×
20.11.2014
216.013.0977

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОВОСПРИИМЧИВЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ГИДРОФОБНО МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИАКРИЛАМИДОВ И МАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ НА ИХ ОСНОВЕ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу получения магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов, а также к магнитной жидкости, содержащей такой полиакриламид, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для контролируемых под действием магнитного поля процессов доставки и размещения магнитных жидкостей при гидроразрыве пласта породы (ГРП), а также в качестве средства мониторинга их нахождения при прокачке по трубам, при нахождении в скважине или в трещине. Полиакриламиды получают гетерофазной сополимеризацией виниловых мономеров. Вначале к водному раствору додецилсульфата натрия, используемому в качестве стабилизатора, прибавляют при перемешивании н-додецилакриламид. Затем к полученной дисперсии добавляют водный раствор акриламида и акриловой кислоты. Реакцию проводят в щелочной среде при рН 9.5 при общей концентрации сомономеров от 3.0 до 3.8 моль/л. Далее к полученной смеси добавляют частицы магнитного наполнителя при перемешивании в атмосфере инертного газа при постепенном повышении температуры реакционной массы от 20 до 55°С. К полученной водной дисперсии добавляют водный раствор инициатора, такого как персульфат калия или персульфат аммония, до концентрации 3.5-4.2 ммоль/л. После этого выделяют полученный продукт известными приемами. В качестве магнитного наполнителя используют магнетит с размером частиц от 50 до 1000 нм или игольчатые частицы маггемита длиной от 200 до 800 нм и диаметром от 20 до 50 нм. Магнитная жидкость включает жидкую фазу - воду или ее смеси с органическими растворителями, такими как этанол, метанол, и магнитную твердую фазу - вышеуказанный полиакриламид. Изобретение позволяет получить полиакриламид более технологичным и экономичным способом в отсутствие высокотоксичных растворителей и получить магнитную жидкость, сохраняющую седиментационную устойчивость в магнитном поле напряженностью 1,4-7,4 кЭ. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 7 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения гидрофильных магнитовосприимчивых полимеров, а именно к магнитовосприимчивым водорастворимым гидрофобно модифицированным полиакриламидам, включающим частицы магнитного наполнителя - оксиды железа, Fe3O4 и γ-Fe2O3, субмикронного размера, а также к получению магнитной жидкости на их основе.

При добавлении этих полимеров в воду или в ее смеси с органическими растворителями (этанол, метанол) происходит самопроизвольное образование кинетически стабильной магнитной жидкости, не подвергающейся фазовому разделению под влиянием внешнего магнитного поля с напряженностью 1.4-7.4 кЭ.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для контролируемых под действием магнитного поля процессов доставки и размещения магнитных жидкостей при гидроразрыве пласта породы (ГРП), а также в качестве средства мониторинга их нахождения при прокачке по трубам, при нахождении в скважине или в трещине.

Известны способы получения магнитных жидкостей путем интенсивного механического смешения, например, под действием ультразвука, материала магнитного наполнителя с синтетическими полимерами [патенты США №3149996; 3228881; 3471415; 3725285; 4002804; Mendenhall G.D. et al., J. Colloid Interface Sci., 1996, 184, 519], а также с полимерами природного происхождения, например, ксантаном, крахмалом, карбоксиметилцеллюлозой и др. [патент США №5670077 и 6475404; Josephson, L. et al., Magn. Reson. Imaging 1990, 8, 637; Molday, R. et al., J. Immunol. Methods 1982, 52, 353; Sjo¨ren, С.E. etal., Reson. Imaging 1997, 15, 55].

Недостатком известных способов получения магнитных жидкостей является тот факт, что для их приготовления требуется интенсивное механическое перемешивание в заводских условиях и на место эксплуатации доставляется готовая магнитная жидкость, представляющая собой суспензию частиц магнитного наполнителя в жидкости-носителе, занимающая большой объем, что существенно увеличивает ее стоимость из-за высоких расходов на транспортировку.

Известен способ получения магнитной жидкости путем интенсивного перемешивания сухих концентратов, состоящих из частиц магнитного наполнителя, антикоррозийных ингибиторов и тиксотропных агентов, в воде или в смешанных растворителях (вода-органический растворитель) [патент США №6475404 B1].

