SU914567A1 - Process for producing solutions of water-soluble polymers - Google Patents

Description

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения гидрофильных водорастворимых полимеров в виде растворов, используемых в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышлен- 5 ности. В большинстве случаев использование по целевому назначению (покрытия, волокна, пленки, аппретирующие пропитки и т. п.) таких полиме-, ров осуществляется из их растворов ¹⁰ в воде или гидрофильных растворителях. ’ ⁴ The invention relates to chemical technology, in particular to methods for producing hydrophilic water-soluble polymers in the form of solutions used in the food, pharmaceutical, chemical and other industries. In most cases, the use for the intended purpose (coatings, fibers, films, sizing impregnations, etc.) of such polymers is carried out from their solutions ¹⁰ in water or hydrophilic solvents. ' ⁴

Известны способы получения растворов полимеров путем прямого или дроб-ного растворения их в соответствую- ¹⁵ щем растворителе или системе растворителей [1]. 'Known methods for the preparation of polymer solutions or by direct dissolution of the crushed-leg ¹⁵ of a corresponding solvent or solvent system [1]. '

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигав- „ мому эффекту является способ получения растворов гидрофильных полимеров путем полимеризации мономеров в водной среде в присутствии инициато2The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of obtaining solutions of hydrophilic polymers by polymerization of monomers in an aqueous medium in the presence of initiate2

ра с последующей обработкой реакционной смеси осадителем, диспергированием, сушкой и растворением полимера в воде 12].pa followed by treating the reaction mixture with a precipitator, dispersing, drying and dissolving the polymer in water 12].

Все эти операции необходимы для очистки полимеров от непрореагировавших мономеров и сопутствующих химических добавок (эмульгаторов, иници- ₍ аторов, регуляторов полимеризации, осадителей и др.). При этом наиболее материалоепкой является стадия выделения гидрофильных полимеров из реакционной среды, требующая применения больших количеств осадителя. Например, дпя выделения 1 кг гидрофильного сополимера акриламида, этилакрилата с винилпирролидоном требуется 60-80 л ацетона или спирта. Недостатком существующего способа приготовления растворов гидрофильных полимеров, особенно высококонцентрированных является также медленное растворение,проходящее в ряде случаев через стадию набухания, образо·All these operations are necessary for the purification of polymers from unreacted monomers and related chemical additives (emulsifiers, initiators ₍ polymers, polymerization regulators, precipitants, etc.). At the same time, the main material is the separation of hydrophilic polymers from the reaction medium, requiring the use of large amounts of precipitant. For example, the distribution of 1 kg of a hydrophilic copolymer of acrylamide, ethyl acrylate with vinyl pyrrolidone requires 60-80 liters of acetone or alcohol. The disadvantage of the existing method of preparing a solution s hydrophilic polymers, especially highly concentrated is also slow dissolution extending in some cases through the swelling step, the image ·

914567914567

вание большого количества воздушных включений (пузырей). Это усложняет технологию дальнейшей переработки таких растворов, требует введения дополнительных операций.a large number of air inclusions (bubbles). This complicates the technology of further processing of such solutions, requires the introduction of additional operations.

Цель изобретения - упрощение технологии получения растворов полимеров.The purpose of the invention is the simplification of the technology for producing polymer solutions.

Для достижения поставленной цели согласно способу получения растворов водорастворимых полимеров путем поли- и сополимеризации мономеров в водной среде в присутствии инициатора с последующей очисткой полимера от побочных продуктов, очистку осуществляют последовательно обработкой реакционной смеси после полимеризации осадителем до начала образования дисперсной фазы, введением при перемешивании жидкого экстрагента, не смешивающегося с водой и не растворяющего полимер, и отделением экстрагента и осадителя.To achieve this goal, according to the method of obtaining solutions of water-soluble polymers by poly- and copolymerization of monomers in an aqueous medium in the presence of an initiator, followed by purification of the polymer from by-products, cleaning is carried out sequentially by treating the reaction mixture after polymerization with a precipitator before the formation of the dispersed phase, adding with stirring the liquid extractant not miscible with water and not dissolving the polymer, and separating the extractant and precipitant.

Указанную операцию повторяют до требуемой степени чистоты водного раствора целевого продукта, которая контролируется например, хроматографически .This operation is repeated to the desired degree of purity of the aqueous solution of the target product, which is controlled, for example, by chromatography.

Из водного раствора полимера удаляют осадитель, например дистилляцией, вакуумной перегонкой или другим известным способом, и полученный после этого раствор гидрофильного полимера либо используют по назначению, либо из него выделяют целевой гидрофильный полимер, например, с помощью распылительной сушки.A precipitating agent is removed from the aqueous polymer solution, for example, by distillation, vacuum distillation, or another known method, and the hydrophilic polymer solution obtained thereafter is either used for its intended purpose or the desired hydrophilic polymer is isolated from it, for example, by spray drying.

