200.000.
Die hier beschriebene in-situ-Hydrolyse hydrolysiert normalerweise bis zu 70% der Amidgruppen zu freien hängenden Amingruppen. Um eine Hydrolyse von 100% zu erhalten, muß eine Base verwendet werden. Die Hydrolyse kann entweder durch Einblasen von HCl-Gas oder durch tropfenweises Zusetzen einer HCl-Lösung zur Dispersion unter Rühren bei einer Temperatur von 70ºC bis 90ºC durchgeführt werden.
Bei herkömmlichen Prozessen für die Herstellung eines wasserlöslichen kationischen Polymers, das als Flockungsmittel geeignet ist, finden eine Polymerisation in einer wäßrigen Lösung, eine Wasser-in-Öl- Emulsions-Polymerisation und eine Suspensionspolymerisation in einem hydrophoben Lösungsmittel Verwendung. Die US-PS 4 929 655 (erteilt am 29. Mai 1990) beschreibt ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer wasserlöslichen Polymerdispersion, mit der viele Nachteile der stationären Polymerisation, Wasser-in- Öl-Emulsions-Polymerisation und Suspensionspolymerisation vermieden werden.
Herkömmliche Verfahren zur Herstellung eines wasserlöslichen kationischen Polymers, das als Flockungsmittel geeignet ist, umfassen die Polymerisation in einer wäßrigen Lösung, die Wasser-in-Öl-Emulsions- Polymerisation und die Suspensionspolymerisation in einem hydrophoben Lösungsmittel. Die US-PS 4 929 655 (erteilt am 29. Mai 1990) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer wasserlöslichen Polymerdispersion, mit dem die vielen Nachteile der stationären Polymerisation, Wasser-in-Öl-Emulsions-Polymerisation und Suspensionspolymerisation vermieden werden.
Diese Dispersionen sind für einen breiten Bereich von Anwendungsfällen geeignet. Der hier verwendet Begriff "industrielles Prozeßwasser" deckt auch Wasser ab, das während eines Papierherstellungsprozesses verwendet wird. Diese Dispersionen sind auch als Flockungsmittel in Systemen, wie städtischen Abwässern, Papierfabriken, Fabriken zur chemischen Behandlung, Raffinerien und Fabriken zur Nahrungsmittelbehandlung u. a., geeignet.

Beispiel 1

Zur Herstellung einer Poly(N-vinylformamid)homopolymerdispersion wurde das folgende Verfahren verwendet. Einem mit einem Rücklaufkondensator, einem N&sub2;-Dispersionsrohr, einem Sternpaddel, einer Turbine und einem Thermoelement versehenen Reaktionskessel wurden N- Vinylformamidmonomer (erhältlich von der Firma Air Products & Chemicals Company, 75 g), Poly(vinylalkohol) (10%ige Lösung, 40 g), Wasser (250 g), Glycerol (6 g) und NaNO&sub3; (120 g) zugesetzt. Die Lösung wurde gerührt und auf 45ºC erhitzt. Der Initiator V-50 (Marke) (erhältlich von der Firma DuPont Chemical Company) wurde einem Teil zugesetzt (0,2 g 20 ml H&sub2;O). Mit Fortschreiten der Reaktion steigt die Viskosität an. Insgesamt 125 g NaCl wurden in Teilen über die Reaktion zugesetzt. Die Gesamtreaktionszeit betrug etwa 3-3,5 h. Die entstandene milchigweiße Dispersion wurde zur weiteren Verwendung gelagert.

