براءة اختراع لأنتاج بولي الكترولايت أنيونية العضوية
(54) طريقة الحصول على بولي الكترولايت أنيونية العضوية
(57) الملخص:
طريقة الحصول على بولي الكترولايت أنيونية العضوية, بما في ذلك تشكيل سلسلة عكسية مستقرة من الأكريلاميدات و المستحلبات ألاحادية وفي وجود أملاح غيرعضوية ومنظمات البلمرة, البلمرة اللاحقة والتي تنطوي على أكسيد البيروكسيد والتحلل من التشكيلات العضوية في وجود محلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم. وعلاوة على ذلك فأن ألاملاح الغير عضوية تستخدم أملاح المعادن من المجموعة 1 بكمية 10-13 % من كتلة الوزن المائي.
وتستخدم الهيئة التنظيمية للكتلة الجزيئية الأحماض الامينيه أحاديه النوى والتي تحتوي علي المجموعة الكبريتية من ميثيل الكبريت ،بنسبة 0.25-0.1 % من كتله المونومير. وفي مرحلة التشتت يتم استخدام
زيت هيدروكربوني منخقض التصلب, جودة المستحلب – وهو خليط من استرات الأحماض الدهنية مع ثلاثي إيثانول امين، و يتم تسوية تركيبة ودرجة حرارة مستحلب الزيت المائي العكسي عن طريق الاستحلاب المضطرب, وفي الوقت نفسه تبريد المستحلب و ادخال بشكل طفيف مستحلب من مونومر للذوبان في الماء, ويتم الحفاظ علي الأملاح غير العضوية والتنظيم البلمريه في مستحلب الزيت عند درجه حرارة من 5 إلى 60 درجه مئوية في وجود أكسيد البيروكسيد,
مع الاخذ بالاعتبار في ما يتعلق بالمونومرات وضمان تحولها بالكامل, وكذالك بولي الكترولايت أنيونية العضوية – حيث ارتفاع الوزن الجزيئي للبوليمرات والتي تحتوي على وحدات أركيلاميد من 50 إلى 80٪ تقريبا و و أكريلات الصوديوم من 20 إلى 50٪, من حيث الوزن للبوليمرات, وخاصية اللزوجة للبوليميرات المشتركة 20 – 10, أن لديها قابليه عاليه للذوبان في الماء, حيث أن البوليمرات المذكورة تظهر النشاط الأيوني، على النحو الذي يحدده قياس الرقم الهيدروجيني للعنصر рН 7-9,, وتظهر في شكل مستحلب في الهيدروكربونات, الذي يحتفظ بالحرارة ومقاومة الصقيع والاستقرار في نطاق درجات الحرارة من +175 إلى -35 درجة مئوية والتنقل في درجات حرارة تصل إلى -35 درجة مئوية.
ويتعلق الاختراع بطرق إنتاج مركبات بولي الكترولايت ذات وزن جزيئي عالي وعلى أساس عدد من الأكريلاميد والتي تحتوي على جزيئات قادرة على التأين في محلول يستخدم في تنقية المياه الطبيعية ومياة الصرف الصحي من أجل التعويم، كما تعتبر إضافات للحفر في الظروف المناخية الصعبة, عند إنشاء بنية التربة الاصطناعية. صفحة 2 طلب براءة الاختراع, الجدول 2.
ويتعلق الاختراع بطرق إنتاج مركبات بولي الكترولايت ذات وزن جزيئي عالي وعلى أساس عدد من الأكريلاميد والتي تحتوي على جزيئات قادرة على التأين في محلول يستخدم في تنقية المياه الطبيعية ومياة الصرف الصحي من أجل التعويم، كما تعتبر إضافات للحفر في الظروف المناخية الصعبة, عند إنشاء بنية التربة الاصطناعية.
