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新型聚電解質(zhì)聚合物、其制備方法及其用途與流程

文檔序號:12139963閱讀:619來源:國知局
新型聚電解質(zhì)聚合物、其制備方法及其用途與流程
本發(fā)明描述使用非毒性單體制備″不含丙烯酰胺″的高性能聚電解質(zhì)聚合物以及此類新單體如何能夠有利地用于幾種民用和/或工業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域中:作為用于來自廢水化學(xué)-物理和/或生物處理的淤泥的絮凝劑、用于生產(chǎn)紙和/或紙板的造紙廠的混合物中的凝結(jié)劑、石化領(lǐng)域的破乳劑、采掘工業(yè)領(lǐng)域的增稠劑、用于清潔劑和/或化妝品工業(yè)的增稠劑。本文研發(fā)的新型聚電解質(zhì)聚合物然后可用作常規(guī)丙烯酰胺基聚合物的替代,以及用于要求不存在聚合殘留毒性單體的應(yīng)用中。所述新型聚合物的額外優(yōu)點(diǎn)是,這些聚合物可通過用于丙烯酰胺基聚合物的相同裝置來使用和投料?,F(xiàn)有技術(shù)狀況絮凝存在于化學(xué)-物理過程中,導(dǎo)致形成膠體體系,其中固體相傾向于通過形成懸浮狀態(tài)的浮塊而分離。吸附現(xiàn)象構(gòu)成所述方法的基礎(chǔ),而pH、溫度和離子力是強(qiáng)烈影響絮凝的環(huán)境因素。聚合物(聚電解質(zhì))能夠與顆粒形成橋,并在懸浮狀態(tài)的顆粒與絮凝劑混合良好時(shí)形成聚集物,聚合物吸附在聚集物表面上是能量上有利的。聚電解質(zhì)表示具有低濃度的有效絮凝劑,由于其長度(1-30MD),它們能夠連接兩個(gè)雙電層,由此降低所述顆粒緊密靠近所述凝聚物的需求。聚電解質(zhì)市場上最常使用的離子大分子是PAMs,即具有非常高分子量的聚丙烯酰胺,其中單體丙烯酰胺與陽離子或陰離子功能性單體共聚;這種產(chǎn)品覆蓋世界市場的95%(估算在2008年高于1,200,000t/y)。如果從功能的觀點(diǎn)看,這種產(chǎn)品很好地實(shí)現(xiàn)所述目的,而從環(huán)境和健康的觀點(diǎn)看,其是危險(xiǎn)的。PAMs的危險(xiǎn)性不能在″聚合物″中被識別,而是在聚合后″與聚合物一起″殘留的丙烯酰胺殘留物中被識別。此外,所述化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)與丙烯酰胺的生產(chǎn)、其儲存、運(yùn)輸、處理有關(guān)。將陽離子和/或陰離子聚合物用于處理水在文獻(xiàn)中是已知的(″PolyelectrolytesforWaterandWastewaterTreatments″chapters6,7-W.L.K.Schwoyer,CRCPress,1981),并且根據(jù)測定的內(nèi)容,可以建立聚合物的分子量及其電荷與其絮凝能力之間關(guān)系。此外,一些作者描述了使用用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷季銨化的陽離子均聚物,例如在來自廢水處理工廠的污泥脫水中使用的聚合物(Fordyce等人,US3.023.162)。此外,專利US4.319.013和4.396.752(Cabestany等人)報(bào)道了基于丙烯酰胺和季銨化的丙烯酸二甲基氨基乙酯的陽離子共聚物如何能夠用作用于污泥脫水的試劑。其他作者如Haldeman(US4.396.513)強(qiáng)調(diào)在污泥脫水中使用主要由丙烯酰胺和陽離子單體(如用甲基氯季銨化的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)構(gòu)成的陽離子聚合物;這種聚合物顯示具有一個(gè)MD級別的平均分子量。此外,在US專利US4.699.951(Allenson等人)中,要求保護(hù)具有不同分子量的兩種不同的陽離子聚合物的發(fā)現(xiàn)以及其在污泥脫水中的用途。