[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2560177C1 - Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base - Google Patents

Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base Download PDF

Info

Publication number
RU2560177C1
RU2560177C1 RU2014141865/04A RU2014141865A RU2560177C1 RU 2560177 C1 RU2560177 C1 RU 2560177C1 RU 2014141865/04 A RU2014141865/04 A RU 2014141865/04A RU 2014141865 A RU2014141865 A RU 2014141865A RU 2560177 C1 RU2560177 C1 RU 2560177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monomer
water
solution
soluble polymers
quaternary salts
Prior art date
Application number
RU2014141865/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Александрович Новаков
Юлия Владимировна Шулевич
Александр Валентинович Навроцкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
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
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2014141865/04A priority Critical patent/RU2560177C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560177C1 publication Critical patent/RU2560177C1/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to highly molecular compounds, in particular to method of obtaining water-soluble polymers based on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate, which can be applied as flocculants, effective in purification of sewage water of different origin. Claimed is method of obtaining water-soluble polymers based on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate of general formula
Figure 00000002
, where R1=-CH3, -CH2-CH3 or -CH2-C6H5; X-=Cl-, Br-, -OSO3CH3, average weight molecular weight of synthesised polyelectrolytes is higher than 106, with monomer being polymerised in water solution at 20°C, target product of polymerisation is extracted, purified by dialysis and dried lyophilically; method is characterised by the fact that sodium dodecylsulphate is additionally introduced into solution with molar ratio monomer:sodium dodecylsulphate equal 1-10:1, with radical initiator tret-buthylperoxypropanol-2 being applied as initiator, and monomer being polymerised in argon medium.
EFFECT: obtaining cation highly molecular polyelectrolyte, possessing reduced polydispersity.
6 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу получения водорастворимых полимеров на основе четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата общей формулойThe invention relates to the chemistry of macromolecular compounds, in particular to a method for producing water-soluble polymers based on quaternary salts of dimethylaminoethyl methacrylate with the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где R1=-СН3, -СН2-СН3 или -СН26Н5; X-=Cl-, Br-, -OSO3CH3,where R 1 = —CH 3 , —CH 2 —CH 3 or —CH 2 —C 6 H 5 ; X - = Cl - , Br - , - OSO 3 CH 3 ,

которые могут быть использованы в качестве флокулянтов, эффективных при очистке сточных вод различной природы.which can be used as flocculants effective in wastewater treatment of various nature.

Актуальность и перспективность разработки способов получения катионных полиэлектролитов в водных растворах определяется возможностью использования водных растворов полиэлектролитов, полученных в ходе полимеризации, в процессах флокуляции без выделения полимера, что, в свою очередь, позволяет избежать загрязнения очищаемой воды.The relevance and prospects of developing methods for producing cationic polyelectrolytes in aqueous solutions is determined by the possibility of using aqueous solutions of polyelectrolytes obtained during polymerization in flocculation processes without polymer isolation, which, in turn, avoids contamination of purified water.

Однако использование водного раствора требует решения технологических вопросов, связанных с потерей системой текучести в процессе полимеризации.However, the use of an aqueous solution requires solving technological issues associated with the loss of fluidity in the polymerization process.

Известен способ получения катионного полимера, при котором полимеризацию мономера ведут в водном растворе при температуре 70-150°С и рН, равном 2-9,5, с использованием инициатора радикальной полимеризации, выбранного из группы солей щелочных металлов, щелочноземельных металлов, солей и солей аммония, которые диспергируют в полимеризационной системе (Патент US 4164612, МПК B01D 21/01, C08F 2/00, C08F 2/04, C08F 2/10, C08F 2/44, C08F 20/00, C08F 20/34, 14.08.1979).A known method of producing a cationic polymer in which the monomer is polymerized in an aqueous solution at a temperature of 70-150 ° C and a pH of 2-9.5 using a radical polymerization initiator selected from the group of alkali metal salts, alkaline earth metals, salts and salts ammonia, which are dispersed in the polymerization system (Patent US 4164612, IPC B01D 21/01, C08F 2/00, C08F 2/04, C08F 2/10, C08F 2/44, C08F 20/00, C08F 20/34, 14.08. 1979).

К недостатку указанного способа следует отнести то, что полимеризацию ведут при высоких температурах, а получаемые полимеры имеют высокую полидисперсность.The disadvantage of this method is that the polymerization is carried out at high temperatures, and the resulting polymers have a high polydispersity.