Beispiel 2

Zum Synthetisieren einer Poly(N-vinylformamid/ethylhexylacrylat)copolymerdispersion wurde das folgende Verfahren eingesetzt. Einem mit einem Rücklaufkondensator, einem N&sub2;-Dispersionsrohr, einem Sternpaddel, einer Turbine und einem Thermoelement ausgerüsteten Reaktionskessel wurden N-Vinylformamidmonomer (erhältlich von der Firma Air Products & Chemical Company, 54 g), Ethylhexylacrylat (erhältlich von der Firma Aldrich Chemical Company, 3,0 g), Polyvinylalkohol (10%ige Lösung, 30 g), Wasser (150 g), Glycerol (45 g) und NaNO&sub3;, (40 g), Na&sub2;SO&sub4;, NaCl (25 g) zugesetzt. Die Lösung wurde gerührt und auf 45ºC erhitzt. Der Initiator V-50 (Marke) (erhältlich von der Firma DuPont Chemical Company) wurde in einem Teil (0,3 g 20 ml H&sub2;O) zugesetzt.
Mit fortschreitender Lösung stieg die Viskosität an. Insgesamt 100 g (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4; wurden in Teilen über die Reaktion zugesetzt. Ferner wurden 200 g Wasser dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Die Gesamtreaktionszeit betrug etwa 3-3,5 h. Die erhaltene milchigweiße Dispersion wurde dann zur weiteren Verwendung gelagert. Das Molverhältnis NVF/Ethylhexylacrylat betrug etwa 99/1 bis 90/10.

Beispiel 3

Zum Hydrolisieren der Polymerdispersion wurde das nachfolgende Verfahren angewendet. Die Polymerdispersion wurde in einem Kolben mit rundem Boden angeordnet, und genug Wasser wurde zugesetzt, um eine 2%ige Lösung herzustellen. Eine äquimolekulare Menge von NaOH wurde zugesetzt, und das Gemisch wurde 3 h lang auf 80-90ºC erhitzt. Mehr als 90% der Amidgruppen hydrolysierten zu Amingruppen. Eine äquimolekulare Säuremenge kann als Hydrolysiermittel verwendet werden. Die Säurehydrolyse ergab Copolymere mit einem Verhältnis Amin zu Amid von 70/30.

Beispiel 4

Um eine Polymerdispersion zu hydrolysieren, konnte das folgende alternative Verfahren eingesetzt werden. Bei der ersten Alternative wurde eine Hydrolyse unter Verwendung von HCl-Gas eingesetzt. In einem Dreihalskolben, der mit einem Rücklaufkondensator, Paddelrührer, Thermoelement und Gasdispersionsrohr ausgerüstet war, wurden 100 g einer Probe einer Polyvinylformamiddispersion (15% aktiv, 0,21 Mol) auf 50ºC erhitzt. Gasförmiges HCl (8,0 g, 0,21 Mol) wurde dann 10 Minuten lang in die Dispersion eingeblasen. Das Reaktionsgemisch wurde dann 2 Stunden lang auf 50ºC gerührt. Das entstandene Copolymer enthielt etwa 70% Aminhydrochlorid und 30% Amid. Die Säuremenge kann variiert werden, um unterschiedliche Amin/Amid-Verhältnisse zu erreichen.
Bei der zweiten Alternative wurde gasförmiger Ammoniak verwendet, um eine Hydrolyse in der folgenden Weise durchzuführen. In einem Dreihalskolben, der mit einem Rücklaufkondensator, Paddelrührer, Thermoelement und Gasdispersionsrohr ausgerüstet war, wurden 300 g einer Probe einer Polyvinylformamiddispersion (15% aktiv, 0,62 Mol) auf 50ºC erhitzt. Gasförmiges Ammoniak (10,6 g, 0,62 Mol) wurde dann 10 Minuten lang in die Dispersion eingeblasen. Das Reaktionsgemisch wurde dann 3 Stunden lang bei 70ºC gerührt. Das entstandene Polymer sollte ≥ 95% Amin enthalten. Wie bei der Säure kann die Menge der Base variiert werden, um unterschiedliche Amin/Amid-Verhältnisse zu erhalten.

Claims

1. Wäßrige Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß sie getrennte Partikel eines wasserlöslichen nichtionischen Polymers enthält, das durch die Polymerisation von Monomeren erhältlich ist, welche N-Vinylamidmonomere der folgenden Formel

H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹

umfassen, wobei R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht.

2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein nichtionisches Poly(N- vinylamid)homopolymer ist und daß das N-Vinylamidmonomer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus N-Vinylformamid, N-Methyl-N-vinylacetamid und N-Vinylacetamid besteht.

3. Wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln des nichtionischen, wasserlöslichen Homopolymers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers, das durch Polymerisation eines N-Vinylformamidmonomers unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis etwa 8 erhältlich ist;

b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3; von 0,1-10 dl/g;

c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes; und

d) Wasser,

wobei die Dispersion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² Pas (10 cps) bis 25 Pas (25.000 cps) bei 25ºC besitzt.

4. Wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln des wasserlöslichen Polymers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Copolymer ist, das umfaßt:

ein Copolymer, das durch Polymerisation eines N- Vinylamidmonomers der Formel

H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹

wobei R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht, mit mindestens einem zweiten Monomer erhältlich ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylacetat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylpyrrolidinon, Acrylnitril, quaternärem Dimethylaminoethylacrylat-, methylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz, quaternärem Dimethylaminoethylacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatcetylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz, quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz und Kombinationen hiervon besteht, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.

5. Wäßrige Dispersion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Copolymers, das durch Polymerisieren von

i. 1-99 Mol% des N-Vinylamidmonomers und

ii. 99-1 Mol% von mindestens einem der zweiten Monomeren

bei einem pH von 5 bis 8 erhältlich ist,

d) Wasser,

6. Wäßrige Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Copolymer ist, das umfaßt:

ein durch Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel

H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹

worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylarylgruppen besteht;

mit mindestens einem zweiten Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure sowie Salzen hiervon, Methacrylamid und Salzen hiervon, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-N-Alkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-N,N-Dialkylacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-N-Alkylmethacrylamid, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-N,N-Dialkylmethacrylamid, N-Arylacrylamid, N,-N-Diarylacrylamid, N-Arylmethacrylamid, N-N-Diarylmeth acrylamid, N-Arylalkylacrylamid, N,N-Diallylalkylacrylamid, N-Arylalkylmethacrylamid, N,N- Diarylalkylmethacrylamid, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumacrylamidomethylpropansulfonsäure, Maleinsäure und Kombinationen hiervon besteht, erhältliches Copolymer, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.

7. Wäßrige Dispersion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Copolymer umfaßt:

i. 1-99 Mol% des N-Vinylamidmonomers und

ii. 99-1 Mol% von mindestens einem der zweiten Vinylmonomeren

unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH-Wert von 5 bis 8 hergestellt wurde;

d) Wasser,

8. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion von getrennten Partikeln des wasserlöslichen Copolymers nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH von 5 bis 8 von

a) 5-50 Gew.-% eines Gemisches enthaltend

i. 1-99 Mol% des Vinylamidmonomers und

ii. 99-1 Mol% von mindestens einem wasserlöslichen Vinylmonomer;

b) 0,1 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Stabilisatorpolymers mit einer inneren Viskosität in 1 M NaNO&sub3;, von 0,1-10 dl/g;

c) 5 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Dispersion eines wasserlöslichen Salzes; und

d) Wasser,

und dann Gewinnen einer Dispersion des wasserlöslichen Copolymers, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Viskosität von weniger als 25 Pas (25.000 cps) bei 25ºC besitzt.

9. Verfahren zum Herstellen einer wäßrigen Dispersion von getrennten Partikeln des wasserlöslichen nichtionischen Homopolymers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) 5 bis 50 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymers, das durch Polymerisieren eines N-Vinylamidmonomers der Formel H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹ erhältlich ist, wobei R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;- Alkylgruppen, Arylgruppen und Arylalkylgruppen besteht;

d) Wasser,

und dann Gewinnen einer Dispersion des wasserlöslichen Homopolymers, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² Pas (10 cps) bis 25 Pas (25.000 cps) bei 25ºC besitzt.

10. Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion von getrennten Partikeln des wasserlöslichen Copoylmers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

Polymerisieren unter freie Radikale bildenden Bedingungen bei einem pH von 5 bis 8 von:

a) 5-50 Gew.-% eines Gemisches enthaltend

i. 1-99 Mol% des N-Vinylamidmonomers und

ii. 99-1 Mol-% von mindestens einem der zweiten Vinylmonomeren;

d) Wasser,

und dann Gewinnen einer Dispersion des wasserlöslichen Copolymers, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Brookfield-Volumenviskosität von 1 · 10&supmin;² Pas (10 cps) bis 25 Pas (25.000 cps) bei 25ºC besitzt.

11. Dispersion nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, wobei die wäßrige anionische Salzlösung mit einem Salz gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammonium-, Alkalimetall- und Erdalkalimetall-Halogeniden, -sulfaten, -phosphaten, -nitraten und Kombinationen hiervon besteht.

12. Dispersion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren ein Stabilisatorpolymer umfaßt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Poly(vinylalkohol), teilweise hydrolisiertem Poly(vinylacetat), hydrolisiertem Poly(vinylacetat/N-vinylformamid), Poly(vinylalkohol/acrylamid), Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchoridsalz), Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatmethylchoridsalz), Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz) und Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz) und Kombinationen hiervon besteht.

13. Dispersion nach einem der Ansprüche 3-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisatorpolymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Poly(vinylalkohol), teilweise hydrolisiertem Poly(vinylacetat), hydrolisiertem Poly(vinylacetat/N-vinylformamid), Poly(vinylalkohol/acrylamid), Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloirddalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz), Poly(quaternärem Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz). Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz), Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz) und Poly(quaternärem Diallyldimethylammoniumchlorid/dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz) und Kombinationen hiervon besteht.

14. Verfahren zur in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln des wasserlöslichen Polymers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer hängende Amidgruppen besitzt und in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) Rühren der Dispersion;

b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;

c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und

d) Gewinnen einer Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen Polymers mit hängenden Amingruppen.

15. Verfahren zur in-situ-Hydrolyse einer Dispersion von getrennten Partikeln eines Copolymers nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Rühren der Dispersion;

b) Erhitzen der gerührten Dispersion auf eine Temperatur von 70ºC bis 90ºC;

c) Blasen von HCl-Gas durch die erhitzte Dispersion; und

16. Verfahren zum Klären von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens einer wasserlöslichen, nichtionischen Dispersion nach Anspruch 2 umfaßt, wobei die Dispersion aus getrennten Partikeln eines wasserlöslichen, nichtionischen Poly(N-vinylamid)polymers erhältlich ist durch die Polymerisation eines N-Vinylamidmonomers der Formel

H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹

worin R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylaryl besteht, zum Abwasser umfaßt.

17. Verfahren zum Entwässern von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens der wasserlöslichen, nichtionischen Dispersion nach Anspruch 2 zum Abwasser umfaßt, wobei die Dispersion von getrennten Partikeln eines wasserlöslichen, nichtionischen Poly(N-vinylamid)polymers durch Polymerisation eines Vinylamidmonomers der Formel

H&sub2;C=CR²NRC(O)R¹

erhältlich ist, wobei R, R¹ und R² jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Wasserstoff, C&sub1;- C&sub2;&sub0;-Alkylgruppen, Arylgruppen und Alkylaryl besteht.

18. Verfahren zum Klären von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens der wasserlöslichen Dispersion nach Anspruch 4 zum Abwasser umfaßt, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlosung dispergiert ist.

19. Verfahren zum Entwässern von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens der wasserlöslichen Dispersion nach Anspruch 4 zum Abwasser umfaßt, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.

20. Verfahren zum Klären von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens der wasserlöslichen Dispersion nach Anspruch 6 zum Abwasser umfaßt, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.

21. Verfahren zum Entwässern von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Zusetzens der wasserlöslichen, nichtionischen Dispersion nach Anspruch 6 zum Abwasser umfaßt, wobei das Copolymer in einer wäßrigen Salzlösung dispergiert ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-21, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus industriellem Abwasser, industriellem Prozeßwasser und städtischem Abwasser besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das industrielle Abwasser aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Nahrungsmittelbehandlungsabwasser, öligem Abwasser, Papierfabrikabwasser und Abwasser der Montanindustrie besteht.