在US專利5.100.561(Wood等人)中,作者的研究強(qiáng)調(diào)具有合適分子量的一些類型的同型陽離子的聚合物如何能夠應(yīng)用于處理淤泥的脫水中。由于由此應(yīng)用的合成方法,他們描述的均聚物的平均分子量的平均值低,不能保證很好的性能。在目前的技術(shù)狀態(tài)下,世界市場上用作淤泥的絮凝劑、造紙廠中的混合物的保持劑、飲用水純化中的清潔絮凝劑和/或用作增稠劑的幾乎所有的聚合物、聚電解質(zhì),均是丙烯酰胺基的。丙烯酰胺是有毒物質(zhì),歸類為1B類致癌物,是積聚的神經(jīng)毒害物質(zhì),因此存在其工業(yè)處理固有的與專業(yè)人員暴露直接關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)的所有問題。在過去15年中,無數(shù)的研究彼此遵循,其已經(jīng)研究了丙烯酰胺對人以及動物和環(huán)境的毒性作用。對此,提及下述最近的參考文獻(xiàn):·KlaunigJE,KamendulisLM.Mechanismsofacrylamideinducedrodentcarcinogenesis.AdvExpMedBiol2005;561:49-62.·ManiereI,GodardT,DoergeDR,ChurchwellMl,GuffroyM,LaurentieM,etal.DNAdamageandDNAadductformationinrattissuesfollowingoraladministrationofacrylamide.MutatRes2005;580(1-2):119-29.·NationalToxicologyProgram,CenterfortheEvaluationofRiskstoHumanReproduction(NTP-CERHR).MonographonthePotentialHumanReproductiveandDevelopmentalEffectsofAcrylamide.February,2005.NIHPublicationNo.05-4472.·RiceJM.Thecarcinogenicityofacrylamide.MutatRes2005Feb7;580(1-2):3-20.·YangHJ,LeeSH,JinY,ChoiJH,HanDU,ChaeC,LeeMH,HanCH.Toxicologicaleffectsofacrylamideonrattesticulargeneexpressionprofile.ReprodToxicol2005;19(4):527-34.2010年03月30日,在REACH法規(guī)應(yīng)用中,ECHA以決議ED/68/2009在“高度關(guān)注物質(zhì)”(SVHC)清單中已經(jīng)包括丙烯酰胺。REACH法規(guī)的目的是鑒定會對人類健康或環(huán)境具有嚴(yán)重影響的物質(zhì),充分查驗(yàn)與這些物質(zhì)的使用有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)(如有可能,其必須被逐漸替代)和提供其僅用于特定和受控用途的許可。前面已經(jīng)說過,獲得不使用丙烯酰胺單體制造的聚電解質(zhì)的可能性將允許從市場上除去該危險(xiǎn)物質(zhì),由此避免其生產(chǎn)、處理和運(yùn)輸。不幸的是,本申請人進(jìn)行的研究已經(jīng)表明,在傳統(tǒng)聚合過程中,使用較少毒性的丙烯酸類或非丙烯酸類單體簡單替代丙烯酰胺單體制備聚合物,即使這些單體與丙烯酰胺密切相關(guān),聚合物的性能相對于丙烯酰胺類聚合物也是不能令人滿意的,不足以用于工業(yè)應(yīng)用。因此,本發(fā)明的目標(biāo)是不使用丙烯酰胺單體來制備新型聚電解質(zhì)聚合物,即″不含丙烯酰胺″的聚合物,然而其提供的性能至少相當(dāng)于由丙烯酰胺聚合物所提供的那些性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明基于下述發(fā)現(xiàn):通過改變不同于丙烯酰胺的丙烯酸類單體的聚合方法,可獲得新型的″不含丙烯酰胺″的聚電解質(zhì)聚合物,其具有的應(yīng)用參數(shù)完全比得上商業(yè)中丙烯酰胺基產(chǎn)品的那些應(yīng)用參數(shù),有時(shí)甚至更好。