Известен способ получения полимеров на основе солей Ν,Ν,Ν,Ν-триметилметакрилоилоксиэтиламмония путем нагревания указанных солей до температуры, необходимой и достаточной для получения гомогенного сиропа в 5-6 мас.% воды, добавленных в расчете на конечную смесь в атмосфере, не содержащей кислорода, с регулируемой величиной показателя рН, равного 3,0-5,0 (Патент RU 2164921, МПК C08F 120/34, C02F 1/56, 10.04.2001).A known method of producing polymers based on salts of Ν, Ν, Ν, Ν-trimethylmethacryloyloxyethylammonium by heating these salts to a temperature necessary and sufficient to obtain a homogeneous syrup in 5-6 wt.% Water, added based on the final mixture in an atmosphere that does not contain oxygen, with an adjustable pH value of 3.0-5.0 (Patent RU 2164921, IPC C08F 120/34, C02F 1/56, 04/10/2001).

К недостаткам данного способа можно отнести необходимость нагревания системы для растворения мономера и высокую температуру процесса и связанную с этим необходимость отвода тепла, а также высокую полидисперсность получаемых полимеров.The disadvantages of this method include the need for heating the system to dissolve the monomer and the high process temperature and the associated need for heat removal, as well as the high polydispersity of the resulting polymers.

Известен способ получения поли-Ν,Ν,Ν,Ν-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата растворением мономера Ν,Ν,Ν,Ν-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата в водно-органическом растворе, содержащем ацетатный буфер с рН 4,5-5,5 в атмосфере инертного газа, и проведением полимеризации при нагревании при соотношении вода:растворитель = 1:0,05-2,0 (Патент RU 2088593, МПК C08F 2/06, C08F 120/34, 27.08.1997).A known method of producing poly-Ν, Ν, Ν, Ν-trimethylmethacryloyloxyethylammonium methyl sulfate by dissolving the monomer Ν, Ν, Ν, Ν-trimethylmethacryloyloxyethylammonium methyl sulfate in an aqueous-organic solution containing an acetate buffer with a pH of 4.5-5.5 in an inert gas atmosphere, and polymerization by heating at a ratio of water: solvent = 1: 0.05-2.0 (Patent RU 2088593, IPC C08F 2/06, C08F 120/34, 08/27/1997).

К недостаткам способа следует отнести использование органических растворителей, высокую температуру полимеризации, необходимость регулировки рН среды, а также высокую полидисперсность получаемых полимеров.The disadvantages of the method include the use of organic solvents, a high polymerization temperature, the need to adjust the pH of the medium, as well as the high polydispersity of the resulting polymers.

Известен способ получения композиции с флокулирующим эффектом путем растворения Ν,Ν,Ν,N-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата и ацетата натрия в воде, введения уксусной кислоты, доведения рН реакционной смеси до 4,5-5,5 с последующим удалением кислорода и проведением полимеризации при нагревании (Патент RU 2106370, МПК C08L 33/14, C08F 120/34, C08K 5/09, C02F 1/56, 10.03.1998).A known method of obtaining a composition with a flocculating effect by dissolving Ν, Ν, Ν, N-trimethylmethacryloyloxyethylammonium methyl sulfate and sodium acetate in water, introducing acetic acid, adjusting the pH of the reaction mixture to 4.5-5.5, followed by removal of oxygen and polymerization by heating (Patent RU 2106370, IPC C08L 33/14, C08F 120/34, C08K 5/09, C02F 1/56, 03/10/1998).

Недостатками данного способа являются высокая температура полимеризации, необходимость регулировки рН среды, а также высокая полидисперсность получаемых полимеров.The disadvantages of this method are the high polymerization temperature, the need to adjust the pH of the medium, as well as the high polydispersity of the resulting polymers.

Известен способ получения поли-N,N-диметиламиноэтилметакрилата сульфата путем полимеризации Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилат сульфата в водном растворе, при его концентрации в водном растворе 36,4-65,6 мас. и рН 1,2-3,5 в среде инертного газа при 20°С в присутствии радикального инициатора - окислительно-восстановительной системы (Патент RU 1750183, МПК C08F 120/34, 20.05.1996).A known method of producing poly-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate sulfate by polymerization of Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate sulfate in an aqueous solution, when its concentration in an aqueous solution of 36.4-65.6 wt. and pH 1.2-3.5 in an inert gas at 20 ° C in the presence of a radical initiator - a redox system (Patent RU 1750183, IPC C08F 120/34, 05.20.1996).

Недостатками данного способа являются многокомпонентность инициирующей системы, необходимость регулировки рН среды, а также высокая полидисперсность получаемых полимеров.The disadvantages of this method are the multicomponent initiating system, the need to adjust the pH of the medium, as well as the high polydispersity of the resulting polymers.