Известный способ включает приготовление сухих концентратов механическим перемешиванием 90-99.9 мас.% магнитного наполнителя, 0.1-10 мас.% антикоррозийного ингибитора и 0.1-5 мас.% водорастворимого тиксотропного агента. В качестве магнитного наполнителя используют карбонильное железо, восстановленное карбонильное железо, сплавы железа и их смеси. В качестве антикоррозийных ингибиторов используют нитрит натрия, нитрат натрия, бензоат натрия, тетраборат натрия, фосфат этаноламина или их смеси. В качестве тиксотропных агентов используют производные целлюлозы, полиэтиленоксид, крахмал, полисахариды, камедь и их смеси. Для получения магнитной жидкости указанные сухие концентраты растворяют в воде или в смешанных растворителях при интенсивном перемешивании.

Использование в известном способе сухого концентрата, который смешивается с водой или смешанным растворителем перед применением, снижает затраты на транспортировку.

Недостатком указанного способа является низкая стабильность магнитных жидкостей при хранении, т.к. при механическом смешении практически невозможно добиться равномерного распределения частиц магнитного наполнителя в полимерной матрице, и магнитные жидкости, полученные добавлением жидкости-носителя к сухим концентратам, содержащим магнитный наполнитель и тиксотропный агент, со временем теряют агрегативную и седиментационную устойчивость. Другим недостатком известного способа является необходимость включения в сухой концентрат антикоррозийного ингибитора из-за возможной окислительной деструкции инкорпорированных магнитных частиц, приводящей к ухудшению магнитных свойств полученных магнитных жидкостей [Bengele, H.H. et al., Magn. Reson. Imaging 1994, 12, 433; Josephson, L. et al., Magn. Reson. Imaging 1988, 6, 647; патент США №5492814, 1996; Papisov, M. I. et al., J. Magn. Magn. Mater. 1993, 122, 383]. Еще одним недостатком известного способа является необходимость интенсивного перемешивания сухого концентрата с водой или со смешанным растворителем, что увеличивает затраты на получение магнитной жидкости.

В литературе имеются сведения о том, что равномерное диспергирование частиц в полимерной матрице и обеспечение их защиты от деструкции, например, за счет создания на поверхности частиц тонких полимерных оболочек может быть достигнуто при введении частиц магнитного наполнителя в полимер in situ во время полимеризации, приводящей к получению магнитовосприимчивых полимеров [Gelbrich Т. et al., Macromolecules, 2006, 39, 3469: Matsuno R. et al., Chem Mater., 2003, 15, 3; Dresco P.A. et al., Langmuir 1999, 75, 1945; патент США №4358388; патент США №4421660; патент США №6866838].

Известны способы получения магнитовосприимчивых полимеров путем прививочной контролируемой радикальной полимеризации в присутствии наночастиц магнитного наполнителя [Gelbrich Т. et al., Macromolecules, 2006, 39, 3469: Matsuno R. et al., Chem Mater., 2003, 15, 3]. Согласно этим способам процесс получения полимеров состоит, по меньшей мере, из двух стадий: (1) модификация поверхности наночастиц Fe3O4 путем химического взаимодействия поверхностных гидроксильных Fe-OH групп с функциональными группами молекул компонентов инициирующей системы; (2) прививочная полимеризация мономеров (2-метоксиэтилметакрилат, стирол) через «анкерные» инициирующие группы по механизму контролируемой радикальной полимеризации. Полученные гибридные магнитовосприимчивые полимеры при добавлении жидкости формируют обладающие суперпарамагнитными свойствами стабильные дисперсии в N,N-диметилформамиде и метаноле.

Недостатком таких способов является их многостадийность, а также то, что они разработаны для процессов контролируемой радикальной полимеризации. Известно, что число мономеров, способных полимеризоваться по механизму контролируемой радикальной полимеризации, весьма ограничено. Широко используемые в процессах нефтедобычи дешевые и экологически безопасные полимеры на основе акриламида довольно трудно получить путем контролируемой радикальной полимеризации по механизму «живых» цепей, поскольку такие реакции весьма чувствительны к изменению pH реакционной среды и проходят (для достижения высокомолекулярных продуктов) в течение длительного времени [Thomas D.B. et al., Macromolecules, 2003, 36, 1436].

