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Technisches Fachgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein neues Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion auf
Acrylamidbasis. Insbesondere betrifft sie ein neues Verfahren zur
Herstellung einer wässrigen
Dispersion eines wasserlöslichen
Polymers auf Acrylamidbasis, das breite Verwendung als Flockungsmittel oder
Entwässerungsmittel
zur Abwasserbehandlung, Zusätze
oder Mittel zur Verwendung in der Papierherstellung, Dispersionsstabilisatoren
für Suspensionen, Bodenkonditionierungsmittel
usw. findet.
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Stand der Technik
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Eine Polymerdispersion auf Acrylamidbasis wurde
bis jetzt durch Dispergieren eines wasserlöslichen Polyacrylamids in einer
wässrigen
anorganischen Salzlösung
(z. B. JP-A-2-99574)
oder durch Polymerisation, meist in wässriger Lösung, eines Acrylamidmonomers
hergestellt. Im Verfahren, das eine Polymerisation in wässriger
Lösung
umfasst, führt
eine Erhöhung
der Monomerkonzentration zur Bildung einer gelartigen Substanz durch
Wasserabsorption durch das Polymer, was die Handhabung des Polymers
zum Beispiel im Schritt der Auflösung sehr
schwierig macht. Daher wird das Polymer verdünnt und in Form einer Lösung mit
geringer Konzentration, die fluid ist, vertrieben oder in pulverisierter Form,
die durch Trocknen erhalten wird, verwendet. Jedoch bezieht die
Handhabung davon bei geringen Konzentrationen unwirtschaftlich erhöhte Transportkosten
ein, während
der Erhalt der pulverisierten Form durch Trocknen eine enorme Menge
an Wärmeenergie
zum Trocknen erfordert und zusätzlich
ein solches Problem, wie thermisch dreidimensionale Vernetzung durch
Erwärmen,
bewirken kann, was zum Unlöslichmachen
des Polymers führt.
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Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Polymers auf Acrylamidbasis bekannt, das eine Emulsionspolymerisation
des Wasser-in-Öl-Typs oder
Suspensionspolymerisation in einem hydrophoben Lösungsmittel umfasst (z. B.
JP-A-5-194613). Jedoch erfordert das erhaltene ein organisches Lösungsmittel
enthaltende Produkt eine Vorrichtung und Maßnahme in Bezug auf die Verwendung
eines entflammbaren Lösungsmittels.
Außerdem
beziehen genauso vom Herstellungsstandpunkt die Entflammbarkeit
und starke Gerüche
von organischen Lösungsmitteln
unter anderem hohe Kosten in der Ausstattung, wie die Polymerisationsvorrichtung,
ein, um so mit möglichen
Problemen in der Arbeitsumgebung umzugehen.
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Das an organischem Lösungsmittel
freie Herstellungsverfahren, das eine Ausfällungspolymerisation in einer
wässrigen
Salzlösung
umfasst, ist Aufmerksamkeit wert und bringt geringe Kosten der Ausstattung
mit sich. Jedoch weist ein solcher Polymerisationsmodus den Nachteil
auf, dass die erhaltenen Polymerteilchen zum Aggregieren zu großen Klumpen
neigen, die sehr schwierig zu handhaben sind.
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Ein anderes Verfahren der Ausfällungspolymerisation
ist weiter bekannt, das die Durchführung der Polymerisation in
einer wässrigen
Salzlösung umfasst,
die eine kleine Menge eines mehrwertigen Alkohols, wie Glycerin,
oder eines Polyelektrolyten, wie Natriumpolyacrylat, zugegeben als
Schutzkolloid (z. B. JP-B-4-39481 und JP-B-6-72170), enthält. Dieses
Verfahren kann tatsächlich
die gegenseitige Haftung der ausgefällten Polymerteilchen in einem
gewissen Ausmaß verhindern,
aber die Konzentration des wasserlöslichen Monomers oder der Monomere als
Ausgangssubstanz muss vermindert werden. Es ist weiter erforderlich,
den Grad der Anionisierung oder Kationisierung in Bezug auf die
Löslichkeit
in der wässrigen
Salzlösung
niedrig zu halten.