ومن المعروف طريقة لإعداد بولي الكترولايت للذوبان في الماء عن طريق البلمرة الجذرية من حمض الاكريليك في وجود مشتق اليوريا في محلول تحت تأثير بيروكسيد الهيدروجين في درجة حرارة من 60 إلى 70. تليها معالجة البوليمرات الناتجة عن القلويات (1).
والعيب من هذا الأسلوب هو استخدام الكواشف باهظة الثمن نسبيا والحاجة إلى إجراء عملية التسخين الخارجي، نظرا إلىالعائدات المنخفضة نسبيا. الطريقة المعروفة للحصول على البولي اكريلاميد
البوليمر أحادي الصوديوم في وجود التدفق المسبق في المحلول المائي لهلام أو حبيبات بولي أكريلاميد (2).
ومن عيوب الطريقة المعروفة المحتوى المنخفض نسبيا في مونومرات البلمرة، وهو في الواقع متعدد الاكريلاميد في هلام البوليمر المتلقية ، ونتيجة لذلك ، رداءه نوعيه المنتج والنطاق المحدود للأستخدام. الطريقة المعروفة للحصول على بولياكريلاميد في المستحلبات العكسية مع وجود الأملاح المعدنية غير عضويه في المجموعتين الثانية والثالثة (3).
والعيب في ذلك هو تشكيل التخثر، مما يوحي بان هناك مجموعه غير مكتملة من المستحلبات الاحاديه في البوليمر ، واستقرار المستحلبات البوليمريه من المنتج النهائي ، والتحويل الغير مكتمل للمونومير. الهدف من الاختراع هو توفير عملية لإعداد البوليمرات العضوية عن طريق بلمرة الأكريلاميد ومشتقاته في شكل مستحلبات عكسية شديدة التفريق مع تعزيز الاستقرار، وتحقيق تحويل كامل للمونومر.
النتيجة التقنية للاختراع هي طريقة لإعداد بولي الكترولايت أنيونية العضوية عن طريق بلمرة مونومر قابل للذوبان في الماء في مستحلب زيت الماء الخلفي المشتت للغاية. يتم تحقيق النتيجة الفنية المحددة من خلال تأثير الحقائق التالية:
اعداد الشحنة الاصليه من المونومير بما في ذلك مونومير المحلول المائي, والملح غير العضوي للمجموعة الاولي من المعدن القلوي من الجدول الدوري للعناصر والمنظم الإضافي. الأحماض الامينيه أحادية النوى والتي تحتوي علي مجموعة من الكبريتيدات الممزوجة بالميثيل ، مع االذوبان الكامل ، عند الاختلاط ، والتبريد إلى درجه حرارة من 2-3 ° ، مع حل الشحنة ، وإزالة الأكسجين الموجود في المواد مع تطهير الغاز الخامل,
إن تشكيل مستحلب مونومر أحادي والمستخرج من الماء والزيت في وجود أملاح غير عضوية ومستحلبات, وزجها في أجهزة سريعة الدوران مثل الخلاط ويفضل وجود فجوة بين الجدران والجزء السفلي من الجهاز ونصله لا يزيد عن 2-3 ملم لتوفير حركة السوائل مع معيار رينولدز الطرد المركزي لا تقل عن 2,3 103 وذلك بأستخدام الزيوت الهيدروكربونية منخفضة التصلب.
وتتم عملية البلمرة من المونومر في مستحلب زيت المياة التي شكلتها المذيبات في ظل الظروف الديناميكا الحرارية, والتي يتم توفير درجة حرارة النظام الرجعي بعرض جزئي لجزء من الشحنة الاصلية، بمشاركة بيروكسيد ، مثل الأمونيوم الكبريتي أو البوتاسيوم في المحاليل، حتى التحويل الكامل للمونومر. مستحلبات التحلل المائي من البوليمر الجزيئي الفائق مع إطلاق البولي الكترولايت العضوي القابل للذوبان ، وهو البوليمر الذي يحتوي علي وحدات أكريلاميد وصوديوم و أكريليت ، والذي يظهر القدرة علي التاين في التحلل.