Наиболее близким является способ получения полиметакрилоилоксиэтилтриметиламмония метилсульфата путем полимеризации мономера в водном растворе при 20°С в среде инертного газа в присутствии инициирующей окислительно-восстановительной системы с введением в инициирующую систему сокатализатора и осуществление полимеризации при рН среды 1,0-3,5 (Патент RU 1748420, МПК C08F 120/34, C08F 2/04, 20.05.1996).The closest is a method of producing polymethacryloyloxyethyltrimethylammonium methyl sulfate by polymerization of a monomer in an aqueous solution at 20 ° C in an inert gas in the presence of an initiating redox system with the introduction of cocatalyst into the initiating system and polymerization at a pH of 1.0-3.5 (RU Patent 1748420, IPC C08F 120/34, C08F 2/04, 05.20.1996).

Недостатками данного способа являются многокомпонентность инициирующей системы, необходимость контроля рН среды, а также высокая полидисперсность получаемых полимеров.The disadvantages of this method are the multicomponent initiating system, the need to control the pH of the medium, as well as the high polydispersity of the resulting polymers.

Задачей изобретения является создание технологичного способа получения водорастворимого высокомолекулярного катионного полимера.The objective of the invention is to provide a technologically advanced method for producing a water-soluble high molecular weight cationic polymer.

Техническим результатом является катионный высокомолекулярный полиэлектролит, обладающий пониженной полидисперсностью.The technical result is a cationic high molecular weight polyelectrolyte having reduced polydispersity.

Технический результат достигается в способе получения водорастворимых полимеров на основе четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата общей формулыThe technical result is achieved in a method for producing water-soluble polymers based on quaternary salts of dimethylaminoethyl methacrylate of the general formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где R1=-СН3, -СН2-СН3 или -СН26Н5; X-=Cl-, Br-, -OSO3CH3,where R 1 = —CH 3 , —CH 2 —CH 3 or —CH 2 —C 6 H 5 ; X - = Cl - , Br - , - OSO 3 CH 3 ,

при этом среднемассовая молекулярная масса синтезированных полиэлектролитов выше чем 106, при этом мономер полимеризуют в водном растворе при 20°C, выделяют продукт полимеризации, очищают его диализом и лиофильно сушат, при этом в раствор дополнительно вводят додецилсульфат натрия при мольном отношении мономер:додецилсульфат натрия, равном 1-10:1, в качестве инициатора используют радикальный инициатор трет-бутилпероксипропанол-2, а полимеризуют мономер в среде аргона.the mass-average molecular weight of the synthesized polyelectrolytes is higher than 10 6 , while the monomer is polymerized in an aqueous solution at 20 ° C, the polymerization product is isolated, purified by dialysis and freeze-dried, and sodium dodecyl sulfate is additionally introduced into the solution at a molar ratio of monomer: sodium dodecyl sulfate equal to 1-10: 1, the initiator is the radical initiator tert-butyl peroxypropanol-2, and the monomer is polymerized in argon.

Сущностью предложенного способа является использование при полимеризации четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата поверхностно-активного компонента - додецилсульфата натрия (ПАВ) в сочетании с инициатором трет-бутилпероксипропанолом-2, инициация процесса с помощью трет-бутилпероксипропанола-2 обеспечивает протекание процесса полимеризации без нагревания. При этом молекулы додецилсульфата натрия в растворе образуют ассоциаты, электростатически связывают молекулы мономера и, ориентируя их на своей поверхности, контролируют образование полимера. Этот контроль проявляется на скорости образования полимера, длине его цепей, химическом строении и изомерии мономерных звеньев, последовательности их присоединения. В результате образуется полимер с контролируемыми молекулярно-массовыми характеристиками, в том числе с пониженной полидисперсностью.The essence of the proposed method is the use of a surface-active component sodium dodecyl sulfate (SAS) in combination with tert-butyl peroxypropanol-2 initiator during polymerization of quaternary salts of dimethylaminoethyl methacrylate, and the initiation of the process using tert-butyl peroxypropanol-2 ensures the polymerization process without heating. In this case, the sodium dodecyl sulfate molecules in the solution form associates, electrostatically bind the monomer molecules and, orienting them on their surface, control the formation of the polymer. This control is manifested at the rate of polymer formation, the length of its chains, the chemical structure and isomerism of the monomer units, and the sequence of their addition. As a result, a polymer is formed with controlled molecular weight characteristics, including reduced polydispersity.

Использование в качестве инициатора полимеризации трет.-бутилпероксипропанола-2 (ТБП) позволяет получать катионные полиэлектролиты (ПЭ) с высокой молекулярной массой (ММ) с сохранением растворимости при отсутствии нагревания реакционной массы.The use of tert-butyl peroxypropanol-2 (TBP) as the polymerization initiator makes it possible to obtain cationic polyelectrolytes (PE) with a high molecular weight (MM) while maintaining solubility in the absence of heating of the reaction mass.