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US-4,282,340 (Anchor) beschreibt
ein Verfahren der Herstellung von Polymeren auf Acrylamidbasis.
Das angesprochene zentrale Problem ist das der Herstellung von Polymeren
mit hohem Molekulargewicht. Die Erörterung des Stands der Technik (Spalte
1) erklärt,
dass die Verfahren des Stands der Technik dadurch fehlschlugen,
dass die Initiatoraktivität
zu hoch war. US-4,282,340 schlägt
die Kontrolle der Initiatoraktivität unter Verwendung eines Katalysatorsystems
mit einem Redoxpaar (Spalte 2, Zeilen 6–11) vor. Ein Teil des Redoxpaares
(typischerweise ein Aktivator für
Peroxyverbindungen, wie Natriummetabisulfit) wird mit Wasser und
dem Acrylamidmonomer und Spurenmengen eines Metallionen-Katalysators
(z. B. Eisen(II)-sulfat) gemischt. Der andere Teil des Redoxpaares
(typischerweise eine Peroxyverbindung, wie Ammoniumpersulfat) wird
in einem vorhergehenden Schritt mit einem organischen Polymer gemischt,
das in der Lage ist, eine kolloidale Dispersion in einem wässrigen
Medium zu bilden. Die zwei getrennten Bestandteile des Redoxpaares
werden dann kombiniert. Es wird erklärt (Spalte 2, Zeilen 18– 28), dass
das langsame Löslichmachen
des organischen Polymers die verzögerte Freisetzung kleiner Mengen
des Polymerisationskatalysators sicherstellt. Der Aktivator für Peroxyverbindungen
ist mit 0,05–0,3%
in Bezug auf das Gewicht des Monomers (Spalten 3, Zeilen 41–43 und
58–68;
Spalte 4, Zeilen 4–9)
vorhanden. Ein Puffersystem kann gegebenenfalls verwendet werden,
wobei die Menge des Puffersalzes 0,1–2% in Bezug auf das Gewicht
des Reaktionsgemisches beträgt
(Spalte 5, Zeilen 7–11).
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Zusammenfassung der Erfindung
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In Bezug auf die vorstehend aufgeführte gegenwärtige Situation
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer hoch konzentrierten wässrigen
Dispersion eines Polymers auf Acrylamidbasis bereitzustellen, die
billig ist, gute Fluidität
aufweist und leicht zu handhaben ist.
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Als Ergebnis umfassender Untersuchungen beim
Versuch, die vorstehenden Probleme zu lösen, gelangten die in der vorliegenden
Anmeldung genannten Erfinder zur Erfindung durch die Feststellung,
dass eine hoch konzentrierte wässrige
Dispersion eines Polymers auf Acrylamidbasis, die billig ist, gute
Fluidität
aufweist und leicht zu handhaben ist, hergestellt werden kann, wenn
eine wasserlösliche Monomerzusammensetzung,
die ein Acrylamidmonomer enthält,
in einer wässrigen
Lösung
eines anorganischen Salzes in Gegenwart eines Polymers polymerisiert
wird, das ein Vinylpyrrolidon als wesentlichen Bestandteil umfasst.
So betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Polymerdispersion auf Acrylamidbasis, welches umfasst: Polymerisieren
einer ein Acrylamidmonomer enthaltenden wasserlöslichen Monomerzusammensetzung in
einer wässrigen
Lösung
eines anorganischen Salzes in Gegenwart eines Homopolymers aus Vinylpyrrolidon
und/oder eines Copolymers aus Vinylpyrrolidon und einem oder mehreren
anderen Monomeren, während
das Ausfällen
der feinen Polymerteilchen ermöglicht
wird.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Im Folgenden wird die vorliegende
Erfindung im Einzelnen beschrieben.
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Als wasserlösliche Monomerzusammensetzung,
die ein Acrylamidmonomer enthält,
das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können unter
anderem Acrylamid, Methacrylamid (nachstehend werden diese zwei
Verbindungen zusammenfassend kurz als (Meth)acrylamid bezeichnet),
ein Gemisch von (Meth)acrylamid und einem damit copolymerisierbaren
anionischen Monomer und ein Gemisch von (Meth)acrylamid und einem
damit copolymerisierbaren kationischen Monomer aufgeführt werden.