طريقة الحصول على بولياكريلاميد في المستحلبات المائية الزيتية العكسية والتي تحتوي علي وحدات من اكريلاميد وصوديوم و أكريليت مع الذوبان المائي العالي ، والقدرة علي العناية بالتاين في التحلل.
يشمل المراحل:
(a) تهية المونومرعند الاختلاط ، مع االذوبان الكامل والتبريد إلى درجه حرارة من 2-3 ° ، مع حل الشحنة ، وإزالة الأكسجين الموجود في المواد مع تطهير الغاز الخامل.
يحتوي على:
1- المونومر من سلسلة الأكريلاميد في المحلول المائي.
2- الملح غير العضوي للمجموعة الاولي من المعدن القلوي من الجدول الدوري للعناصر و
3- الأحماض الامينيه أحادية النوى والتي تحتوي علي مجموعة من:
(b) تشكيل مستحلب عكسي من الزيت و الماء وإعداد خليط التفاعل عن طريق التشتت المضطرب، والتكسير الجزئي للمونومر، مع التبريد والحفاظ على مستحلب أحادي في درجة حرارة لا تزيد عن 10 درجات مئوية وتطهيرالغاز الخامل,
يحتوي على:
(1) زيت هيدروكربوني منخفض التصلب,
(2) المستحلب – وهو خليط من استرات الأحماض الدهنية مع ثلاثي إيثانول امين
(3) أعداد الشحنة ألاصلية من المونومير:
(c) بلمرة خليط التفاعل مع التحريك عند درجة حرارة من 5 إلى 60 درجة مئوية, ودعم التغذية الجزئية المدعمة للمونومير, بمشاركة:
(1) بيروكسيد الهيدروجين.
(d) مستحلب البوليمرات والتي تم الحصول عليها في درجة حرارة 45 -50 درجة مئوية والتحلل المائي، وتطهير الغاز الخامل الموجود في :
(1) المحلول المائي لأكسيد الهيدروجين.
يتم اختيار المونومر للأكريلاميد من سلسلة من الأميدات التي تحتوي على الأكريلاميد، ميثاكريلاميد، ألكيل أكريلاميد، دي ألكيل أكريلاميد. بما أن المستحلب يستخدم خليط من أسترات الأحماض الدهنية من حمض أولييك، حمض اللينوليك، والينولينيك و حمض الستياريك و حمض الكربوكسيلي و دهون الثاليوم مع ثلاثي إيثانول أمين و المستحلبات. لخلق مرحلة التشتت من مستحلب الزيت المائي العكسي، يتم استخدم المعالجة الانتقائية لتنقية الزيوت الهيدروكربونية في درجة حرارة من 40- — 70 — درجة مئوية، اللزوجة الحركية 2 -16 مم مربع/ في 50 درجه مئوية (تعتبر مرحله التشتت-هي بيئة التشتت).
ويوضح ألاختراع الحالي من الامثلة التالية ، والتي لا تحد بأي شكل من الاشكال ألاختراع ولكن يتم تقديمها فقط كأمثلة علي أفضل خيار لإنشاء العضوية المتعددة. مثال رقم 1 : يتم تحضير مستحلبات الزيت المائي العكسي. في الخلاط يتم وضع 230 غرام محلول مائي و 35٪ من الأكريلاميد، 18 غرام من كلوريد الصوديوم، يتم وضع 0.2 غرام من حمض أمينو- ميثيل ثيو بيوتريك ، ويتم خلطها جيدا حتى الذوبان، وبعد ذالك يتم تبريد محلول المونومر إلى درجة حرارة 6-8 درجة مئوية، وألتخلص من الأكسجين عن طريق تطهير النيتروجين خلال 30 دقيقة.