В рамках заявленных соотношений мономер:ПАВ, равном 1-10:1, возможно формирование продуктов полимеризации как в виде осадка, так и в виде концентрированного полимерного раствора (геля), которые представляют собой ассоциаты полиэлектролит-ПАВ.In the framework of the stated ratios of monomer: surfactant equal to 1-10: 1, the formation of polymerization products is possible both in the form of a precipitate, and in the form of a concentrated polymer solution (gel), which are polyelectrolyte-surfactant associates.

Полученные полиэлектролиты были исследованы на предмет их полидисперсности. Результаты исследований приведены в таблице. Полидисперсность полученных полиэлектролитов, вычисленная как отношение среднемассовых молекулярных масс, измеренных при малых углах рассеяния света ( M w θ < 90 )

Figure 00000003
и при больших углах рассеяния света ( M w θ > 90 )
Figure 00000004
, определенных методом статистического светорассеяния, существенно ниже, чем полидисперсность полиэлектролитов, полученных свободнорадикальной полимеризацией. Получение наиболее узкодисперсных полиэлектролитов ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 ) 1
Figure 00000005
возможно в условиях формирования осадка. Полимеры, полученные при мольном избытке мономера, имеют более высокие значения ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 )
Figure 00000006
, однако они остаются существенно ниже, чем отношение ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 )
Figure 00000007
для полимеров, полученных свободнорадикальной полимеризацией.The resulting polyelectrolytes were investigated for their polydispersity. The research results are shown in the table. The polydispersity of the obtained polyelectrolytes, calculated as the ratio of the mass-average molecular weights measured at small angles of light scattering ( M w θ < 90 )
Figure 00000003
and at large angles of light scattering ( M w θ > 90 )
Figure 00000004
determined by the method of statistical light scattering is significantly lower than the polydispersity of polyelectrolytes obtained by free radical polymerization. Obtaining the most finely dispersed polyelectrolytes ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 ) one
Figure 00000005
possibly in conditions of sediment formation. Polymers obtained with a molar excess of monomer have higher values ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 )
Figure 00000006
however, they remain significantly lower than the ratio ( M w 0 < 90 M w 0 > 90 )
Figure 00000007
for polymers obtained by free radical polymerization.

Figure 00000008
Figure 00000008

Особенно необходимо отметить, что независимо от природы мономера и соотношения мономер / ПАВ среднемассовая молекулярная масса синтезированных полиэлектролитов остается выше чем 106, что недостижимо при других методах контролируемого синтеза полимеров.It is especially necessary to note that regardless of the nature of the monomer and the ratio of monomer / surfactant, the mass-average molecular weight of the synthesized polyelectrolytes remains higher than 10 6 , which is unattainable with other methods of controlled polymer synthesis.

Пример 1. Способ получения водорастворимого полимера на основе Ν,Ν,Ν,Ν-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата (ДМАЭМА-ДМС)Example 1. A method of obtaining a water-soluble polymer based on Ν, Ν, Ν, Ν-trimethylmethacryloyloxyethylammonium methyl sulfate (DMAEMA-DMS)

В пробирку объемом 25 мл загружают 1,8 г (0,006 моль) ДМАЭМА-ДМС, 1,8 г (0,006 моль) додецилсульфата натрия добавляют 11,4 мл дистиллированной воды. После полного растворения мономера и ПАВ в пробирку добавляют 0,25 мл водного раствора инициатора - трет-бутилпероксипропанола-2 концентрацией 0,1 моль/л и 10 мл воды. Полученный раствор переносят в ампулу, реакционную массу продувают аргоном в течение 10-15 мин, после ампулу запаивают и выдерживают при нормальных условиях в течение 48 часов. В результате образуются ассоциаты ПЭ-ПАВ в виде осадка, который отфильтровывают и сушат. В таком виде осадок может храниться длительное время в эксикаторе.1.8 g (0.006 mol) of DMAEMA-DMS are loaded into a 25 ml tube, 11.4 ml of distilled water are added to 1.8 g (0.006 mol) of sodium dodecyl sulfate. After complete dissolution of the monomer and surfactant, 0.25 ml of an aqueous initiator solution of tert-butyl peroxypropanol-2 with a concentration of 0.1 mol / L and 10 ml of water are added to the test tube. The resulting solution is transferred into an ampoule, the reaction mass is purged with argon for 10-15 minutes, after the ampoule is sealed and kept under normal conditions for 48 hours. As a result, associates of PE-SAS are formed in the form of a precipitate, which is filtered off and dried. In this form, the precipitate can be stored for a long time in a desiccator.