Известен способ получения магнитовосприимчивых полимеров по механизму свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров (метакриловая кислота, гидроксиэтилметакрилат) в присутствии наночастиц Fe3O4 в качестве затравки [Dresco P.A. et al., Langmuir 1999, 75, 1945]. В соответствии с этим известным способом виниловые группы мономеров химически взаимодействуют с гидроксильными группами на поверхности наночастиц Fe3O4 [Wormuth К., J. Colloid Interface Sci., 2001, 241, 366], обеспечивая прививку полимерных цепей на магнетит. Под действием сшивающего агента на поверхности частиц формируется оболочка из химически сшитого геля, препятствующая не только агломерации магнитных частиц, но и их разрушению в результате окислительной деструкции и/или биодеструкции.

Недостатком известного способа является образование на поверхности магнитных частиц нерастворимой гелевой оболочки. Для ее разрушения требуется вводить дополнительно разрушающие агенты - деструкторы - в скважину, трещину, а это не технологично и требует дополнительных затрат.

Магнитовосприимчивые полимеры в виде полимерных латексов получают путем гетерофазной (суспензионной, эмульсионной) полимеризации в присутствии микро- и наночастиц магнитного наполнителя.

Известен способ получения гидрофобных полимеров на основе виниловых мономеров ароматического ряда, в частности стирола, α-метилстирола, этилстирола, трет-бутилстирола, винилтолуола, методом прямой эмульсионной полимеризацией в присутствии наночастиц Fe3O4 [патент США №4358388]. Согласно этому способу магнитные частицы с гидрофобной поверхностью диспергируют в растворе мономеров и маслорастворимого инициатора в органическом растворителе, и полученную дисперсию смешивают с водным раствором эмульгатора.

Известно введение гидрофильных наночастиц Fe3O4 в матрицу гидрофобного полимера [патент США №4421660]. Согласно известному способу гидрофильные наночастицы Fe3O4 диспергируют в водный раствор эмульгатора, в который постепенно вводят раствор маслорастворимого инициатора и нерастворимого в воде мономера в органическом растворителе.

Основным техническим недостатком известных способов проведения полимеризации в эмульсиях является использование высокотоксичных, не смешивающихся с водой, горючих органических растворителей, в частности гексана, циклогексана, октана, толуола и др., утилизация и переработка которых для повторного использования повышает стоимость производственного процесса. Кроме того, их использование может привести к загрязнению окружающей среды

Известен способ получения гидрофильных магнитовосприимчивых полимеров на основе гидрофобных производных акриламида - N-алкилакриламида или N,N-диалкилакриламида - путем обратной эмульсионной сополимеризации [патент США №6866838]. Указанный способ был выбран в качестве прототипа.

Согласно способу-прототипу гидрофильные полимеры, содержащие наночастицы неорганического наполнителя, в частности магнитные частицы, с диаметром от 50 до 1000 нм, преимущественно от 100 до 200 нм, получают гетерофазной полимеризацией в эмульсиях обратного типа, непрерывной фазой которых является органический растворитель, например октан, а водный раствор виниловых мономеров, например N-алкилакриламида или N,N-диалкилакриламида, диспергирован в виде мелких капель. Способ состоит из двух стадий: (1) приготовление дисперсии магнитных частиц в органическом растворителе, например в октане, в присутствии липофильного стабилизатора; (2) обратная эмульсионная полимеризация водорастворимых мономеров под действием термического распада инициатора, например персульфата калия, и в присутствии сшивающих агентов, например N,N'-метиленбисакриламида. В непрерывной фазе помимо наночастиц магнитного наполнителя, органического растворителя и эмульгатора может содержаться гидрофобный мономер, например стирол, и маслорастворимый инициатор, например динитрил азоизомасляной кислоты. В результате реакции образуется стабильная и редиспергируемая дисперсия композитных частиц с гидрофильной оболочкой из химически сшитого полимера и ядром, содержащим магнитные частицы.

Недостатком прототипа является необходимость дополнительной стадии приготовления дисперсии наночастиц магнитного наполнителя в масляной фазе в присутствии стабилизаторов.

К недостаткам прототипа также относится необходимость использования деструкторов для разрушения гидрофильной оболочки из химически сшитого полимера.

Задача настоящего изобретения состоит в разработке нового более технологичного одностадийного способа получения магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов (в котором устранены перечисленные выше недостатки) и получении магнитной жидкости на основе таких полиакриламидов.

Технический результат заключается в создании нового одностадийного способа получения магнитовосприимчивых полимеров путем мицеллярной полимеризации в водной среде и получении магнитной жидкости на основе таких полимеров, которая не подвергается фазовому разделению под влиянием внешнего магнитного поля с напряженностью 1.4-7.4 кЭ.