في الخلاط يتم وضع 200 مل من الزيت المعدني في درجة حرارة -55 درجه مئوية ، كثافة 0.865 ز / سم 3، و 6 غرام من أسترات الأحماض الدهنية من حمض اللينوليك، والينولينيك و حمض الستياريك و حمض الكربوكسيلي و دهون الثاليوم مع ثلاثي إيثانول أمين و 1/3 من المونومر. يتم استحلاب الخليط عند درجة حرارة 4-10 درجة مئوية في نظام دوران من 3000 الى 5000 دورة في الدقيقة، مع توفير البيئة المناسبة. في مستحلب الزيت المائي العكسي عند خلط 0,2 غرام من كبريتات الأمونيوم المذابة في 2 مل في المياة المقطرة. بعد فترة الاستقراء، تبدأ درجة الحرارة في المفاعل في الارتفاع. ويجري التوليف بدرجة حرارة لا تتجاوز 45-60 درجه مئوية ، مع الحفاظ علي درجه الحرارة محدودة ة لما تبقي من المحلول المبرد الخاص بشحنة المونومير. في نهاية التوليف ،
فان البولي أكريلاميد المستحلب المتعدد الطبقات يحتفظ بدرجة حرارة 50-60 درجه مئوية في غضون ساعة ، ثم يضاف 30 غرام من المياة 48 ٪ من هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين في درجة حرارة 40-50 درجه مئوية مع مستحلب النيتروجين إلى حين توقف توزيع الأمونيا بالكامل. بعد الحصول على مادة البولي الكترولايت ألانيونية، والجزيئات، القابلة للذوبان في المياة، فان مستحلب الزيت المائي العكسي خالي من تخثر البوليمرات العضوية والتي تحتوي على 50-80٪ من وحدات الأكريلاميد و 50-20٪ من أكريلات الصوديوم. تحويل المونومر هو 100٪.
واللزوجة المميزة للبوليمير في كحول إيزوبوبانول والأسيتون في محلول كلوريد الصوديوم 2N هو 20-10 دل / ز. المستحلب الزيتي المائي العكسي يكون مادة سائلة منخفضة اللزوجة يكون من اللون الابيض الى اللون البيجي, بكثافة متوسطة 0.95-1.05 جم / سم 3، مع رائحة محدودة و ضعيفة, المستحلبات لا تتغير حتى لو تم خزنها لفترات طويلة تصل لسنة واكثر. ألامثلة 2-5. يتم تحضير المستحلبات حسب المجموعة رقم (1), بأستخدام الأملاح غير العضوية للمعادن القلوية للمجموعة الأولى من الجدول الدوري للعناصر — كلوريد البوتاسيوم، كبريتات الصوديوم، كبريتات البوتاسيوم، خلات الصوديوم، في كمية من 10-13٪ من الطور المائي.
يتم أستخدام كبريتات البوتاسيوم و كبريتات الأمونيوم كمبادرين. اللزوجة الجوهرية للبوليمرات التي تم الحصول عليها من 10 إلى 20 دل / غ. درجة الحموضة الهيدروجينية هي 7-9.5. ألأمثلة في الجدول رقم (1). يتميز الأستقرار النسبي لمستحلب زيت الماء بكمية التخثر الناتجة عنة. ألامثلة رقم 6-7. تحضير البوليمرات بالمثال رقم (1). واستنادا إلى أن الميثاكريلاميد أو ألكيل أكريلاميد، أو المونومرات, بـالأضافة الى عدد من الأكريلاميدات، وذلك باستخدام ميثيونين الأعلاف وفقا للمعايير الدولية 23423-89 أو الصيدلانية (السجل رقم 71/273/40 من 11.01.99، والتي وافقت عليها لجنة الدولة الدوائية)، بكمية 0,1 و 0.2٪ من المونومر، اللزوجة الذاتية للبوليمر هي 19-11 و 18-10 وحدة. المثال 8-11. يتم تحضير البوليمر كما في المثال 1 باستخدام إسترات الأحماض الدهنية والأحماض الراتنجية في تركيبة المستحلب.