Для выделения целевого продукта полимеризации к полученному осадку приливают раствор NaCl 3,5М (из расчета 400 мл раствора на 1 г осадка) и выдерживают полученную смесь в течение 3 дней при периодическом интенсивном встряхивании. Далее добавляют 4 г BaCl2, фильтруют раствор через бумажный фильтр, диализуют фильтрат для удаления хлорида натрия, очищенный раствор ПЭ замораживают и лиофильно сушат. Высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над Р2О5.To isolate the desired polymerization product, a 3.5M NaCl solution is poured onto the resulting precipitate (based on 400 ml of solution per 1 g of precipitate) and the resulting mixture is kept for 3 days with periodic vigorous shaking. Then 4 g of BaCl 2 are added, the solution is filtered through a paper filter, the filtrate is dialyzed to remove sodium chloride, the purified PE solution is frozen and freeze-dried. Dried PE is stored in a desiccator over P 2 O 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-ДМС подтверждена элементным анализом.The purity of the isolated water-soluble polymer based on DMAEMA-DMS is confirmed by elemental analysis.

Содержание азота - 0,42% мол., содержание хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе выделения полученного полимера происходит количественное замещение ионов додецилсульфата на ионы хлора.The nitrogen content is 0.42 mol%, the chlorine content is 0.39 mol%. The isolated polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of isolating the obtained polymer, the dodecyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions.

Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 1,01·106.The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 1.01 · 10 6 .

Пример 2. Способ получения водорастворимого полимера на основе N,N-диметил-N-этил-N-метакрилоилоксиэтиламмоний бромида (ДМАЭМА-БЭ)Example 2. A method of obtaining a water-soluble polymer based on N, N-dimethyl-N-ethyl-N-methacryloyloxyethylammonium bromide (DMAEMA-BE)

Способ выполняется аналогично примеру 1 с использованием 0,7 г (0,003 моль) ДМАЭМА-БЭ и 0,7 г (0,0024 моль) додецилсульфата Выделенный количественно и высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над P2O5.The method is carried out analogously to example 1 using 0.7 g (0.003 mol) of DMAEMA-BE and 0.7 g (0.0024 mol) of dodecyl sulfate. Quantitatively isolated and dried PE is stored in a desiccator over P 2 O 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-БЭ подтверждена элементным анализом.The purity of the selected water-soluble polymer based on DMAEMA-BE is confirmed by elemental analysis.

Содержание азота - 0,42% мол., содержание хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе выделения полимеров происходит количественное замещение ионов додецилсульфата на ионы хлора. Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 1,43·106.The nitrogen content is 0.42 mol%, the chlorine content is 0.39 mol%. The selected polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of isolating the polymers, dodecyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions. The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 1.43 · 10 6 .

Пример 3. Способ получения водорастворимого полимера на основе [N-бензил-N,N-диметил-N-(метакрилоилоксиэтил)]аммоний хлорида (ДМАЭМА-БХ)Example 3. A method of obtaining a water-soluble polymer based on [N-benzyl-N, N-dimethyl-N- (methacryloyloxyethyl)] ammonium chloride (DMAEMA-BH)

Способ выполняется аналогично примеру 1 с использованием 14,2 г (0,05 моль) ДМАЭМА-БХ и 2,9 г (0,01 моль) додецилсульфата натрия Выделенный количественно и высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над Р2О5.The method is carried out analogously to example 1 using 14.2 g (0.05 mol) of DMAEMA-BH and 2.9 g (0.01 mol) of sodium dodecyl sulfate. Quantitatively isolated and dried PE are stored in a desiccator over P 2 O 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-БХ подтверждена элементным анализом.The purity of the isolated water-soluble polymer based on DMAEMA-BH is confirmed by elemental analysis.

Содержание азота - 0,42% мол., содержание - хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе выделения полимеров происходит количественное замещение ионов додецилсульфата на ионы хлора. Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 1,37·106.The nitrogen content is 0.42 mol%, the content of chlorine is 0.39 mol%. The selected polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of isolating the polymers, dodecyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions. The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 1.37 · 10 6 .

Пример 4. Способ получения водорастворимого полимера на основе N,N,N,N-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата (ДМАЭМА-ДМС)Example 4. A method of obtaining a water-soluble polymer based on N, N, N, N-trimethylmethacryloyloxyethylammonium methyl sulfate (DMAEMA-DMS)

Способ выполняется аналогично примеру 1 с использованием 7,1 г (0,025 моль) ДМАЭМА-ДМС и 0,7 г (0,0024 моль) додецилсульфата натрия. В результате образуются ассоциаты ПЭ-ПАВ в виде геля (представляющего собой высококонцентрированный полимерный раствор). В таком виде гель может храниться длительное время.The method is carried out analogously to example 1 using 7.1 g (0.025 mol) of DMAEMA-DMS and 0.7 g (0.0024 mol) of sodium dodecyl sulfate. As a result, PE-surfactant associates are formed in the form of a gel (which is a highly concentrated polymer solution). In this form, the gel can be stored for a long time.