特別是,本發(fā)明的新型聚合物能夠制備且用于之前提到的應(yīng)用,而沒有任何污染和/或限制性的約束,由此落入″綠色化學(xué)品″的類別。此外,在油包水乳液中制備的所述聚合物可有利地與目前用于丙烯酰胺基標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的相同的稀釋和配料系統(tǒng)一起使用。因此,本發(fā)明的第一主題是一種不含丙烯酰胺的丙烯酸類聚合物的制備方法,其包含下述步驟:a)制備反應(yīng)混合物,其含有單體或單體混合物,以及合適的聚合添加劑,b)以受控的方式添加聚合催化劑,c)允許聚合反應(yīng)進(jìn)行直到獲得所述聚合物,其特征在于,所述單體或單體混合物沒有或不包含丙烯酰胺,所述反應(yīng)混合物為油包水乳液且所述聚合反應(yīng)在30℃至45℃之間、即35℃至40℃之間、即35℃至38℃之間的受控溫度下進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中,所述方法的特征在于,通過以受控的方式添加所述催化劑和通過根據(jù)需要加熱或冷卻所述混合物,將所述反應(yīng)溫度保持在限定的閾值下。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中,所述催化劑添加通過連續(xù)供應(yīng)或在所述反應(yīng)時(shí)間內(nèi)脈沖式投料來進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施方式中,通過將含有具有低HLB值的表面活性劑的油相和含有所述單體或單體混合物、助催化劑和常用聚合添加劑的水相混合,得到所述油包水乳液。在另一個(gè)實(shí)施方式中,所述單體混合物包含交聯(lián)單體。在另一個(gè)實(shí)施方式中,所述方法包含聚合完成的額外步驟(燒盡)(burn-out)。在另一個(gè)實(shí)施方式中,所述方法可包含額外的步驟,其中將具有高HLB值的乳液的反轉(zhuǎn)表面活性劑添加至所述反應(yīng)乳液。本發(fā)明的第二主題是可使用本發(fā)明方法獲得的丙烯酸類聚合物,因?yàn)樵谒鼍酆衔锏闹苽浞椒ㄖ形词褂帽0罚蚨洳缓斜0穯误w單元。特別是,具有一個(gè)或多個(gè)下述性質(zhì)的聚合物:聚合物的分子量包含在5MD至30MD之間;聚合物乳液的體積粘度包含在500cPs至2500cPs之間;聚合物的UL粘度(在標(biāo)準(zhǔn)溶液中)包含在3cPs至60cPs之間;所述乳液中的固體百分比包含在35%至50%之間;具有0.5%活性物質(zhì)的水溶液在25℃下的粘度包含在150cPs至8000cPs之間;以秒表示的在水中的溶解時(shí)間包含在1s至15s之間。本發(fā)明的第三主題是油包水乳液形式的聚合物組合物,其包含本發(fā)明的丙烯酸類聚合物和反轉(zhuǎn)表面活性劑,在將所述聚合物組合物本身混合至用于最終應(yīng)用的水性介質(zhì)后,所述反轉(zhuǎn)表面活性劑能夠?qū)⑺鲇桶橐悍崔D(zhuǎn)成水包油乳液。本發(fā)明的另一主題是本發(fā)明的組合物用作絮凝劑、保持劑、凝結(jié)劑、破乳劑、增稠劑的用途。本發(fā)明的其它額外主題是:來自化學(xué)、物理和/或生物廢水處理的廢水或淤泥的清潔方法,其包含將根據(jù)本發(fā)明的丙烯酸類聚合物或含有它們的組合物與所述廢水或淤泥在攪拌下混合的步驟。用于生產(chǎn)紙和/或紙板的造紙廠的混合物凝聚或保持的方法,其包含將根據(jù)本發(fā)明的丙烯酸類聚合物或含有它們的組合物與所述用于造紙廠的混合物在攪拌下混合的步驟。用于破乳或增稠石化或采掘工業(yè)的加工產(chǎn)品的方法,其包含將根據(jù)本發(fā)明的丙烯酸類聚合物或含有它們的組合物與所述用于造紙廠的加工產(chǎn)品混合物在攪拌下混合的步驟。