ألامثلة في الجدول رقم 2. المنتجات التي تم الحصول عليها لديها لزوجة جوهرية كافية وغيرها من الخصائص الإيجابية. تحول المونومر في جميع الأمثلة 100٪. الاختراعات التي تم الحصول عليها علي أساس سلسلة من بولي الكترولايت أنيونية العضوية والأكريلاميد, والبوليمرات عالية الوزن الجزيئي من الأكريلاميد وأكريلات الصوديوم في مستحلب الزيت المائي العكسي والقادر على التأين والحفاظ على التنقل في درجات حرارة تصل إلى -35 درجة مئوية، ومقاومة الحرارة والصقيع والاستقرار في درجات حرارة تتراوح من +175 إلى -35 درجة مئوية. تم تحديد أستقرار المستحلبات وفقا لطريقة الاختبار و وفقا للمواصفات TU 6-14-1035-91: «p.4. 3. تحديد استقرار مستحلب. »
ولم تكن هناك اثار للماء في تعريف استقرار المستحلب. وتسمح الخواص التشغيلية لبولي الكترولايت أنيونية العضوية في شكل مستحلب الزيت المائي العكسي و المشتت جدا ، والذوبان الجيد في الماء ، والقدرة علي التاين ، باستخدام البوليمر في معالجة مياة الصرف الصحي، والتعويم ، و كتكملة للحفر. المنتجات يتم تعبئتها في عبوة من البوليمر بحجم 25 ديسيمتر مكعب وأكثر.
مصادر المعلومات:
1. شهادات حقوق الطبع والنشر لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية 1641831، البند.C 08 F 220/10، 220/56، 2/16، 1989.2. براءة اختراع الاتحاد الروسي 1678010، البند. C 08 F 120/56، 1989.3. براءة اختراع الاتحاد الروسي رقم 2043997،البند. C 08 F 120/56، 2/32، 1992.
صيغه الاختراع:
1. طريقة الحصول على بولي الكترولايت أنيونية العضوية, بما في ذلك تشكيل سلسلة عكسية مستقرة من الأكريلاميدات و المستحلبات ألاحادية وفي وجود أملاح غيرعضوية ومنظمات البلمرة, البلمرة اللاحقة والتي تنطوي على أكسيد البيروكسيد والتحلل من التشكيلات العضوية في وجود محلول مائي من هيدروكسيد الصوديوم. وعلاوة على ذلك فأن ألاملاح الغير عضوية تستخدم أملاح المعادن من المجموعة 1 بكمية 10-13 % من كتلة الوزن المائي. وتستخدم الهيئة التنظيمية للكتلة الجزيئية الأحماض الامينيه أحاديه النوى والتي تحتوي علي المجموعة الكبريتية من ميثيل الكبريت ،بنسبة 0.25-0.1 % من كتله المونومير. وفي مرحلة التشتت يتم استخدام زيت هيدروكربوني منخقض التصلب, جودة المستحلب – وهو خليط من استرات الأحماض الدهنية مع ثلاثي إيثانول امين، و يتم تسوية تركيبة ودرجة حرارة مستحلب الزيت المائي العكسي عن طريق الاستحلاب المضطرب, وفي الوقت نفسه تبريد المستحلب و ادخال بشكل طفيف مستحلب من مونومر للذوبان في الماء, ويتم الحفاظ علي الأملاح غير العضوية والتنظيم البلمريه في مستحلب الزيت عند درجه حرارة من 5 إلى 60 درجه مئوية في وجود أكسيد البيروكسيد, مع الاخذ بالاعتبار في ما يتعلق بالمونومرات وضمان تحولها بالكامل.
2. الطريقة المتبعة 1 ، يتم أختيار المونومر للأكريلاميد من مجموعة تتكون من الأكريلاميد، ميثاكريلاميد، ألكيل أكريلاميد، دي ألكيل أكريلاميد.
3. الطريقة المتبعة 1 ، والتي تتميز بحقيقة أن الأحماض الامينيه الاحاديه تستخدم حمض أميني الميثيل ثيو بيوتريك او ميثيونين العلف أو الصيدلة.