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Das anionische Monomer schließt unter
anderem Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze und Ammoniumsalze
von (Meth)acrylsäure,
2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Maleinsäure und
Styrolsulfonsäure
und Gemische davon ein. Unter diesen sind Alkalimetallsalze von
(Meth)acrylsäure
und Erdalkalimetallsalze von (Meth)acrylsäure bevorzugt.
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Als Alkalimetallsalze von (Meth)acrylsäure und
Erdalkalimetallsalze von (Meth)acrylsäure können zum Beispiel Lithium(meth)acrylat,
Natrium(meth)acrylat, Kalium(meth)acrylat, Magnesium(meth)acrylat,
Calcium(meth)acrylat aufgeführt werden.
Unter diesen ist Natriumacrylat leicht erhältlich und wirtschaftlich,
daher am stärksten
bevorzugt.
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Das vorstehend erwähnte kationische
Monomer schließt
unter anderem (Meth)acrylamidoethyltrimethylammoniumchlorid und
(Meth)acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid ein.
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Wenn ein Gemisch von (Meth)acrylamid
und einem anionischen Monomer oder einem kationischen Monomer als
wasserlösliche
Monomerzusammensetzung verwendet wird, die ein Acrylamidmonomer
enthält,
beträgt
der Gehalt des anionischen Monomers oder kationischen Monomers vorzugsweise nicht
mehr als 40 mol-%, bezogen auf die gesamte Menge der wasserlöslichen
Monomerzusammensetzung, die ein Acrylamidmonomer enthält. Ein
40 mol-% übersteigender
Gehalt ist unvorteilhaft, da das gebildete Polymer in der wässrigen
Lösung
des anorganischen Salzes gelöst
wird.
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Die wasserlösliche Monomerzusammensetzung,
die ein Acrylamidmonomer enthält,
beträgt
vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtsumme aus anorganischem
Salz, Homopolymer von Vinylpyrrolidon und/oder Copolymer von Vinylpyrrolidon
und des (der) anderen Monomer(s/e), und der wasserlöslichen
Monomerzusammensetzung, die ein Acrylamidmonomer enthält, die
im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu verwenden
sind. Ein Anteil unter 1 Gew.-% ist wirtschaftlich nachteilig und
bei einem 70 Gew.-% übersteigenden
Anteil erhöht
sich die Viskosität
im System, was die Handhabung schwierig macht.
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Das in der vorliegenden Erfindung
zu verwendende Salz schließt
Ammoniumsalze einer anorganischen Säure, wie Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat,
Ammoniumhydrogensulfat, Diammoniumhydrogenphosphat; Alkalimetallsalze
und Erdalkalimetallsalze einer anorganischen Säure, wie Kaliumsulfat, Natriumsulfat,
Magnesiumsulfat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumchlorid,
Calciumchlorid, Dikaliumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat
und Aluminiumsulfat und Aluminiumchlorid ein.
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Diese können allein oder in Form eines
passenden Gemisches verwendet werden. Ammoniumsalze einer anorganischen
Säure und
Natriumsalze einer anorganischen Säure sind unter anderem bevorzugt
und Ammoniumsulfat und Natriumsulfat sind stärker bevorzugt. Andere Salze
als diese, wenn die wässrigen
Lösungen
davon das Produktpolymer nicht lösen,
liegen ebenfalls im Bereich der vorliegenden Erfindung.
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Die Konzentration der wässrigen
anorganischen Salzlösung
ist nicht besonders beschränkt, aber
vorzugsweise wird ein Zustand der Sättigung auch während der
Polymerisationsreaktion immer beibehalten, so dass sich das erhaltene
Polymer leicht abscheiden kann.