Для выделения целевого продукта полимеризации к полученному гелю приливают раствор NaCl 3,5 М (из расчета 100 мл раствора на 1 г геля) и перемешивают полученный раствор на магнитной мешалке в течение 3 дней, фильтруют раствор через бумажный фильтр, диализуют фильтрат для удаления хлорида натрия, очищенный раствор ПЭ замораживают и лиофильно сушат. Высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над P2O5.To isolate the desired polymerization product, 3.5 M NaCl solution is poured onto the gel obtained (based on 100 ml of solution per 1 g of gel) and the resulting solution is stirred on a magnetic stirrer for 3 days, the solution is filtered through a paper filter, the filtrate is dialyzed to remove sodium chloride , the purified PE solution is frozen and freeze-dried. Dried PE is stored in a desiccator over P 2 O 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-ДМС подтверждена элементным анализом. Содержание азота -0,42% мол., содержание - хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе выделения полученного полимера происходит количественное замещение ионов додецилсульфата и метилсульфата на ионы хлора. Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 1,36·106.The purity of the isolated water-soluble polymer based on DMAEMA-DMS is confirmed by elemental analysis. The nitrogen content is 0.42 mol%, the chlorine content is 0.39 mol%. The selected polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of isolating the obtained polymer, the dodecyl sulfate and methyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions. The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 1.36 · 10 6 .

Пример 5. Способ получения водорастворимого полимера на основе N,N-диметил-N-этил-N-метакрилоилоксиэтиламмоний бромида (ДМАЭМА-БЭ)Example 5. A method of obtaining a water-soluble polymer based on N, N-dimethyl-N-ethyl-N-methacryloyloxyethylammonium bromide (DMAEMA-BE)

Способ выполняется аналогично примеру 1 с использованием 10,7 г (0,04 моль) ДМАЭМА-БЭ и 1,4 г (0,0049 моль) додецилсульфата натрия. В результате образуются ассоциаты ПЭ-ПАВ в виде геля (представляющего собой высококонцентрированный полимерный раствор). В таком виде гель может храниться длительное время.The method is carried out analogously to example 1 using 10.7 g (0.04 mol) of DMAEMA-BE and 1.4 g (0.0049 mol) of sodium dodecyl sulfate. As a result, PE-surfactant associates are formed in the form of a gel (which is a highly concentrated polymer solution). In this form, the gel can be stored for a long time.

Выделение целевого продукта полимеризации выполняется аналогично примеру 4. Выделенный количественно и высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над Р2О5.The selection of the target polymerization product is carried out analogously to example 4. Selected quantitatively and dried PE is stored in a desiccator over P 2 About 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-БЭ подтверждена элементным анализом. Содержание азота - 0,42 % мол., содержание - хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе ввыделения полимеров происходит количественное замещение ионов брома и додецилсульфата на ионы хлора. Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 3,29·106.The purity of the selected water-soluble polymer based on DMAEMA-BE is confirmed by elemental analysis. The nitrogen content is 0.42 mol%, the content of chlorine is 0.39 mol%. The isolated polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of polymer isolation, the bromine and dodecyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions. The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 3.29 · 10 6 .

Пример 6. Способ получения водорастворимого полимера на основе [N-бензил-N,N-диметил-N-(метакрилоилоксиэтил)] аммоний хлорида (ДМАЭМА-БХ)Example 6. A method of obtaining a water-soluble polymer based on [N-benzyl-N, N-dimethyl-N- (methacryloyloxyethyl)] ammonium chloride (DMAEMA-BH)

Способ выполняется аналогично примеру 1 с использованием 17,7 г (0,06 моль) ДМАЭМА-БХ и 1,4 г (0,005 моль) додецилсульфата натрия. В результате образуются ассоциаты ПЭ-ПАВ в виде геля (представляющего собой высококонцентрированный полимерный раствор). В таком виде гель может храниться длительное время.The method is carried out analogously to example 1 using 17.7 g (0.06 mol) of DMAEMA-BH and 1.4 g (0.005 mol) of sodium dodecyl sulfate. As a result, PE-surfactant associates are formed in the form of a gel (which is a highly concentrated polymer solution). In this form, the gel can be stored for a long time.