用于增稠清潔劑或化妝品工業(yè)的產(chǎn)品的方法,其包含將根據(jù)本發(fā)明的丙烯酸類聚合物或含有它們的組合物與所述產(chǎn)品在攪拌下混合的步驟。附圖描述圖1:所述圖示出用于進(jìn)行瓶式檢驗(yàn)(JarTest)的典型裝置。圖2:所述圖包括示出表7所示的結(jié)果的兩個(gè)曲線圖。曲線圖1表示用所述陽離子聚合物純化的水的透光率;曲線圖2示出用所述陽離子聚合物處理的淤泥中的干殘留物%。圖3:所述圖包括示出表8所示的結(jié)果的兩個(gè)曲線圖。曲線圖3表示用所述陰離子聚合物純化的水的透光率。曲線圖4表示用所述陰離子聚合物處理的淤泥中的干殘留物%。圖4:所述圖包括示出表9所示的結(jié)果的兩個(gè)曲線圖。曲線圖5表示用所述兩性離子聚合物純化的水的透光率。曲線圖6表示用所述兩性離子聚合物處理的淤泥中的干殘留物%。發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明的聚合物主題可以是相同陽離子的、相同陰離子的、兩性離子的或基于不同單體的不同組合。特別是,它們可以是陽離子均聚物、陽離子共聚物、陽離子三元共聚物;陰離子均聚物、陰離子共聚物、陰離子三元共聚物;兩性離子共聚物、兩性離子三元共聚物。用本申請中描述的合成法制備的這種聚電解質(zhì)具有適合于廉價(jià)且有效的絮凝工藝的分子量。本發(fā)明的聚合物的制備方法單體本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了一系列預(yù)篩選試驗(yàn),旨在檢測能夠?yàn)榫酆衔锾峁└叻肿恿康年栯x子和陰離子丙烯酸類單體以及非丙烯酸類單體。已經(jīng)計(jì)算出單種單體相對于丙烯酰胺的化學(xué)反應(yīng)性的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)性的百分比值(RCS%)。這種值是單體在標(biāo)準(zhǔn)化操作條件下形成均聚物的能力的度量。用于計(jì)算RCS%的方法的操作參數(shù)示出在本專利申請的實(shí)驗(yàn)部分;所述用于計(jì)算RCS%的方法已經(jīng)由GRS完整研發(fā)出。用于測定RCS%值的方法假定可與通常用于丙烯酰胺基聚合物工業(yè)合成的反應(yīng)溫度相比較的反應(yīng)溫度作為方法基礎(chǔ),即使在后一種情況中,所述聚合可以在稍微較低溫度(50-55℃)下進(jìn)行。例如,本發(fā)明人分析的一些單體及其RCS%″標(biāo)準(zhǔn)″值示出在表1中(與相應(yīng)的CAS數(shù)字一起)。表1n.單體名稱CASRCS%1丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(AETAC)44992-01-023.352甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(METAC)5039-78-119.683甲基丙烯酸二甲氨基乙酯DMS季鹽6891-44-718.524丙烯酸二甲氨基乙酯DMS季鹽13106-44-021.75二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)7398-69-817.886丙烯酸79-10-783.387甲基丙烯酸79-41-461.3682-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸15214-89-865.379苯乙烯磺酸鈉2695-37-658.15通過將RCS100%值按常規(guī)分配給丙烯酰胺單體,低于100%的值將顯示所述單體形成均聚物的能力較低,而高于100%的值將表示單體具有高于丙烯酰胺的聚合能力。因此,RCS%值是間接反映所得到的聚合物的性能的參數(shù)。實(shí)際上,高RCS%值反映出得到的所述聚合物溶液的粘度高,相對于合成的聚合物的高分子量,其因而將在工業(yè)應(yīng)用中具有良好的性能。反之,低RCS%值反映出聚合物溶液的粘度低,進(jìn)而合成的聚合物的分子量低,因而所述聚合物在工業(yè)應(yīng)用中的性能差。