Поставленная задача решается новым способом получения магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов гетерофазной сополимеризацией виниловых мономеров в присутствии частиц магнитного наполнителя, при этом к водному раствору додецилсульфата натрия, используемому в качестве стабилизатора, прибавляют н-додецилакриламид при перемешивании, затем к полученной дисперсии добавляют водный раствор акриламида и акриловой кислоты в щелочной среде при pH=9.5 при общей концентрации сомономеров от 3.0 до 3.8 моль/л, затем к полученной смеси добавляют частицы магнитного наполнителя при перемешивании в атмосфере инертного газа при постепенном повышении температуры реакционной массы от 20 до 55°C, к полученной водной дисперсии добавляют водный раствор инициатора, такого как персульфат калия или персульфат аммония, до концентрации 3.5-4.2 ммоль/л и выделяют полученный продукт известными приемами.

В качестве магнитного наполнителя используют магнетит с размером частиц от 50 до 1000 нм при его концентрации в полимере от 20 до 60 мас.%. В качестве указанного магнитного наполнителя используют игольчатые частицы маггемита с длиной от 200 до 800 нм и диаметром от 20 до 50 нм при его концентрации в полимере от 20 до 60 мас.%.

Также задача решается магнитной жидкостью, включающей в качестве магнитной твердой фазы магниточувствительный гидрофобно модифицированный полиакриламид, а в качестве жидкой фазы - воду и ее смеси с органическими растворителями, такими как этанол, метанол и т.п., при следующем содержании компонентов (мас.%):

гидрофобно модифицированные полиакриламиды 0.1-0.3
жидкая фаза 99.7-99.9

Изобретение иллюстрируется Фиг.1, где приведены данные по сравнению устойчивости 0.15 мас.% водных дисперсий магнитных ГМ ПАА в магнитном поле (7.4 кЭ).

Водорастворимые магнитовосприимчивые гидрофобно модифицированные полиакриламиды, содержащие частицы коммерческих оксидов железа - Fe3O4 и γ-Fe2O3, получают путем in situ мицеллярной сополимеризации акриламида с акрилатом натрия (АН) и N-додецилакриламидом (ДДАА) в присутствии частиц магнитного наполнителя - коммерческих оксидов железа, Fe3O4 и γ-Fe2O3, субмикронного размера в водной среде. Содержание в магнитовосприимчивых полимерах акриламидных звеньев составляет от 88.5 до 89.0 мол.%, н-додецилакриламидных звеньев - от 1.5 до 1.0 мол.% и акрилатных звеньев - 10 мол.% звеньев акрилата натрия. Содержание частиц магнитного наполнителя - коммерческих оксидов железа, Fe3O4 и γ-Fe2O3, субмикронного размера составляет от 22 до 58 мас.% (в расчете на полимер). Полученный магнитовосприимчивый гидрофобно модифицированный полиакриламид выделяют осаждением из водно-метанольного раствора в смесь ацетон-метанол. Выделенный полимер сушат в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса. Полимеризация происходит как в растворе, так и на поверхности частиц магнитного наполнителя и приводит к получению полимеров, внутри которых диспергированы частицы магнитного наполнителя, покрытые полимерной защитной оболочкой. Полимерная защитная оболочка препятствует деструкции частиц магнитного наполнителя и обеспечивает их агрегативную и седиментационную устойчивость в водной среде.

Агрегативная и седиментационная устойчивость магнитной жидкости достигается за счет того, что в процессе синтеза магнитовосприимчивых гидрофобно модифицированных полиакриламидов путем in situ мицеллярной сополимеризации акриламида с акрилатом натрия (АН) и н-додецилакриламидом (ДДАА) в присутствии частиц магнитного наполнителя - коммерческих оксидов железа, Fe3O4 и γ-Fe2O3, - субмикронного размера в водной среде формирование полимера происходит не только в растворе, но и на поверхности частиц магнитного наполнителя. Полученные полимеры представляют собой водорастводимые гидрофобно модифицированные полиакриламиды, внутри которых диспергированы частицы магнитного наполнителя, покрытые полимерной защитной оболочкой. При добавлении этих полимеров в воду полимерная оболочка на поверхности частиц препятствует агломерации частиц и тем самым способствует их более равномерному распределению в полимерной матрице, сохранению агрегативной и кинетической устойчивости магнитной жидкости. С другой стороны полимерная оболочка защищает частицы магнитного наполнителя от окислительной деструкции в водной среде.