Выделение целевого продукта полимеризации выполняется аналогично примеру 4. Выделенный количественно и высушенный ПЭ хранят в эксикаторе над Р2О5.The selection of the target polymerization product is carried out analogously to example 4. Selected quantitatively and dried PE is stored in a desiccator over P 2 About 5 .

Чистота выделенного водорастворимого полимера на основе ДМАЭМА-ДМС подтверждена элементным анализом. Содержание азота -0,42% мол., содержание - хлора - 0,39% мол. Выделенные полимеры не содержат серы, что означает, что они не содержат ПАВ, причем в процессе выделения полимеров происходит количественное замещение ионов додецилсульфата на ионы хлора. Среднемассовая молекулярная масса полученного полимера составляет 1,51·106.The purity of the isolated water-soluble polymer based on DMAEMA-DMS is confirmed by elemental analysis. The nitrogen content is 0.42 mol%, the chlorine content is 0.39 mol%. The selected polymers do not contain sulfur, which means that they do not contain surfactants, and in the process of isolating the polymers, dodecyl sulfate ions are quantitatively replaced by chlorine ions. The mass-average molecular weight of the obtained polymer is 1.51 · 10 6 .

Таким образом, предложенный технологичный способ получения позволяет получать водорастворимые катионные высокомолекулярные полиэлектролиты на основе четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата, обладающие пониженной полидисперсностью.Thus, the proposed technological method of obtaining allows to obtain water-soluble cationic high molecular weight polyelectrolytes based on quaternary salts of dimethylaminoethyl methacrylate, which have a reduced polydispersity.

Claims (1)

Способ получения водорастворимых полимеров на основе четвертичных солей диметиламиноэтилметакрилата общей формулы
Figure 00000002

где R1=-СН3, -СН2-СН3 или -СН26Н5; X-=Cl-, Br-, -OSO3CH3,
при этом среднемассовая молекулярная масса синтезированных полиэлектролитов выше чем 106, при этом мономер полимеризуют в водном растворе при 20°C, выделяют продукт полимеризации, очищают его диализом и лиофильно сушат, отличающийся тем, что в раствор дополнительно вводят додецилсульфат натрия при мольном отношении мономер:додецилсульфат натрия, равном 1-10:1, в качестве инициатора используют радикальный инициатор трет-бутилпероксипропанол-2, а полимеризуют мономер в среде аргона.
The method of obtaining water-soluble polymers based on quaternary salts of dimethylaminoethyl methacrylate of the General formula
Figure 00000002

where R 1 = —CH 3 , —CH 2 —CH 3 or —CH 2 —C 6 H 5 ; X - = Cl - , Br - , - OSO 3 CH 3 ,
the mass-average molecular weight of the synthesized polyelectrolytes is higher than 10 6 , while the monomer is polymerized in an aqueous solution at 20 ° C, the polymerization product is isolated, purified by dialysis and freeze-dried, characterized in that sodium dodecyl sulfate is additionally introduced into the solution at a molar ratio of monomer: sodium dodecyl sulfate equal to 1-10: 1, the initiator is the radical initiator tert-butyl peroxypropanol-2, and the monomer is polymerized in argon.
RU2014141865/04A 2014-10-16 2014-10-16 Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base RU2560177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141865/04A RU2560177C1 (en) 2014-10-16 2014-10-16 Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014141865/04A RU2560177C1 (en) 2014-10-16 2014-10-16 Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560177C1 true RU2560177C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014141865/04A RU2560177C1 (en) 2014-10-16 2014-10-16 Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560177C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734916C2 (en) * 2016-01-25 2020-10-26 Басф Се Method of producing a cationic polymer with at least bimodal molecular weight distribution
RU2735320C2 (en) * 2016-01-25 2020-10-30 Басф Се Cationic polymer with at least bimodal molecular weight distribution