Пример 1 . В реакционный сосуд емкостью 25 л загружают 5,4 г дистиллированной воды, 0,6 кг акриламида и 0,008 кг 4,4*-азобисцианпента& новой кислоты.Example 1 5.4 g of distilled water, 0.6 kg of acrylamide and 0.008 kg of 4.4 * azobiscyanapent & new acid are loaded into a 25 l reaction vessel.

Смесь нагревают до 80°С при перемешивании и выдерживают при данной температуре в течение 3 ч. К образовавшемуся раствору полимера после охлаждения до комнатной температуры .прибавляю^ в течение 30 мин при перемешивании 4 кг ацетона и затем дополнительно постепенно вводят еще 1-,The mixture is heated to 80 ° C with stirring and maintained at this temperature for 3 hours. After cooling to room temperature, add 4 kg of acetone to the resulting polymer solution for 30 minutes while stirring, and then additionally gradually add another 1-,

1,5 кг ацетона до появления не исчезающего при перемешивании помутнения раствора. В образовавшуюся смесь вводят 2 кг°хлороформа, Далее смесь интенсивно перемешивают в течение 15 мин Перемешивание прекращают и выдерживают смесь до расслоения (в течение 30-60 мин). Слой хлороформа отделяют от водного раствора, после чего опе101.5 kg of acetone until a turbid solution appears that does not disappear with stirring. 2 kg ° chloroform is introduced into the resulting mixture. The mixture is then vigorously stirred for 15 minutes. The stirring is stopped and the mixture is kept until separation (within 30-60 minutes). The chloroform layer is separated from the aqueous solution, after which 10

1515

2020

2525

30thirty

<10<10

4545

5050

5555

рацию введения экстрагента (хлороформа) повторяют дважды, контролируя наличие примесей в водном растворе методом тонкослойной хроматографии. Готовый раствор полиакриламида нагревают до 90-100°С и выдерживает при этой температуре в течение 2 ч для удаления ацетона и следов хлороформа.The introduction of the extractant (chloroform) is repeated twice, controlling the presence of impurities in the aqueous solution by thin layer chromatography. The prepared polyacrylamide solution is heated to 90-100 ° C and kept at this temperature for 2 hours to remove acetone and traces of chloroform.

После этого полученный раствор может быть использован в качестве аппретирующего состава для целлюлозных материалов или в качестве основы лекарственных форм.After that, the resulting solution can be used as a coupling composition for cellulosic materials or as the basis of dosage forms.

Пример 2. В реакционный сосуд емкостью 25 л загружают 5 кг воды, 0,36 кг акриламида, 0,12 кг винилпирролидона, 0,12 кг этилакрилата и 0,0015 кг 4,4' -азоцианпентановой кислоты. Смесь нагревают до 80°С-при перемешивании и выдерживают при этой температуре в течение 4 ч. К образовавшемуся раствору сополимера после охлаждения до комнатной температуры прибавляют в течение 30 мин 4,5 кг этанола, а затем дополнительно вводят этанол порциями по 0,2 кг до появления неисчезающего помутнения раствора (ориентировочно до 2 л). В образовавшуюся смесь вводят 2 кг хлороформа и перемешивают в течение 15 минут. Далее.поступают аналогично описанному в примере 1.Example 2. In a 25-liter reaction vessel, 5 kg of water, 0.36 kg of acrylamide, 0.12 kg of vinylpyrrolidone, 0.12 kg of ethyl acrylate and 0.0015 kg of 4,4 '-azocyanopentanoic acid are loaded. The mixture is heated to 80 ° C with stirring and maintained at this temperature for 4 hours. After cooling to room temperature, 4.5 kg of ethanol are added to the resulting copolymer solution after cooling to room temperature, and then additional ethanol is added in portions of 0.2 kg. until the appearance of a non-fading turbid solution (up to approximately 2 liters). 2 kg of chloroform are introduced into the resulting mixture and mixed for 15 minutes. Next. Come the same way as described in example 1.

Полученный раствор сополимера используют в качестве основы готовых лекарственных форм.The resulting solution of the copolymer is used as the basis of the finished dosage forms.

Пример 3. В реакционный аппарат емкостью 25 л загружают компоненты, как описано в примере 2. Смесь нагревают при перемешивании 80°С в течение 4 ч. К образовавшемуся раствору сополимера после охлаждения прибавляют 4 кг ацетона, после чего порциями по 0,2 кг вводят дополнительно ацетон до образования не исчезающего при перемешивании помутнения (ориентировочно до 1,6 кг). В образовавшуюся смесь вводят 2 кг четыреххлористого углерода и перемешивают в течение 15 мин. Далее поступают аналогично описанному в примере 1.Example 3. The components are loaded into a 25-liter reaction apparatus as described in example 2. The mixture is heated with stirring at 80 ° C for 4 hours. After cooling, 4 kg of acetone is added to the resulting copolymer solution, after which 0.2 kg are added in portions of 0.2 kg. in addition, acetone before formation of a cloud that does not disappear with stirring (approximately up to 1.6 kg). 2 kg of carbon tetrachloride are introduced into the resulting mixture and mixed for 15 minutes. Next come the same way as described in example 1.