從表1可以看出,在所研究的單體之中,任一單體均具有顯著低于100%(與聚丙烯酰胺相關(guān)的參考值)的RCS%值,因而合成操作條件(尤其是溫度)相同時(shí),其將制得比由丙烯酰胺得到的那些均聚物具有更低分子量的均聚物,因而具有不能令人滿意的應(yīng)用性能的均聚物。然而,本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如以下所描述的,通過改變RCS%方法的聚合溫度分布,通過在相對于常規(guī)方法更溫和和更受控的條件下操作,能夠顯著提高相同單體的RCS%值。實(shí)際上,在降低RCS%方法中的聚合溫度(即60℃)或制備丙烯酰胺聚合物的工業(yè)方法中的聚合溫度(即50-55℃)時(shí),在包含在30℃至45℃之間,優(yōu)選在35℃至40℃之間,更優(yōu)選在35℃至38℃之間,優(yōu)選約37℃,例如35.5℃、36℃、36.5℃、37℃、37.5℃的溫度下,成功地至少部分增大表1的單體的低RCS%。例如,對應(yīng)于表1中提到的單體且通過在上述條件下操作得到的RCS%值示出在下表2中。表2相對于聚丙烯酰胺在60℃下,所述單體在37℃下改變的RCS%n.單體名稱CASRCS%1丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(AETAC)44992-01-040.002甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(METAC)5039-78-132.473甲基丙烯酸二甲氨基乙酯DMS季鹽6891-44-729.154丙烯酸二甲氨基乙酯DMS季鹽13106-44-035.555二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)7398-69-832.146丙烯酸79-10-7122.947甲基丙烯酸79-41-4105.3682-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸15214-89-892.069苯乙烯磺酸鈉2695-37-689.68因此,單獨(dú)或以混合物形式使用的適合于本發(fā)明的丙烯酸類單體為,在根據(jù)本發(fā)明的聚合條件下,具有RCS%值至少30%、例如30%、35%、40%、50%,但優(yōu)選高于50%,例如60%、70%、80%、90%或95%或甚至優(yōu)選等于或高于100%,例如105%、110%、120%、130%、150%、170%的那些,排除丙烯酰胺。除上述單體之外,任何具有水溶性的極性基團(tuán)的乙烯基或烯丙基單體可用于所述目的。可用于所述目的的其它陽離子單體為:丙烯酸二甲氨基乙酯芐基氯季鹽、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸鹽、丙烯酸二甲氨基乙酯鹽酸鹽、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季鹽、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季鹽、甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基氯化銨、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨、二甲基氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸酯季鹽、二甲基氨基丙基丙烯酰胺硫酸鹽、二甲基氨基丙基丙烯酰胺鹽酸鹽、二烯丙基二乙基氯化銨、二烯丙基二甲基氯化銨、二烯丙基胺、乙烯基吡啶??捎糜谒瞿康牡钠渌庪x子單體為:乙烯基磺酸、乙烯基磺酸的鹽、乙烯基苯磺酸、乙烯基苯磺酸的鹽、α-丙烯酰胺甲基丙烷磺酸、α-丙烯酰胺甲基丙烷磺酸的鹽、甲基丙烯酸2-磺基乙酯、甲基丙烯酸2-磺基乙酯的鹽、丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸的鹽、馬來酸、富馬酸、衣康酸、琥珀酸、苯乙烯磺酸酯及其鹽。