4. الطريقة المتبعة 1, والتي تتميز بأن المستحلب يستخدم خليط من أسترات الأحماض الدهنية من حمض أولييك، حمض اللينوليك، والينولينيك و حمض الستياريك و حمض الكربوكسيلي و دهون الثاليوم مع ثلاثي إيثانول أمين و المستحلبات.
5. الطريقة المتبعة 1, والتي تتميز بأنة عندما يتم تشكيل حشوة وشحنة مستحلب زيت الماء العكسي يتم تبريدها لدرجة حرارة 2-3 درجة مئوية مع أرتفاع درجة التعكر في الشحنة.
6. الطريقة المتبعة 1، وتتميز أن الاستحلاب المضطرب يتم تنفيذه بواسطة جهاز تحريك عالي السرعة، مثل الخلاط، ويفضل توفير حركة السوائل مع معيار رينولدز الطرد المركزي لا تقل عن 2,3 105، ويفضل وجود فجوة بين الجدران والجزء السفلي من الجهاز ونصله لا يزيد عن 2-3 ملم.
7. بولي الكترولايت أنيونية العضوية – حيث ارتفاع الوزن الجزيئي للبوليمرات والتي تحتوي على وحدات أركيلاميد من 50 إلى 80٪ تقريبا و و أكريلات الصوديوم من 20 إلى 50٪, من حيث الوزن للبوليمرات, وخاصية اللزوجة للبوليميرات المشتركة 20 – 10, أن لديها قابليه عاليه للذوبان في الماء, حيث أن البوليمرات المذكورة تظهر النشاط الأيوني، على النحو الذي يحدده قياس الرقم الهيدروجيني للعنصر рН 7-9,, وتظهر في شكل مستحلب في الهيدروكربونات, الذي يحتفظ بالحرارة ومقاومة الصقيع والاستقرار في نطاق درجات الحرارة من +175 إلى -35 درجة مئوية والتنقل في درجات حرارة تصل إلى -35 درجة مئوية.
جدول رقم (1)
تأثير أستخدام الأملاح المختلفة على كمية التخثر
| اسم الملح | كلوريد الصوديوم | كلوريد البوتاسيوم | خلات الصوديوم | كبريتات الصوديوم | كبريتات البوتاسيوم |
| كمية التخثر بالنسبة % | 0 | 0 | 0.01 | 0.03 | 0.06 |
جدول رقم (2)
تأثير تكوين المستحلب على خصائص المنتج
| مثال | أسم الأثيرات و تكوين المستحلب بالنسبة % | اللزوجة المميزة | |||
| الأحماض الدهنية | أحماض الراتنج | زيت تالو حسب الشروط التقنية 13-0281078-119-89 | مستحلب حسب الشروط التقنية 6-14-1035-91 | ||
|
8 9 10 11 |
20-50 10-20 0 0 |
0 0 100 0 |
0 0 0 100 |
2-3 -2.5-1.5 -3.5-2.5 2.5-4 |
كمية التخثر بالنسبة % |
سجل العمل 4A — تعديلات على نشر المعلومات عن الأختراعات
في المقالات «الأختراعات (التطبيقات وبراءات الأختراع)» و «الاختراعات. نماذج مفيدة »
الصفحة: 263
تمت الطباعة: العنوان للمراسلات : ص.ب. 400096، مدينة فولغوغراد، أ/ يا 4، ب.ي. ماشكينو.
وينبغي أن تقرأ: العنوان للمراسلات : ص.ب. 404117,
منطقة فولغوغراد ، مدينة فولجسكي،
, 100a -شارع اليكساندروفا, بيت رقم
المؤسسة العلمية الإنتاجية «KF»
رقم وسنة النشر: 36-2002
رمز القسم: FG4A
إشعار حقوق الطبع والنشر: 2005.01.07
براءة الأختراع : 03/2005