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Das Homopolymer von Vinylpyrrolidon und/oder
Copolymer von Vinylpyrrolidon und des (der) anderen Monomer(e),
das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht besonders
beschränkt,
sondern schließt
unter anderem Polyvinylpyrrolidon; Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere; Vinylpyrrolidon/Vinylalkohol-Copolymere;
Vinylpyrrolidon/Styrol-Copolymere; Vinylpyrrolidon/langkettige α-Olefin-Copolymere,
wie Vinylpyrrolidon/Hexadecen-Copolymere und Vinylpyrrolidon/Eicosen-Copolymere;
Vinylpyrrolidon/Stearyl(meth)acrylat-Copolymere; Vinylpyrrolidon/Dimethylaminoethyl(meth)acrylat-Copolymere
und Quaternisierungsprodukte davon; Vinylpyrrolidon/(Meth)acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid-Copolymere;
ternäre Copolymere
von Vinylpyrrolidon/Vinylcaprolactam/Dimethylaminoethyl(meth)acrylat
und Quaternisierungsprodukte davon ein. Unter diesen sind Polyvinylpyrrolidon
und Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere bevorzugt, da die Verwendung
davon zur Herstellung von Polymeren auf Acrylamidbasis führt, die ausgezeichnet
in der Dispergierbarkeit in Wasser sind.
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Das Molekulargewicht des Homopolymers von
Vinylpyrrolidon und/oder des Copolymers von Vinylpyrrolidon und
des (der) anderen Monomer(s/e), die in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber, abhängig vom
Typ, den Polymerisationsbedingungen und anderen Faktoren, im Allgemeinen
nicht mehr als 2000000, vorzugsweise nicht mehr als 500000, stärker bevorzugt
nicht mehr als 100000.
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Die Zugabemenge des Homopolymers
von Vinylpyrrolidon und/oder des Copolymers von Vinylpyrrolidon
und des (der) anderen Monomer(s/e), die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, kann, abhängig
vom Typ, dem Molekulargewicht und anderen Faktoren, variieren, liegt
aber vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 100 Gew.-Teilen, stärker bevorzugt
5 bis 20 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile der wasserlöslichen
Monomerzusammensetzung, die ein Acrylamidmonomer enthält. Eine
Menge unter 0,1 Gew.-%, bei der keine Stabilisierungswirkung der Dispersion
bewirkt wird und das Produkt als Klumpen vorkommt, ist vergleichbar
mit keiner Zugabe. Bei einer 100 Gew.-Teile übersteigenden Menge kann die Aggregationswirkung
der Polymere auf Acrylamidbasis nicht weiter erwartet werden.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur
Herstellung der Polymerdispersionen auf (Meth)acrylamidbasis wird
jetzt beschrieben. So wird ein mit einem Rührer, Thermometer, Stickstoffeinlaßrohr und
Rückflußkühler ausgestatteter
Reaktionsbehälter
mit der gewählten
wasserlöslichen
Monomerzusammensetzung, die ein Acrylamidmonomer enthält, und
der wässrigen
Salzlösung,
die das Homopolymer von Vinylpyrrolidon oder Copolymer von Vinylpyrrolidon
und des (der) anderen Monomer(s/e) darin gelöst enthält, beschickt und mit Stickstoffgas
von Sauerstoff befreit, ein Polymerisationsinitiator wird dann zugegeben
und die Polymerisation dabei unter Rühren gestartet. Nach Beginn
der Polymerisation beginnen feine Produktteilchen auszufallen und
im Zustand der vollständigen
Polymerisationsreaktion kann eine fluide Dispersion von ausgefallenen
feinen Polymerteilchen erhalten werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
von Polymerdispersionen auf Acrylamidbasis kann auch durch hintereinanderfolgende
Zugabe der gewählten
wasserlöslichen
Monomerzusammensetzung, die ein Acrylamidmonomer enthält, zur wässrigen
Salzlösung
mit dem Homopolymer von Vinylpyrrolidon und/oder Copolymer von Vinylpyrrolidon
und dem (den) anderen Monomer(en) darin gelöst durchgeführt werden.
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Die Polymerisationsreaktion startet
nach Erwärmen
auf 0°C
bis 100°C,
vorzugsweise 20°C
bis 60°C,
mit zum Beispiel einem Wärmebad.
Die Polymerisationsdauer beträgt
2 bis 10 Stunden, obwohl sie abhängig
von der Polymerisationstemperatur variiert werden kann.