Чтобы полимерная оболочка препятствовала слипанию частиц магнитного наполнителя, в качестве полимеров следует использовать водорастворимые гидрофобно модифицированные полимеры, содержащие достаточное количество гидрофобных групп, обеспечивающих стерическую стабилизацию частиц, а также отрицательно заряженных звеньев акрилата натрия для электростатической стабилизации. Один из возможных типов гидрофобно модифицированных полимеров на основе полиакриламида представлен следующей формулой:

где R=-(СН2)nCH3, n=8, 11; X=-O, -NH; Y=-H, -CH3.

В качестве магнитного наполнителя в настоящем изобретении используют магнитные материалы с частицами микронного размера, действие которых как вектора перемещения магнитной жидкости под действием магнитного поля состоит в контролируемой доставке и мониторинге нахождения магнитных жидкостей в процессах нефтедобычи, как, например, Fe3O4 и γ-Fe2O3 и т.п.

Предлагаемые способ получения вородастворимых магнитовосприимчивых гидрофобно модифицированных полиакриламидов и кинетически стабильная магнитная жидкость могут быть использованы для контролируемых под действием магнитного поля процессов доставки и размещения магнитных жидкостей при ГРП, а также в качестве средства мониторинга их нахождения при прокачке по трубам, в скважине или в трещине.

Изобретение поясняется графическими материалами.

На фиг.1 показаны фотографии магнитных жидкостей, содержащих 0.15 мас.% магнитовосприимчивого гидрофобно модифицированного полиакриламида, до и после воздействия магнитного поля с напряженностью 7.4 кЭ.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Приготовление сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №2 в табл.)

К раствору, состоящему из 1.8851 г ДСН в 30 мл бидистиллированной воды, добавляют 0.0850 г ДДАА. В полученную дисперсию приливают раствор 2.1613 г акриламида и 0.2564 г акриловой кислоты в 21 мл воды при pH 9.5. Значение pH устанавливают добавлением 1.38 мл 2.5 N водного раствора NaOH. В приготовленную реакционную систему загружают 0.6912 г порошка Fe3O4 (Aldrich). Смесь перемешивают со скоростью 700 об/мин в токе аргона при повышении температуры реакционной массы до 55°C в течение 30 мин. После полного растворения ДДАА в полученную дисперсию частиц Fe3O4 вводят 0.5 мл 0.57 моль/л водного раствора персульфата аммония. После 3 ч полимеризации при 55°C сополимер разбавляют в 100 мл смеси бидистиллированной воды и метанола (25 мл и 75 мл). Полученный вязкий раствор медленно приливают к 500 мл смеси ацетона (400 мл) и 100 мл метанола. Выделенный полимер сушат в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса.

Пример 2

Приготовление сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №3 в табл.)

К раствору, состоящему из 1.8861 г ДСП в 30 мл бидистиллированной воды, добавляют 0.0857 г ДДАА и дисперсию из 0.6426 г порошка Fe3O4 (Aldrich) в растворе 0.2052 г ДСП в 10 мл бидистиллированной воды. В приготовленную реакционную систему приливают раствор 2.1600 г акриламида и 0.2646 г акриловой кислоты в 19.1 мл воды при pH 9.5. Значение pH устанавливают добавлением 1.38 мл 2.5 N водного раствора NaOH. Смесь перемешивают со скоростью 700 об/мин в токе аргона при повышении температуры реакционной массы до 55°C в течение 30 мин. После полного растворения ДДАА в полученную дисперсию частиц Fe3O4 вводят 0.5 мл 0.57 моль/л водного раствора персульфата аммония. После 3 ч полимеризации при 55°C сополимер разбавляют в 100 мл смеси бидистиллированной воды и метанола (25 мл и 75 мл). Полученный вязкий раствор медленно приливают к 500 мл смеси ацетона (400 мл) и 100 мл метанола. Выделенный полимер сушат в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса.

Пример 3

Приготовление сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №5 в табл.)

