Введение к работе
Актуальность проблеми Одним из водорастворимых полимеров, получившим п последнее десятилетие широкое распространение и привлекающим постоянное внимание исследователей, яьляется полн-акриламид (ПЛА). Важное значение приоСлетают полимеры акрилямида (АА) для решения задачи повышения эффективности использования невоэобновляемых -риродкых ресурсов п добиваючі'{ отраслях - как эффективный флокулянт для интенсификации процессов сгущения, осветления, фильтрования в уголмюй, горнодобывающей лромьшленнсс-тях, гидрометаллургии, расширения ассортимента флотореагентов, химикатов для буровых работ, повмиения степени извлечения нефти из недр.
Тради"Яонным способом получения ЛАА является редш'чльиая полимеризация АА в водных растворах или в гетерогенных систеї/ах. В результате полимеризации АЛ в концентрированных водных растворах получают вчеоковязкий резиноподобный ?.С-30 %~ыЯ зодный рветвор полимера, который перерабатывают в порошкообразный продукт с размером гранул 1,0-1,4 мм. По данному способу получат продукт, не содержащий примесей, однако для промышленной рег-лиздции отого процесса необходима разработки епшдоборудсвания для синтеза я по-рзрпботки полимера. Проведение гетерогенной п' лииериаашіи ЛА возможно эмульсионшл* и суспензионным способами. В результате эмульсионной полимеризации АА полимер образуется В зидэ латекса, содержащего до 40-70 % полимера, 20-40 % органической фазы и І0-15 % эмульгатора. Латекс прекрасно растворяется в воде, но возникают трудности при его транспортировке, хранении и эксплуатации при аизких температурах. В результате суспензионной полимеризации АА получадт порошкообразный продукт, выделяемый из суспензии простой фильтрацией. Важным преимуществом этого способа получения ПЛА
.3
о порошкообразном состсшии является возможность использования для его промышленной реализации детал; :io отработанных і.а примере суспензионной лолимеризш-іи водонерастворимых мономеров технологии и аппаратурного оформления. Однако для доведения суспензионной полимеризации АА до промышленного внедрения необходимо решить еще целый ряд научных вопросов.
Цельп настоящей работы являлось исследование механизма суспензионной полимеризации АА в присутствии эмульгатора с аысокой степенью окскзтилирования в адиабатических условиях для выявления путей управления процессом синтеза порошкообразных погтмеров АА заданного качества.
Научная- новизна Изучен механизм суспензионной полимеризации АА в присутствии сорбитанмоноетеарата с высокой степенью оксизти-лирования. На основании кинетических, виекозимэтркческих и кто -дуктометрических исследований реакционной системы в процессе полимеризации бы jo показано, что суспензионная полимеризация АА протекает с инверсией фаз, начинаясь в непрерывной водной фазе прямой омульсии "масло/оода4 и обращаясь с повышением температуры полимеризации в суспензию набухших в вода полимерных частиц а непрерывной органической фазе,, Роль эмульгатора в процессе полимеризации заключается в стабилизации возникающих в момент обращения системы полимерных частиц.
Установлено, что mm исходной эмульсии зависит от условий гидратации полярной части молекулы эмульгатора и водной фазе и не зависит от природы органического растворителя (гептан, толуол, циклогексан), ...
Предложены способы повышения стабильности.подимеризующейся системы, заключающиеся б применении смеси эмульгаторов, раз -личаюцихся растворимостью в водной фазе.
Впервые термометрическим методом изучены кинетические зако -номерности суспензионной полимеризации АА в адиабатических условиях в присутствии сорбитанмоноетеарата с высокой степенью окси-этшшрования. Получены сопоставимые результаты исследований ки -нетических закономерностей полимериоаіуш АА -г адиабатических условиях з гетерогенной (суспензии) и гомогенной (концечтриро -ванных водных par 'ворах) системах а присутствии эмульгатора. Выявлена зависимость кинетических закономерностей суспензионной полимеризации АА от различных параметров процесса.
Практическая значимость работы Реэульт-.ты проведенных ис -следований позволяют определить основные направления в разра -ботке процесса суспензионной полимеризации АА с целью получения порошкообразного продукта заданного качества : предпочтительное использование алифатических растворителей в качестве масляной фазы в присутствии эмульгатора с высокой степенью о.ченэтилирова-ния (высокой величиной гидрофильио-яішофмьногс баланса) для получения с высокими скоростями суспзнзиошой полимеризации высокомолекулярных полимеров в еиде пористых полимерных гранул, обладавших высокой скоростью растворения в воде в процессах при-ь.-нения .
В опытных условиях по разработанному способу суспензионной полимеризации АА лолучены полимеры с иироким ассортиментом свойств, прошедшие успешные испытания в процессах производств химической, угольной, горнообогатительной промышлашостей, гидрометаллургии.
Полученные результаты были использованы при проектировании опыт.ю-прошаленного производства ЇІАА мощностью 2,5 тыс. т/год.
Апробация работы Результаты работы докладывались на Bctico-юзной конференции "Радикальная полимеризация" (г.Горький, 1989г.)»
Всесоюзной конференции по водорастворимым полимерам (г.Иркутск, 1991 г.).
Публикации По матер"алам диссертационной работы опубликовано 2 статьи, 2 тезисов докладов. Получаю 3 авторских свидетельства СССР.
Структура и объем работы Диссертация состоит чз 4 глав И приложения.