此外,所有選擇的單體均為水溶性的,因?yàn)橐坏┙Y(jié)束,它們是聚電解質(zhì),它們將不得不在水性介質(zhì)中顯現(xiàn)它們的官能性。本發(fā)明的不含丙烯酰胺的聚合物的制備方法本文中描述的″不含丙烯酰胺的″聚電解質(zhì)是在″油包水″乳液中,在精細(xì)且適當(dāng)受控的條件下,通過合成工藝獲得的。所述方法包含下述步驟:i)制備油相;ii)制備水相;iii)制備乳液;iv)聚合反應(yīng);v)除去微量的游離剩余單體;vi)乳液反轉(zhuǎn)。即使優(yōu)選存在,用于除去微量單體的步驟(v)和用于反轉(zhuǎn)所述乳液的步驟(vi)是任選的。步驟(iv)是最重要的步驟。i)制備油相:在具有適合于待制備的聚合物的量的容積的混合器,例如3-升混合器中,制備油相。所述油相的組分通常為:油性溶劑,例如堅(jiān)決不含硫且不含香料的鏈烷高沸點(diǎn)的溶劑(例如ExxonMobilChemicals的ExxsolD100),和一種或多種具有低HLB(例如3.0-6.0范圍內(nèi))的表面活性劑,例如:甘油單硬脂酸酯、二醇烯屬單硬脂酸酯、甘油脂肪酯、聚乙二醇單硬脂酸酯、牛脂胺乙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、具有2摩爾環(huán)氧乙烷的脂肪醇乙氧基化物、脫水山梨糖醇-單油酸酯、脫水山梨糖醇-二油酸酯、脫水山梨糖醇-三油酸酯、脫水山梨糖醇-單硬脂酸酯、油烯基-異丙醇胺。這些表面活性劑的一些以商品名銷售,例如:LambertiS.p.A的Sorbitol或脫水山梨糖醇-單油酸酯和BurcoChemicals的Burcomide61-油酸異丙醇酰胺,易于形成穩(wěn)定的″油包水″乳液。一旦稱量,就將單個(gè)組分導(dǎo)入所述混合器,并在約25℃的溫度下,使其進(jìn)行攪拌,直到獲得均相。此時(shí),所述油相隨時(shí)可以使用。ii)制備水相:在另一個(gè)具有合適容積的混合器、例如2-升混合器中,制備水相。即使在這種情況下,所述水相的典型組分為:水溶性單體(具體參1表1中指明的那些)、軟化水(或通過滲析)、助催化劑、轉(zhuǎn)移劑(用于以適當(dāng)?shù)姆绞将@得分子量)、抗凝劑(其將防止單體內(nèi)部聚合(iper-polymerization)形成凝膠)、如以下所定義的交聯(lián)劑、氧化-還原助催化劑、賦形劑、絡(luò)合劑。一旦稱量各種組分,就將它們放入所述混合器內(nèi)部,并使它們在約25℃的溫度下進(jìn)行攪拌,直到所述溶液為均相。一旦所述水相為均相,測量pH(使用校準(zhǔn)在7.0-4.0范圍內(nèi)的pH計(jì))。對于陽離子乳液,使所述溶液pH變成5.0±0.2,和對于陰離子和兩性離子乳液,使所述溶液pH變成7.5±0.2。通過使用適當(dāng)?shù)臏y量裝置,例如巴斯德滴管,慢慢地添加30%(w/w)硫酸溶液或32%(w/w)氨水溶液,獲得所述溶液的pH。一旦達(dá)到期望的pH值,所述水相隨時(shí)可以使用。iii)制備乳液:當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)相已準(zhǔn)備好時(shí),繼續(xù)進(jìn)行乳液形式的反應(yīng)混合物的制備。平均來說,所述油相/水相之比為25/75(w/w)。為了該目的,將所述水相倒入所述油相,并使用高效和高速浸漬混合器,使所有東西均勻化。均勻化時(shí)間取決于期望的乳液膠束的尺寸;高均勻化時(shí)間將導(dǎo)致高度均相(嚴(yán)格的高斯分布)和穩(wěn)定的小膠束(0.5-1.5微米)。一旦制得所述乳液,則使用數(shù)字粘度計(jì),測定其體積粘度(整體原料)。這種參數(shù)是均勻化工藝效率的指標(biāo)。平均來說,可聚合的原料乳液的最佳粘度范圍為1000-1500cPs@25℃。iv)聚合反應(yīng):聚合反應(yīng)器在具有適當(dāng)容積的裝備有下述裝置的可密封的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng):優(yōu)選機(jī)械攪拌裝置,加熱和冷卻裝置,手動或自動的、甚至可編程的用于測量和控制各個(gè)反應(yīng)相的溫度的裝置,氣體的入口/出口和用于控制流量的裝置、用于添加試劑的裝置。