К раствору 0.2630 г акриловой кислоты в 10 мл бидистиллированной воды при pH 9.5 добавляют 0.6925 г порошка Fe3O4 (Aldrich). Значение pH устанавливают добавлением 1.38 мл 2.5 N водного раствора гидроксида натрия. К полученной дисперсии при перемешивании добавляют 1.8851 г ДСП, 0.0851 г ДДАА и 30 мл бидистиллированной воды. В приготовленную систему приливают раствор 2.1638 г акриламида в 18.3 мл воды при pH 9.5. Значение рН 9.5 устанавливают добавлением 1.0 мл 0.5 N водного раствора NaOH. Смесь перемешивают со скоростью 700 об/мин в токе аргона при повышении температуры реакционной массы до 55°C в течение 30 мин. После полного растворения ДДАА в полученную дисперсию частиц Fe3O4 вводят 0.5 мл 0.57 моль/л водного раствора персульфата аммония. После 3 ч полимеризации при 55°C сополимер разбавляют в 100 мл смеси бидистиллированной воды и метанола (25 мл и 75 мл). Полученный вязкий раствор медленно приливают к 500 мл смеси ацетона (400 мл) и 100 мл метанола. Выделенный полимер сушат в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса.

Пример 4

Приготовление сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% маггемита (образец №6 в табл.)

К раствору, состоящему из 1.8221 г ДСН в 30 мл бидистиллированной воды, добавляют 0.0856 г ДДАА и дисперсию из 0.6678 г порошка γ-Fe2O3 (ГНИИХТЕОС) в растворе 0.2039 г ДСН в 10 мл бидистиллированной воды. В приготовленную реакционную систему приливают раствор 2.1639 г акриламида и 0.2588 г акриловой кислоты в 19.1 мл воды при pH 9.5. Значение pH 9.5 устанавливают добавлением 1.38 мл 2.5 N водного раствора NaOH. Смесь перемешивают со скоростью 700 об/мин в токе аргона при повышении температуры реакционной массы до 55°C в течение 30 мин. После полного растворения ДДАА в полученную дисперсию частиц Fe3O4 вводят 0.5 мл 0.57 моль/л водного раствора персульфата аммония. После 3 ч полимеризации при 55°C сополимер разбавляют в 100 мл смеси бидистиллированной воды и метанола (25 мл и 75 мл). Полученный вязкий раствор медленно приливают к 500 мл смеси ацетона (400 мл) и 100 мл метанола. Выделенный полимер сушат в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса.

Некоторые характеристики магнитные ГМ ПАА приведены в таблице.

Пример 5

Приготовление магнитной жидкости растворением сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №2 в табл.), в воде

0.1 г сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №2 в табл.), заливают 99.9 мл бидистиллированной воды и оставляют набухать при комнатной температуре, а затем перемешивают на механической мешалке со скоростью 700 об/мин.

Пример 6

Приготовление магнитной жидкости растворением сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №2 в табл.), в 2 мас.%-ном водно-этанольном растворе

0.1 г сополимера акриламида с ДДАА и АН, содержащего 1 мас.% магнетита (образец №2 в табл.), заливают 99.9 мл 2 мас.%-ого водно-этанольного раствора и оставляют набухать при комнатной температуре, а затем перемешивают на механической мешалке со скоростью 700 об/мин.

Пример 7

Проверка устойчивости магнитных жидкостей под действием магнитного поля

Исследование влияния магнитного поля на фазовое состояние водных дисперсий магнитных сополимеров при их массовой концентрации в растворе не менее 0.15 мас.% и содержании магнитных частиц 0.007 мас.% проводили путем воздействия постоянного магнитного поля напряженностью 7.4 кЭ в течение 24 ч при комнатной температуре. Как видно из Фиг.1, водные дисперсии магнитовосприимчивых ГМ ПАА не подвергаются фазовому разделению под влиянием магнитного поля.

Предлагаемый способ получения магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов превосходит прототип тем, что не требует использования высокотоксичных, не смешивающихся с водой, горючих органических растворителей, в частности гексана, циклогексана, октана, толуола и др., утилизация и переработка которых для повторного использования повышает стоимость производственного процесса. Кроме того, их использование может приводить к загрязнению окружающей среды.

Предлагаемый магнитовосприимчивый водорастворимый гидрофобно модифицированный полиакриламид предпочтительнее полимеров, описанных в прототипе, тем, что полимерная оболочка на поверхности частиц магнитного наполнителя формируется в результате полимеризации химически адсорбированных на частицах мономеров и представляет собой водорастворимый полимер, а не химически сшитый гель, для разрушения которого нужны специальные деструкторы.

