82
СИНТЕЗ АНИОНАКТИВНЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ РЕАКЦИЯМИ
ГИДРОЛИЗА И СУЛЬФОМЕТИЛИРОВАНИЯ МЕСТНЫХ
СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА И НИТРИЛА АКРИЛОВОЙ
КИСЛОТЫ В ВОДНОЙ СРЕДЕ И НЕКОТОРЫЕ ОБЛАСТИ ИХ
ПРИМЕНЕНИЯ
Ахмедов У.К.
Институт общей и неорганической химии АН РУз
Одной из актуальных проблем современной химии высокомолекулярных
соединений является исследование свойств и разработка основ новых методов
синтеза водорастворимых полиэлектролитов с различными функциональными
группами.
В настоящее время имеется большой интерес к реагентам на основе
сополимеров акриламида и (или) нитрила акриловой кислоты с непредельными
карбоновыми или сульфокислртами (акриловой
кислотой, АМПСК,
винилсульфокислотой и др.).
Звенья кислоты в полимере позволяют значительно расширить диапазон
областей использования реагентов: ионизация (электростатический фактор)
обусловливает поверхностную активность, дополнительную стабилизацию
водных растворов и минеральных дисперсий, содержащих такой полимер. Это
имеет особое значение при воздействии высоких температур и минеральной
агрессии. Кроме того, сульфополимеры способны работать в присутствии
минеральных кислот.
Таким образом, применение сульфо- и карбоксилсодержащих сополимеров
акриламида весьма актуально для добычи энергоносителей в
сложных горно-
геологических условиях, а также в процессах резания и обработки металлов,
где рабочий раствор может подвергаться одновременно термической нагрузке и
агрессивному воздействию среды.
Нефтяной и газовый комплекс, металлообрабатывающая индустрия
являются
основными
составляющими
экономического
потенциала.
Использование новых технологий позволяет поднять эффективность процессов
добычи энергоносителей и обработки металлов и, в конечном итоге, увеличить
конкурентоспособность отраслей. Одно из направлений повышения
эффективности упомянутых процессов - это использование специальных
реагентов и
жидкостей на их основе, содержащих анионактивный (карбокси
или сульфо-) полимер.
Разработанные многочисленные процессы синтеза таких сополимеров
непосредственно из соответствующих мономеров встречают определенные
трудности при промышленном воплощении, связанные с ограниченностью и
дороговизной имеющейся в РУз мономерной базы (особенно это касается
сульфомономеров). Поэтому обоснован поиск методов получения продуктов,
аналогичных по составу и свойствам
полимерам прямого синтеза, на основе
83
более доступного сырья с последующей их модификацией по функциональным
группам с целью введения анионактивных групп.
Поэтому целью настоящей работы являлась изучение реакций гидролиза и
сульфометилирования сополимеров акриламида и НАК как наиболее простых и
эффективных методов синтеза анионактивных полимеров; определение
условий получения таких универсальных полимерных реагентов; изучение
структуры и свойств синтезированных полиэлектролитов.
Изучена реакция сульфометилирования сополимеров акриламида с
нитрилом акриловой кислоты (и акриловой кислотой)
при различных
соотношениях реагентов и составах исходных сополимеров. Содержание
карбоксильных групп в сульфометилированных сополимерах может быть
понижено уменьшением температуры и рН среды при модификации, а
сшивание замедляется с увеличением мольного отношения Na
2
CO
3
к
формальдегиду.
Показано негативное влияние реакций гидролиза и сшивания на
кислотостойкость и стабилизирующую способность сульфометилированных
полимеров. В то же время, обладая высокой стабилизирующей способностью в
кислых средах, сульфометилированные сополимеры акриламида и нитрила
акриловой кислоты могут использоваться как универсальные термосолестойкие
регуляторы фильтрации буровых растворов в области значений рН выше 3,5.
Изучена реакция щелочного гидролиза сополимеров акриламида и нитрила
акриловой кислоты. Получена корреляция степени
гидролиза сополимеров и
соотношения реагентов (КОН / полимер), что позволяет целенаправленно
синтезировать
гидролизованные
сополимеры
требуемого
состава
в
концентрированных водных растворах (до 20%).
Установлено, что интенсивность резонансных сигналов >С=0 амидных и -
С=N нитрильных групп при адсорбции сополимеров на частицах бентонита в
водных дисперсиях резко снижается, и наблюдаются сигналы неад-
сорбированных звеньев. Полученные данные указывают на резкое уменьшение
подвижности адсорбированных амидных и нитрильных звеньев макромолекул
в результате образования прочной химической связи с алюминатными
группами бентонита в условиях превалирующего
разрушения водородных
связей (90 °С).
Разработаны основы новой технологии синтеза карбоксил содержащих
полимерных стабилизаторов буровых растворов группы «полиэл-28» путем
управляемого гидролиза сополимеров акриламида и нитрила акриловой
кислоты при пониженной дифференциальной концентрации щелочи.
Показана высокая эффективность использования гидролизованных
сополимеров акриламида и нитрила акриловой кислоты в качестве полимерной
основы среды для закалки металлов и как модификаторов фильтрации буровых
растворов.