特別是,所述反應(yīng)器必須裝備有用于添加或補(bǔ)充用于所述反應(yīng)的催化劑或催化劑的混合物的裝置。此類裝置適合于在所述反應(yīng)的固定和預(yù)定時(shí)刻按時(shí)投量,也稱為″投射″或脈沖投量?;蛘?,此類裝置適合于在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)以連續(xù)流進(jìn)料催化劑。在每種情況下,用于進(jìn)料或計(jì)量催化劑的裝置必須保證在計(jì)量的量、進(jìn)料時(shí)間方面的受控供應(yīng)。此類用于計(jì)量催化劑的裝置例如可以是注射泵、蠕動或微蠕動的、甚至自動的計(jì)量裝置。如果以上列舉的功能的一部分可通過外部裝置來提供,則對本發(fā)明來說,所述反應(yīng)器具有可利用的所有以上列舉的功能不是必要的。最后,所述反應(yīng)器可裝備有自動的、甚至可編程的控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)將計(jì)量的催化劑的量和/或計(jì)量時(shí)間(長度或時(shí)機(jī))與聚合混合物的一種或多種參數(shù)例如粘度,但優(yōu)選與反應(yīng)溫度相關(guān)聯(lián),以將這種參數(shù)保持在預(yù)定閾值以下,由此允許需要最少使用催化劑。步驟將所述乳液投入惰性氣氛例如氮?dú)鈿夥障碌姆磻?yīng)器中。在惰性環(huán)境中穩(wěn)定之后,將需求量的助催化劑添加至所述粗乳液(參見隨后描述的合成法″A″,要求基于氧化-還原機(jī)理激活絡(luò)合催化機(jī)理)(選擇自由基引發(fā)劑的種類如Arkema的TBH70X-叔丁基過氧化氫-或二叔丁基過氧化物,在其稀釋在軟化水中時(shí))。將所述混合物置于惰性氣氛中,并在25℃的溫度下保持約60分鐘。因此,以受控方式添加聚合催化劑,這啟動了聚合反應(yīng),并使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行??紤]聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng),所述催化劑投量必須及時(shí)使反應(yīng)溫度達(dá)到上述值,即包含在30℃至45℃之間、優(yōu)選在35℃至40℃之間、甚至優(yōu)選在35℃至38℃之間、優(yōu)選約37℃,例如35.5℃、36℃、36.5℃、37℃、37.5℃的溫度,而不超出所述閾值。所述添加催化劑的方式因此允許精確控制反應(yīng)進(jìn)展,且有利地,允許使用最小量的所需催化劑本身,獲得更高分子量的聚合物。在整個(gè)反應(yīng)期間,所述催化劑進(jìn)料或計(jì)量可根據(jù)兩種模式進(jìn)行:1.通過使用可編程的注射泵,其中以連續(xù)但可改變的流量進(jìn)料聚合催化劑水溶液。實(shí)際上,調(diào)節(jié)所述催化劑流,以使所述乳液在期望的時(shí)間(時(shí)間坡度)達(dá)到反應(yīng)恒定溫度。例如,由于所述催化劑必須使所述反應(yīng)乳液從25℃的溫度在等于60分鐘的時(shí)間內(nèi)達(dá)到37.5℃的溫度(Δt=0.2083℃/min),因此所述溫度升高。此溫度取決于想要獲得的聚合物的類型。低聚合溫度32-38℃將有利于高分子量。2.如果催化劑具有低釋放的自由基,則使用脈沖(″投射″)投量,采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ磻?yīng)時(shí)間。當(dāng)所述乳液達(dá)到要求的合成恒定溫度時(shí),移除絕熱墊層(所述反應(yīng)器可與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換-溫和的冷卻),和通過調(diào)節(jié)催化劑流量和/或借助于冰浴的反應(yīng)器冷卻,保持聚合。