Способ приготовления флокулянта на основе полиакриламида

Настоящее изобретение относится к способу получения растворов высокомолекулярных соединений на основе полиакриламида (ПАА) с повышенной вязкостью и соответственно повышенной осадительной способностью в процессах очистки суспензий от твердой фазы за счет использования при набухании и растворении исходного твердого флокулянта специально подготовленной дистиллированной воды, предварительно обработанной микроволнами (МВИ) с частотой 2,45 ГГц [4-5].

Известны различные способы получения водных растворов полиакриламидных флокулянтов из их твердых форм с повышенной вязкостью и осадительной способностью, основанные на межмолекулярной сшивке в растворе их макромолекул за счет дополнительных сшивающих агентов смеси пропиленгликоля и этилцеллозольва [1].

Недостатком данного технического решения является то, что для данной смеси необходимы дополнительные реактивы и химические компоненты.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ модификации ПАА в растворе с использованием физико-химических воздействий - микроволнового излучения (МВИ). Этот источник информации выбран в качестве прототипа [2].

Недостатком данного технического решения является проведение модификации в растворах. Это создает большие технологические трудности в промышленном производстве (угледобывающая, целлюлозно-бумажная, горная и др. виды промышленности).

Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является способ приготовления растворов флокулянтов с использованием дистиллированной воды за счет предварительного воздействия на нее МВИ, что сокращает время растворения полимера в воде за счет ускорения его диспергирования.

Данная задача решается за счет обработки дистиллированной воды МВИ с последующим растворением в ней ПАА.

Растворы флокулянта готовили следующим способом:

1. Приготовление растворителя: обработка дистиллированной воды МВИ в микроволновой установке мощностью 700 Вт и частотой 2,45 ГГц, в течение 5-10 с.

2. Набухание полимера в растворителе в течение 5 ч.

Поглощение излучения СВЧ-диапазона водой обусловлено ориентационной поляризацией молекул. В качестве противодействующих эффектов выступают межмолекулярное взаимодействие и тепловое движение молекул. Диэлектрические потери определяются сдвигом фазы поляризации. Низкоинтенсивное излучение может вызывать изменение физических и химических свойств воды, сохраняющееся во времени. Электромагнитное поле изменяет решетку молекул воды, ориентируя диполи, увеличивает протонную плотность в местах повреждения дипольных цепочек, а также заставляет диполи осциллировать [5].

Пример 1 (исходный флокулянт). Готовился водный раствор ПАА на дистиллированной воде без обработки МВИ концентрацией 0,5% марки Магнафлок-919 английской фирмы Ciba и проводилось измерение кинематической вязкости с помощью стеклянного вискозиметра с последующим определением по известным методикам характеристической вязкости и расчетом молекулярной массы ПАА по уравнению Марка-Хаувинка [3].

Пример 2 (по прототипу). По точной навеске готовился 0,5%-ный водный раствор ПАА объемом 100 мл из порошка флокулянта марки Магнафлок-919 английской фирмы Ciba, который подвергался МВИ в течение 5 с при мощности микроволновой печи 100 Вт. Далее проводилось измерение кинематической вязкости с помощью стеклянного вискозиметра с последующим определением по известным методикам характеристической вязкости и расчетом молекулярной массы ПАА по уравнению Марка-Хаувинка.

Примеры 3-5 (по предлагаемому способу). Готовился водный раствор ПАА на дистиллированной воде, обработанной МВИ концентрацией 0,5% марки Магнафлок-919 английской фирмы Ciba. Время воздействия МВИ на дистиллированную воду составляло 5-10 с, при мощности микроволновой установки 700 Вт. Далее проводилось измерение кинематической вязкости с помощью стеклянного вискозиметра с последующим определением по известным методикам характеристической вязкости и расчетом молекулярной массы ПАА по уравнению Марка-Хаувинка.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из данных эксперимента следует, что молекулярная масса исходного ПАА при реализации предложенного технического решения увеличивается в 1,6 раз.

Источники информации

1. Пат. №2330814 RU, МКЛ³, С2, C02F 1/56, C08L 33/26 Флокулянт на основе полиакриламида / Шевченко Т.В., Ульрих Е.В., Яковченко М.А., Амеленко В.П., Чуйков А.С., опубл. 10.08.2008, Бюл. №1 смесь ПГ ЭЦ; ПГ ПХГ; ПГ ЭЦ ПХГ.

2. Патент РФ №2330814 МКЛ 3 С10л 5/14, МКЛ 3 С10л 5/10 / Ульрих Е.В., Шевченко Т.В., Яковченко М.А., Амеленко В.П., Чуйков А.С., опубл. 10.08.2008. Бюл. №22 (прототип).

3. Шевченко, Т.В. Изучение физико-химических свойств модифицированных полиэлектролитов на основе полиакриламида / Т.В. Шевченко, М.А. Яковченко, Е.В. Ульрих // Химическая промышленность сегодня. - 2004. - №10. - С. 27-31.

4. Мидуница Ю.С., Данилина Е.В., Попова Я.А. Изменение свойств воды под влиянием физических факторов // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы Международной конференции. - Кемерово, 2014. - т. 1. - С. 135-136.

5. Хашаев З.Х-М., Кожокару А.Ф., Шекшеев Э.М. Влияние облученной ЭМИ дистиллированной воды на растительные объекты / Тр. Междунар. конф. "Интеллектуальные САПР" - С. 274-281.