Кроме того, заявляемая магнитная жидкость получается самопроизвольно при добавлении полимеров в жидкость, что не требует интенсивного перемешивания. Полученные магнитные жидкости агрегативно устойчивы и сохраняют седиментационную устойчивость в магнитном поле напряженностью 1.4-7.4 кЭ.

Таким образом, заявленный способ получения магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов путем мицеллярной полимеризации является более технологичным, по сравнению с прототипом, поскольку позволяет исключить использование горючих органических растворителей, заявленный способ проводят в водной среде в одну стадию, во время которой на поверхности магнитных частиц образуется полимерная оболочка, для разрушения которой не требуются специальные деструкторы. Экономический эффект в этом случае достигается снижением затрат на использование дорогостоящего оборудования, необходимого для работы с легко воспламеняющими жидкостями, а также затрат на утилизацию последних.

К технико-экономическим преимуществам заявленной магнитной жидкости относится самопроизвольное растворение магнитовосприимчивых водорастворимых гидрофобно модифицированных полиакриламидов в воде или в смешанном растворителе, позволяющее избежать затрат на стадию диспергирования магнитных частиц в жидкости-носителе в присутствии стабилизаторов, что требует использования дорогостоящего оборудования.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТОВОСПРИИМЧИВЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ГИДРОФОБНО МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИАКРИЛАМИДОВ И МАГНИТНАЯ ЖИДКОСТЬ НА ИХ ОСНОВЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 117.
09.06.2018
№218.016.5dcb

Способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров

Изобретение относится к химии и технологии конденсационных полимеров формальдегида с фенолами. Предложен способ получения сшитых фенолформальдегидных полимеров отверждением соответствующих новолаков в присутствии 30% 3,5-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола при температуре 110-140°С с последующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656229
Дата охранного документа: 04.06.2018
09.06.2018
№218.016.5dd2

Замещенные сиднонимины в качестве стимуляторов роста растений

Изобретение относится к применению в качестве стимуляторов роста растений замещенных сиднониминов общей формулы Технический результат: сиднонимимины (I) являются эффективными стимуляторами роста кукурузы и их применение позволяет интенсифицировать ранние стадии развития растений и ускорить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656212
Дата охранного документа: 01.06.2018
20.06.2018
№218.016.6473

Катализатор и способ гидроизомеризации нормальных углеводородов с5-с8 с его использованием

Группа изобретений относится к цеолитсодержащим катализаторам и их использованию. Предложен катализатор для гидроизомеризации углеводородного сырья, содержащего н-парафины С5-С8, на основе алюмосиликатного цеолита структуры MFI или ВЕА с мольным соотношением SiO/AlO от 25 до 130,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658018
Дата охранного документа: 19.06.2018
20.06.2018
№218.016.64e0

Способ получения сложных эфиров из карбонильных соединений и карбоновых кислот

Изобретение относится к новому способу получения сложных эфиров, который заключается в каталитической восстановительной этерификации карбонильных соединений карбоновыми кислотами под действием монооксида углерода. Способ получения сложных эфиров из карбонильных соединений и карбоновых кислот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658019
Дата охранного документа: 19.06.2018
29.06.2018
№218.016.68f6

Способ получения гибких силоксановых аэрогелей

Изобретение относится к способам получения гибких силоксановых аэрогелей, которые могут найти применение в качестве теплоизоляционных материалов, абсорбентов, материалов для разделения нефти и воды. Предложен способ получения гибких силоксановых аэрогелей, включающий гидротиолирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659077
Дата охранного документа: 28.06.2018
19.07.2018
№218.016.72af

1,1`-ди[метакрилоилокси-бис(трифторметил)метил]ферроцен в качестве мономера, повышающего термостойкость полиметилметакрилата

Изобретение относится к 1,1'-ди[метакрилоилокси-бис(трифторметил)метил]ферроцену формулы I в качестве мономера, обладающего антиоксидантными свойствами, способного повышать термостойкость полиметилметакрилата. Также предложено применение соединения I в качестве мономера для радикальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661637
Дата охранного документа: 18.07.2018
29.08.2018
№218.016.80ae

Магнитный наноматериал на основе ферроценсодержащих полихалконов и способ его получения