Готовый раствор может быть использован либо для получения лекарственных форм, либо из него может быть получен сухой сополимер,·например, с помощью распылительной сушки в сушилках известной, конструкции.The finished solution can be used either to obtain a dosage form, or a dry copolymer can be obtained from it, for example, by spray drying in dryers of known design.

Пример 4. В аппарат емкостью 50 л загружают 17,5 г дистиллирован5 914567 6Example 4. In the apparatus with a capacity of 50 l load 17.5 g distilled5 914567 6

ной воды, 5,0 г винилпирролидона, исключаются стадии сушки полимера иwater, 5.0 g of vinylpyrrolidone, eliminates the stage of polymer drying and

2,5 кг метилакрилата и 0,033 кг 4,4 азобиспентановой кислоты. Смесь нагрегревают до 80°С при перемешивании и выдерживают при этой температуре в 5 течение 6 ч. К образовавшемуся раствору сополимера после охлаждения до 30°С прибавляют в течение 30-40 мин 3 кг этанола до появления не исчезающего помутнения смеси. В образовавшуюся смесь вводят 4 кг хлороформа и перемешивают в течение 15 мин. Ранее' постулат аналогично описанному в примере 1. .2.5 kg of methyl acrylate and 0.033 kg of 4.4 azobispentanoic acid. The mixture is heated to 80 ° C with stirring and maintained at this temperature for 5 hours and 6 hours. After cooling to 30 ° C, 3 kg of ethanol is added to the resulting copolymer solution over 30–40 minutes until the mixture becomes cloudy. 4 kg of chloroform are introduced into the resulting mixture and stirred for 15 minutes. Previously, the postulate is similar to that described in example 1..

Пример 5.В реакционный ап- ¹⁵ парат емкостью 50 л загружают 20 кг дистиллированной воды, 3 кг кротоновой кислоты, 7 кг винилпирролидона и 0,05 кг 4,4' -азоцианпентановой кислоты. Смесь при перемешивании на- 20 гревают при 80-85°С в течение 8 ч. К образовавшемуся раствору после охлаждения до комнатной температуры прибавляют 6 кг ацетона, после чего порциями по 0,3 кг вводят дополни- 25 тельно ацетон до образования не исчезающего помутнения (около 2,5 кг). В образовавшуюся смесь вводят 4 кг четыреххлористого углерода и перемешивают 15“20 мин. Далее пЪступают ана- зо логично описанному в примере 1.Example 5.B reaction Paratov an- ¹⁵ capacity of 50 l was charged with 20 kg of distilled water, 3 kg of crotonic acid, 7 kg of vinylpyrrolidone and 0.05 kg of 4,4 '-azotsianpentanovoy acid. The mixture is heated at 80-85 ° C for 8 hours while stirring. After cooling to room temperature, 6 kg of acetone are added to the resulting solution, after which additional acetone is added in portions of 0.3 kg until a persistent cloudiness is formed. (about 2.5 kg). 4 kg of carbon tetrachloride are introduced into the resulting mixture and mixed 15 “20 min. Next, the protrusions are described in the same way as described in Example 1.

Предлагаемый способ позволяет существенно упростить технологию получения растворов полимеров, так какThe proposed method allows to significantly simplify the technology for producing polymer solutions, since

его растворения в воде, а также значительно сокращается расход осадителя.its dissolution in water, as well as significantly reduced the consumption of precipitator.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения растворов водорастворимых полимеров путем поли- или сополимеризации мономеров в водной среде в присутствии инициатора с последующей очисткой полимера от побочных продуктов реакции,· отличающий с я тем, что, с целью упрощения технологии получения раствбрбв полимеров,·очистку полимера от побочных продуктов осуществляют последовательной обработкой реакционной смеси после стадии полимеризации осадителем до начала образования дисперсной фазы, введением при перемешивании жидкого экстрагента, не смешиБающегося с водой и не растворяющего полимера, и отделением экстрагента и осадителя.The method of obtaining solutions of water-soluble polymers by poly-or copolymerization of monomers in an aqueous medium in the presence of an initiator, followed by purification of the polymer from reaction by-products, · distinguished by the fact that, in order to simplify the technology for obtaining polymer solutions, the polymer is cleaned from by-products sequential by treating the reaction mixture after the stage of polymerization with a precipitant until the start of the formation of the dispersed phase, by introducing with stirring a liquid extractant that does not mix with water and non-solvent polymer, and the separation of the extractant and precipitant.