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164612A (en) * 1976-11-04 1979-08-14 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Process for producing water-soluble cationic polymers
SU1399306A1 (en) * 1986-08-04 1988-05-30 Предприятие П/Я А-1997 Method of producing gelatine flocculant
SU1748420A1 (en) * 1990-01-22 1996-05-20 Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср Polymethacryloyloxyethyl trimethyl ammonium methylsulfates flocculant for conditioning sewage sediments, and process for preparation thereof
SU1750183A1 (en) * 1990-01-22 1996-05-20 Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср Poly- n,n-dimethylaminoethyl methacrylate sulfate as flocculant for dehydration of sewage sediments in swine breeding farms
RU2106370C1 (en) * 1993-07-01 1998-03-10 Институт высокомолекулярных соединений РАН Composition having flocculate action which comprises poly-n,n,n,n-trimethylmetacryloyloxyethyl ammonium methyl sulfate and method for production of composition
RU2164921C2 (en) * 1997-05-06 2001-04-10 Институт высокомолекулярных соединений РАН Method of preparing polymers based on n,n,n,n- trimethylmethacroyloxy ethylammonium salts
CN101602828A (en) * 2009-03-26 2009-12-16 刘卫峰 The synthetic method of novel quaternary ammonium copolymer flocculant
CN103130662A (en) * 2011-11-24 2013-06-05 中国科学院理化技术研究所 Cationic water cosolvent with V-type configuration, polymer thereof, synthetic method and application thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164612A (en) * 1976-11-04 1979-08-14 Nitto Chemical Industry Co., Ltd. Process for producing water-soluble cationic polymers
SU1399306A1 (en) * 1986-08-04 1988-05-30 Предприятие П/Я А-1997 Method of producing gelatine flocculant
SU1748420A1 (en) * 1990-01-22 1996-05-20 Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср Polymethacryloyloxyethyl trimethyl ammonium methylsulfates flocculant for conditioning sewage sediments, and process for preparation thereof
SU1750183A1 (en) * 1990-01-22 1996-05-20 Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср Poly- n,n-dimethylaminoethyl methacrylate sulfate as flocculant for dehydration of sewage sediments in swine breeding farms
RU2106370C1 (en) * 1993-07-01 1998-03-10 Институт высокомолекулярных соединений РАН Composition having flocculate action which comprises poly-n,n,n,n-trimethylmetacryloyloxyethyl ammonium methyl sulfate and method for production of composition
RU2164921C2 (en) * 1997-05-06 2001-04-10 Институт высокомолекулярных соединений РАН Method of preparing polymers based on n,n,n,n- trimethylmethacroyloxy ethylammonium salts
CN101602828A (en) * 2009-03-26 2009-12-16 刘卫峰 The synthetic method of novel quaternary ammonium copolymer flocculant
CN103130662A (en) * 2011-11-24 2013-06-05 中国科学院理化技术研究所 Cationic water cosolvent with V-type configuration, polymer thereof, synthetic method and application thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734916C2 (en) * 2016-01-25 2020-10-26 Басф Се Method of producing a cationic polymer with at least bimodal molecular weight distribution
RU2735320C2 (en) * 2016-01-25 2020-10-30 Басф Се Cationic polymer with at least bimodal molecular weight distribution
RU2734916C9 (en) * 2016-01-25 2021-04-26 Басф Се Method of producing a cationic polymer with at least bimodal molecular weight distribution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2751022C (en) Novel multifunctional azo initiators for free radical polymerizations: uses thereof
CN114787126A (en) Novel sulfobetaine monomer, preparation method and application thereof
AU2010210449B2 (en) Novel multifunctional azo initiators for free radical polymerizations: methods of preparation
JPS625170B2 (en)
KR20050084682A (en) Modified polymeric flocculants with improved performance characteristics
US20180244609A1 (en) Method for producing the 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid monomer and polymer comprising said monomer
CN102585094A (en) Preparation method of deoiling flocculant
RU2560177C1 (en) Method of obtaining water-soluble polymers on quaternary salts of dimethylaminoethylmethacrylate base
EP2738189A1 (en) Amphiphilic macromolecule and use thereof
JP2007533772A (en) Powdered water-soluble cationic polymer composition, production method thereof and use thereof
JPH02229504A (en) Water purification method using polymer flocculant
KR20020012521A (en) Novel water-soluble (co)polymers containing quaternary amino groups, their manufacture and their use
JP5961934B2 (en) Sludge dewatering method
FI58929C (en) REFERENCE TO A FRAME PROCESSING POLYACRYLAMID HARD
JP2009062478A (en) Continuous production method of organic-inorganic composite hydrogel
JPS59110660A (en) Manufacture of concentrated aqueous solution of tertiary aminoalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid or quaternary of tertiary aminoalkylamide
JPS62172007A (en) Production of low-molecular-weight polymer of monoallylamine hydrochloride
JPH07224104A (en) Preparation of water-based low-viscosity water-soluble polymer dispersion, and flocculant, retentive, thickener, dehydrating agent and soil conditioner comprising same
CN111363073A (en) Amphiphilic polymer with anti-swelling and flocculation effects and preparation method and application thereof
EA021074B1 (en) Process for the preparation of sevelamer hydrochloride and sevelamer carbonate/bicarbonate
JP2002045900A (en) Method for dewatering sludge
JP4109145B2 (en) Polymer flocculant and method for producing the same
US5789472A (en) Quaternary mannich polymer microemulsion (QMM) with rapid standard viscosity (SV) development
US3479283A (en) Sewage treatment
RU2164921C2 (en) Method of preparing polymers based on n,n,n,n- trimethylmethacroyloxy ethylammonium salts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161017