Изобретение относится к магнитному наноматериалу, включающему железосодержащие наночастицы, распределенные в матрице пиролизованного ферроценсодержащего полимера. Материал характеризуется тем, что указанные наночастицы включают железо в нульвалентном состоянии Fe и покрыты оболочкой из графита,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665055
Дата охранного документа: 28.08.2018
13.09.2018
№218.016.877b

Этиловый эфир 2-{ 4-[3-(4-хлорфенил)-1-метилуреидо]фенил} -2-гидрокси-3,3,3-трифторпропионовой кислоты: применение в качестве антидота гербицидов и способ получения

Изобретение относится к применению этилового эфира 2-{4-[3-(4-хлорфенил)-1-метилуреидо]фенил}-2-гидрокси-3,3,3-трифторпропионовой кислоты формулы I в сельском хозяйстве в качестве антидота метсульфуронметила на рапсе для предпосевной обработки семян. Соединение формулы I применяют в дозе 1 г/т...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666732
Дата охранного документа: 12.09.2018
08.11.2018
№218.016.9b04

Реактор для получения алкоксисиланов

Изобретение относится к технологии получения кремнийсодержащих соединений и может быть использовано в химической промышленности. Реактор для получения алкоксисиланов содержит рабочую камеру 1, снабженную мелющими телами, электрообогревателем 2, технологическими патрубками 4, 5, установленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671732
Дата охранного документа: 06.11.2018
09.11.2018
№218.016.9b7e

Тепло- и термостойкая полимерная композиция трибологического назначения

Изобретение относится к полимерной композиции для изготовления теплонагруженных изделий трибологического назначения на основе полиариленэфиркетона и полиарилата, образующейся в результате смешения вышеуказанных компонентов и последующей переработки полученной смеси при высокой температуре и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671859
Дата охранного документа: 07.11.2018
Показаны записи 81-86 из 86.
01.03.2019
№219.016.d006

Слабоотражающее антистатическое твердое покрытие на основе акрилатов и полианилина, а также способ его получения

Изобретение относится к композиции для получения покрытия и к способу ее получения, предназначенной для формирования слабоотражающего антистатического твердого покрытия для дисплеев, включающего проводящие полимеры и смолы на акриловой основе, формуемые из раствора методом с рулона на рулон....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002445334
Дата охранного документа: 20.03.2012
11.03.2019
№219.016.dbb0

Полимерные мембраны для топливных элементов, основанные на интерполиэлектролитных комплексах полианилина и нафиона или его аналогов (варианты)

Изобретение относится к полимерным мембранам, основанным на композициях, включающих интерполиэлектролитные комплексы, содержащие полианилин в форме эмеральдина и Nation® (DuPont) или МФ-4СК (ОАО Пластполимер, Россия, Санкт-Петербург), или их аналоги, а также к способу получения полимерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428767
Дата охранного документа: 10.09.2011
11.03.2019
№219.016.ddaf

Однослойное секционное электрохромное устройство, включающее в себя электрохромный материал полимерного типа

Изобретение относится к промежуточному раствору для однослойного секционного электрохромного устройства. Раствор включает в себя: (a) неводный растворитель; (b) катодный материал, представляющий собой пиридинсодержащий электрохромный полимерный материал Формулы 1: Формула 1 где каждая группа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002464607
Дата охранного документа: 20.10.2012
10.04.2019
№219.017.039f

Способ химической обработки ксеноперикарда

Изобретение относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии. Предложен способ химической обработки ксеноперикарда, включающий химическую стабилизацию ксеноперикарда 0,625% раствором глутарового альдегида и последующую обработку 1% раствором додецилсульфата натрия, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002384348
Дата охранного документа: 20.03.2010
29.05.2019
№219.017.66d0

Водоотталкивающий элемент и способ получения гидрофобного покрытия

Изобретение относится к области формирования покрытий. Способ получения гидрофобного покрытия заключается в том, что на поверхность подложки осаждают гидрофобный полимер или сополимер. Гидрофобный полимер или сополимер осаждают на подложку с негладкой поверхностью, характеризующейся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002331532
Дата охранного документа: 20.08.2008
10.07.2019
№219.017.b150

Способ гидрофобного модифицирования экзополисахаридов

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ гидрофобного модифицирования экзополисахарида, выбранного из группы ксантан, ритизан. Получают Н-форму экзополисахарида, затем осуществляют взаимодействие полученной H-формы экзополисахарида с первичным алкиламином в апротонном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463353
Дата охранного документа: 10.10.2012
+ добавить свой РИД