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Der vorstehend genannte Polymerisationsinitiator
ist nicht besonders beschränkt,
sondern schließt
zum Beispiel unter anderem Peroxid-Polymerisationsinitiatoren, wie
Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Cumolhydroperoxid, tert-Butylhydroperoxid, Kaliumpersulfat;
Polymerisationsinitiatoren des Azotyps, wie α,α'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis-2,4-dimethylvaleronitril,
Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat;
und Redoxsystem-Polymerisationsinitiatoren,
wie Ammoniumeisen(II)-sulfat/Ammoniumpersulfat, Ethanolamin/Kaliumpersulfat,
Natriumbromat/Schwefeldioxid, ein.
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Die Additionsmenge des Polymerisationsinitiators
kann abhängig
von der An davon und der Reaktionstemperatur variieren, aber im
Allgemeinen wird er in einer Menge von 0,005 bis 5 Gew.-%, bezogen
auf die wasserlösliche
Monomerzusammensetzung verwendet, die das (die) Acrylamidmonomer(e)
enthält.
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Bei Durchführen der Polymerisation kann
ein Kettenübertragungsmittel,
wie Isopropylalkohol, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel, wie Dodecylbenzolsulfonat,
ein nicht ionisches grenzflächenaktives
Mittel, wie Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, falls erforderlich
zugegeben werden.
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Das so erhaltene Polymer auf Acrylamidbasis
weist im Allgemeinen ein Viskositätsmittel des Molekulargewichts
von 5000000 bis 10000000 auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann eine in hohem Maße
konzentrierte wässrige
Polymerdispersion auf Acrylamidbasis mit hoher Dispergierbarkeit
und Fluidität
erhalten werden. Von dem mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
erhaltenen Polymer auf Acrylamidbasis wird angenommen, dass es in
der Form eines makromolekularen Komplexes vorkommt, der sich aus
einer Wechselwirkung zwischen Molekülen davon und Molekülen des
Polymers, die Vinylpyrrolidon als einen wesentlichen Bestandteil
davon umfassen, ergibt, obwohl die Mechanismen der Wechselwirkung
nicht sicher sind. Als Ergebnis einer solchen Wechselwirkung werden feine
Polymerteilchen, die in der wässrigen
Salzlösung
als Niederschlag oder ausgefällte
Teilchen vorkommen, in geringem Maße dreidimensional gemacht,
so dass es möglich
wird, sie am Aggregieren zu hindern und dabei die Dispersion zu
stabilisieren.
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Unter Verwendung dieser Wechselwirkung zwischen
Makromolekülen
ist es möglich,
in hohem Maße
anionische oder kationische Polymere auf Acrylamidbasis herzustellen,
so dass eine wässrige Dispersion
eines Polymers auf Acrylamidbasis mit einem weiten Bereich des Grads
der Anionisierung oder Kationisierung erhalten werden kann.
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Beste Ausführungsweise
der Erfindung
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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die
vorliegende Erfindung weiter im Einzelnen.
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Beispiel 1
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Ein mit einem Rührer, einem Stickstoffeinlaßrohr, einem
Thermometer und einem Rückflußkühler ausgestatteter
500 ml-Vierhalskolben wurde mit 80,0 g Acrylamid, 4,0 g Polyvinylpyrrolidon
(PVP) mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) von 10000
und 199,0 g reinem Wasser beschickt. Nach Auflösen wurde eine homogene Lösung erhalten.
Zu dieser Lösung
wurden 115,0 g Ammoniumsulfat und 2,0 g Natriumsulfat gegeben und
Sauerstoff aus dem Reaktionssystem unter Einblasen von Stickstoffgas unter
Halten der Temperatur auf 25°C
entfernt. Dann wurden 30 mg Kaliumpersulfat als Polymerisationsinitiator
zugegeben und die Reaktion 8 Stunden unter Rühren bei 25°C durchgeführt. Als Ergebnis wurde eine
Acrylamid-Polymerdispersion mit feinen Acrylamidpolymerteilchen
darin gleichförmig
dispergiert erhalten. Die Viskosität dieser Dispersion betrug
20000 cps bei 25°C.
Das hergestellte Acrylamidpolymer wurde durch Ausfällen in
Aceton gereinigt und das Viskositätsmittel des Molekulargewichts
davon bestimmt. Es betrug etwa 9000000.
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Beispiel 2
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Wie in Beispiel 1 wurden 52,3 g Acrylamid, 7,7
g Natriumacrylat und 4,0 g PVP (Mw = 10000) in 219,0 g reinem Wasser
gelöst.
