[其他]聚合物凝膠在水中快速溶解的方法

無效

• 申請號: 86108760
• 申請日: 1986-12-27
• 公開（公告）號: CN86108760A
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 埃德溫·特林頓·索特韋爾;艾倫·拉塞爾·米克爾森
• 申請（專利權）人: 滲析技術聚合物公司
• 主分類號: C08J3/04
• 分類號: C08J3/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金

本發明總的來說涉及聚合物在水中的溶解，更具體地說，是涉及水溶性聚合物凝膠在水中快速溶解的一種方法。

水溶性聚合物溶液用于增稠和絮凝方面的應用是眾所周知的，例如采礦和造紙水溶液的澄清，生活污水和工業廢水的處理。水溶性聚合物溶液還可用作鉆井泥漿的穩定劑，在二次回采石油中用作水驅。

這類水溶性聚合物通常以粉末或細碎的固體顆粒形式提供商品，但它們卻經常以水溶液的形式加以利用。這就必須使固體聚合物溶解于水。雖然各種不同的聚合物都或多或少地能溶于水，但由于聚合物溶解速率緩慢，以及固體聚合物不容易在水中分散，因而在制備聚合物水溶液時常常遇到困難。

另一些問題與聚合物凝膠在水中溶解有關。在一項已有技術中，聚合物凝膠被擠出，切粒，然后在水中緩慢攪拌若干小時。雖然這種方法確實減少了制備溶液所需的時間，（如果從凝膠切粒階段算起），但仍需緩慢攪拌相當長時間。因為聚合物不能迅速溶解，這就需要大的混合槽和較長的混合時間。因此，聚合物溶解所需總的時間與使用干聚合物時差不多。

本發明的一個目標是要克服上述一個或幾個問題。

按照本發明，采用一種方法，水溶性聚合物凝膠顆粒可被十分迅速（或瞬間）地溶解在水中，該方法包括形成聚合物凝膠顆粒在水中的懸浮液，以及與此同時或隨即對懸浮液瞬間施加極高的剪切力，致使凝膠顆粒被精細地粉碎，并溶解在水中這兩個階段。

水與凝膠的比例以及施加剪切力的條件可加以選擇，以避免聚合物發生分子降解。

減小凝膠顆粒尺寸是在一種適合于能減小懸浮在液體中的顆粒的尺寸的裝置中進行的。例如，一種合適的裝置包含一個高速旋轉葉輪和一個圍繞葉輪按圓柱形排列的基本是徑向取向的刀片組，相鄰兩個刀片之間限定了徑向排料通道。

從該裝置中放出的混合物，基本上是聚合物和水的溶液，但也許含有一些尚未溶解的微凝膠顆粒，這些顆粒在短時間內經過進一步攪拌或毋需攪拌就可完全溶解。

籍助本發明的方法，可十分迅速地獲得有用的聚合物水溶液，而不會發生顆粒的結塊。也不需要攪拌混合。

制得的溶液可轉移到貯罐中貯存起來，可直接加以利用，或用來與其它反應物一起參與化學反應。

本發明進一步的目標及優點，對本專業的技術人員來說，通過下面詳細敘述，結合附圖和后面所附的權利要求，將是十分明顯的。

圖1是適于實施本發明方法的一個裝置的示意圖，局部用剖面表示;

圖2是圖1中裝置的一部分的透視圖，為清楚起見，一些零件被略去;

圖3是圖1和圖2的裝置中沿圖2中的3-3直線所作的垂直剖面圖;

圖4是圖3的裝置中沿圖3中4-4直線所作的局部剖視圖;

圖5是圖4裝置的改進例;

水溶性聚合物凝膠

按照本發明可以被溶解的聚合物凝膠，在已有技術中是公知的，在不少出版物和專利中已作了詳細描述。它們包括有（但不限于這些）水溶性縮合聚合物凝膠和乙烯基加成聚合物凝膠，例如聚丙烯酰胺，丙烯酰胺與丙烯酸、馬來酸酐、丙烯腈、苯乙烯、烯丙基胺或二烯丙基胺、或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯（DMAEM）諸類的共聚衍生物。這些聚合物可以是非離子型、陰離子型或陽離子型。

聚合物的分子量可在寬廣的范圍內變動，例如約10，000～25，000，000之間，本發明中分子量不是一項要求嚴格的參數。本發明對于丙烯酰胺聚合物凝膠特別適用，其分子量通常超過一百萬。

本發明中所用的術語“聚合物”應理解為包括那些在水中能溶解達到顯著程度的聚合物。聚合物凝膠含有足夠量的水。

正如在《簡明化學辭典第10版中〔《Condensed????Chemical????Dictionary》，loth????ed.，Van????Nostrand????Reinhold，1981〕給出的定義，凝膠是一種分散相（這里是指聚合物）已和連續相（這里是指水）發生化合的溶液，從而形成的粘稠膠凍狀物。聚合物的分子量足夠高，使溶液呈固態。

正如在已有技術中所公知的，凝膠通常采用在水中的凝膠聚合反應來制備。

按照本發明可被溶解的水溶性聚合物凝膠有最高含水量，這隨聚合物的特性而異。例如，聚丙烯酰胺均聚物凝膠的最高含水量約為70～75%（重量）。丙烯酸鹽均聚物凝膠的最高含水量約為60%（重量）。下列乙烯基單體加成均聚物凝膠的最高含水量如表1所示。

表1

單體????最高含水量（%重量）

甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-????10

硫酸二甲酯（DMAEM????DMS）

甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-????20