Nach Zugabe von 115,0 g Ammoniumsulfat und 2,0 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff durch Einblasen von Stickstoffgas entfernt, 30 mg Kaliumpersulfat
zugegeben und die Polymerisation 8 Stunden unter Rühren bei
25°C durchgeführt. Als
Ergebnis wurde eine Acrylamidpolymerdispersion mit feinen Acrylamidpolymerteil
darin gleichförmig
dispergiert mit einem Grad der Anionisierung von 10 mol-% erhalten.
Die Viskosität
dieser Dispersion betrug 500 cps bei 25°C und das Viskositätsmittel
des Molekulargewichts des Acrylamid-Polymerprodukts betrug etwa
8000000.
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Beispiel 3
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Wie in Beispiel 1 wurden 52,3 g Acrylamid, 7,7
g Natriumacrylat und 6,0 g Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer
(70 mol-%/30 mol-%) in 217,0 g reinem Wasser gelöst. Nach Zugabe von 115,0 g
Ammoniumsulfat und 2,0 g Natriumsulfat wurde Sauerstoff durch Einblasen
von Stickstoffgas entfernt, 30 mg Kaliumpersulfat zugegeben und
die Polymerisation 8 Stunden unter Rühren bei 25°C durchgeführt, woraufhin eine Polymerdispersion
mit einem Grad der Anionisierung von 10 mol-% erhalten wurde. Die Viskosität dieser
Dispersion betrug 2200 cps bei 25°C
und das Viskositätsmittel
des Molekulargewichts des Polymerprodukts betrug etwa 7200000.
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Beispiel 4
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Wie in Beispiel 1 wurden 45,1 g Acrylamid, 14,9
g Natriumacrylat und 6,0 g PVP (Mw = 10000) in 255,2 g reinem Wasser
gelöst.
Nach Zugabe von 168,4 g Ammoniumsulfat und 10,4 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff durch Einblasen von Stickstoffgas entfernt, 30 mg Kaliumpersulfat
zugegeben und die Polymerisation 8 Stunden unter Rühren bei
25°C durchgeführt, woraufhin
eine Polymerdispersion mit einem Grad der Anionisierung von 20 mol-%
erhalten wurde. Die Viskosität
dieser Dispersion betrug 5200 cps bei 25°C und das Viskositätsmittel
des Molekulargewichts des Polymerprodukts betrug etwa 6500000.
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Beispiel 5
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Wie in Beispiel 1 wurden 45,1 g Acrylamid, 14,9
g Natriumacrylat und 8,0 g PVP (Mw = 20000) in 312,0 g reinem Wasser
gelöst.
Nach Zugabe von 207,3 g Ammoniumsulfat und 12,7 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff durch Einblasen von Stickstoffgas entfernt, 30 mg Kaliumpersulfat
zugegeben und die Polymerisation 8 Stunden unter Rühren bei
25°C durchgeführt, woraufhin
eine Polymerdispersion mit einem Grad der Anionisierung von 20 mol-%
erhalten wurde. Die Viskosität
dieser Dispersion betrug 8400 cps bei 25°C und das Viskositätsmittel
des Molekulargewichts des Polymerprodukts betrug etwa 7000000.
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Beispiel 6
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Wie in Beispiel 1 wurden 27,8 g Acrylamid, 12,2
g Natriumacrylat und 20,0 g PVP (Mw = 10000) in 200,6 g reinem Wasser
gelöst.
Nach Zugabe von 132,6 g Ammoniumsulfat und 6,8 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff durch Einblasen von Stickstoffgas entfernt, 30 mg Kaliumpersulfat
zugegeben und die Polymerisation 8 Stunden unter Rühren bei
25°C durchgeführt, woraufhin
eine Polymerdispersion mit einem Grad der Anionisierung von 25 mol-%
erhalten wurde. Die Viskositat fieser Dispersion betrug 75000 cps
bei 25°C
und das Viskositätsmittel
des Molekulargewichts des Polymerprodukts betrug etwa 6100000.
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Vergleichsbeispiel 1
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Das Polymerisationsverfahren von
Beispiel 2 wurde wiederholt, außer
dass die Verwendung von PVP unterlassen wurde. So wurden 52,3 g
Acrylamid und 7,7 g Natriumacrylat in 219,0 g reinem Wasser gelöst. Nach
Zugabe von 115,0 g Ammoniumsulfat und 2,0 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff unter Einblasen von Stickstoffgas entfernt und 30 mg
Kaliumpersulfat zugegeben, um dabei die Polymerisation unter Rühren zu
starten. Mit fortschreitender Polymerisation nahm die Viskosität des Reaktionssystems zu,
bis das Rühren
unmöglich
und das Reaktionssystem ein Klumpen wurde.
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Vergleichsbeispiel 2
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Das Polymerisationsverfahren von
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer
dass die Verwendung von PVP unterlassen wurde. So wurden 45,1 g
Acrylamid und 14,9 g Natriumacrylat in 255,2 g reinem Wasser gelöst. Nach
Zugabe von 168,4 g Ammoniumsulfat und 10,4 g Natriumsulfat wurde
Sauerstoff unter Einblasen von Stickstoffgas entfernt und 30 mg
Kaliumpersulfat zugegeben, um dabei die Polymerisation unter Rühren zu
starten. Mit fortschreitender Polymerisation nahm die Viskosität des Reaktionssystems zu,
bis das Rühren
unmöglich
und das Reaktionssystem ein Klumpen wurde.
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Vergleichsbeispiel 3
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Das Polymerisationsverfahren von
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer
dass Polyethylenglycol statt PVP verwendet wurde. So wurden 45,1
g Acrylamid, 14,9 g Natriumacrylat und 6,0 g Polyethylenglycol (Mw
= 400) in 255,2 g reinem Wasser gelöst. Nach Zugabe von 168,4 g
Ammoniumsulfat und 10,4 g Natriumsulfat wurde Sauerstoff unter Einblasen
von Stickstoffgas entfernt und 30 mg Kaliumpersulfat zugegeben,
um dabei die Polymerisation unter Rühren zu starten. Mit fortschreitender
Polymerisation nahm die Viskosität
des Reaktionssystems zu, bis das Rühren unmöglich und das Reaktionssystem
ein Klumpen wurde.
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Vergleichsbeispiel 4
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Das Polymerisationsverfahren von
Beispiel 6 wurde wiederholt, außer
dass Natriumacrylat in einer 40 mol-% übersteigenden Menge verwendet
wurde. So wurden 13,5 g Acrylamid, 26,5 g Natriumacrylat und 20,0
g PVP (Mw - 1000) in 200,6 g reinem Wasser gelöst. Nach Zugabe von 132,6 g
Ammoniumsulfat und 6,8 g Natriumsulfat wurde Sauerstoff unter Einblasen
von Stickstoffgas entfernt und 30 mg Kaliumpersulfat zugegeben,
um dabei die Polymerisation unter Rühren zu starten. Mit fortschreitender
Polymerisation nahm die Viskosität
des Reaktionssystems zu, bis das Rühren unmöglich und das Reaktionssystem
ein Klumpen wurde.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist ein
neues Verfahren zur Herstellung einer Polymerdispersion auf Acrylamidbasis
in einer wässrigen
anorganischen Salzlösung,
und die Dispergierbarkeit des erhaltenen Polymers in Wasser ist
ausgezeichnet, so dass eine hoch konzentrierte wässrige Dispersion mit guter
Fluidität
erhalten werden kann. Sie kann ihre Eigenschaften für einen
verlängerten
Zeitraum gut beibehalten. Zusätzlich
weist das Verfahren andere Merkmale wie folgt auf:
- 1. Bevorzugt vom Standpunkt des Umweltschutzes, da kein organisches
Lösungsmittel
verwendet wird;
- 2. Wirtschaftlich ausgezeichnet durch hohe Konzentration, die
erhältlich
ist, daher verringerte Transportkosten;
- 3. Dient sehr guter Verarbeitbarkeit, da das Produkt, das eine
Dispersion mit darin dispergierten feinen Teilchen ist, nach Verdünnen mit
Wasser leicht ein Quellen und Auflösen der darin enthaltenen Polymere
eingeht, wobei eine wässrige
Polymerlösung
auf Acrylamidbasis erhalten wird.