當(dāng)所述乳液溫度不能再保持和其降低時(shí),增大催化劑的進(jìn)料量。所述反應(yīng)將以這種方法繼續(xù)進(jìn)行,直到耗盡其自己的反應(yīng)性(所有雙鍵聚合)。v)燒盡(或聚合完成階段)一旦完成反應(yīng)催化劑計(jì)量或進(jìn)料,則將燒盡催化劑添加至所述乳液。燒盡階段為聚合反應(yīng)的階段,其中顯著過量的(20%至200%,優(yōu)選20至100%)自由基催化劑促使最后微量的未反應(yīng)單體聚合且避免其存在于最終聚合物中。所述燒盡催化劑可與聚合反應(yīng)期間使用的催化劑類似或不同。根據(jù)基于聚合階段后的游離剩余單體測定進(jìn)行的研究,GRS選擇過量的基于亞銅/銅離子氧化-還原機(jī)理的自由基催化劑。vi)乳液反轉(zhuǎn):反轉(zhuǎn)表面活性劑:借助于合適的工具,例如注射器,將適量的反轉(zhuǎn)表面活性劑小心地添加至所述反應(yīng)乳液。當(dāng)將其添加至含水裝置或用于制備用于規(guī)定的最終應(yīng)用的聚電解質(zhì)溶液的水時(shí),此類表面活性劑的目的是″反轉(zhuǎn)″所述″油包水″聚合物乳液。實(shí)際上,所述反轉(zhuǎn)表面活性劑的任務(wù)是在制備水中使所述聚合物乳液的烴相乳化,通過釋放其中含有的水性聚電解質(zhì)膠束,允許其最終溶解在水中。因此在所述溶解過程結(jié)束時(shí),將出現(xiàn)″水包油″乳液。用于該目的的表面活性劑或表面活性劑的混合物為HLB在8-18范圍內(nèi)的那些??墒褂玫木唧w表面活性劑的一些實(shí)例為:具有C8-C20脂肪鏈的乙氧基化醇、具有C8-C20脂肪鏈的丙氧基化醇、乙氧基化/丙氧基化共聚物、具有脂肪鏈的磺基丁二酸二烷基酯、乙氧基化的脂肪酸、丙氧基化的脂肪酸、聚二醇的乙氧基化物、甘油三酯-乙氧基化物、甘油三酯-丙氧基化物、壬基酚乙氧基化物、壬基酚丙氧基化物。這些表面活性劑的一些以下述商品名銷售:Huntsman銷售的EmpilanKB7,其結(jié)果是具有7分子環(huán)氧乙烷的乙氧基化醇C12-C14,DowChemicals銷售的Tergitol15-S-7,其結(jié)果是具有7分子環(huán)氧乙烷的乙氧基化仲醇。一旦完成所述表面活性劑的添加,則使所得到的聚合物進(jìn)行攪拌適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,例如約60分鐘。所述反轉(zhuǎn)表面活性劑在所述乳液中的最佳增溶作用是所述產(chǎn)品良好操作的條件。所述反轉(zhuǎn)方法的主要特性由所述聚合反應(yīng)中的催化體系表示。兩種不同的方法″A″和″B″為易于測定所述合成內(nèi)的最終聚合物的最大分子量的工藝?!錋″方法基于可借助于還原組分的適當(dāng)計(jì)量來控制的自由基氧化-還原體系;這允許控制聚合動力學(xué)的進(jìn)展和部分地控制反應(yīng)溫度。以下示出所述機(jī)理方案。所述催化工藝可在20至30°℃的溫度范圍內(nèi)觸發(fā),并可借助于降低劑量來控制。R1O-OH+CHE-Cu+→R1O*+OH-+CHE-Cu++[引發(fā)反應(yīng)]R1O*+CH2=CHR→R1O-CH2-CHR*+單體→聚合物[增長反應(yīng)]R1O-(CH2-CHR)n*+*OR1→R1O-(CH2-CHR)n-OR1R1O-(CH2-CHR)n*+R1O-(CH2-CHR)m*→R1O-(CH2-CHR)n+m-OR1[終止反應(yīng)]2CHE-Cu+++RID+H2O→2CHE-Cu++OXI+2H+[催化劑再生]在以上示出的方案中:R1O-OH表示有機(jī)過氧化氫,其中R1=叔丁基,CH2=CHR表示常規(guī)取代的乙烯基單體,其中R=-COOH、-COOR2,CHE表示螯合劑如:EDTA、DTPA,RID表示還原劑如:焦亞硫酸鈉,OXI表示所述還原劑的氧化形式″B″方法為利用充當(dāng)催化劑的偶氮化合物WakoV50(WakoChemicals)的均裂機(jī)理,具有熱量釋放的自由基方法。作用相當(dāng)?shù)钠渌嫉衔锶鏦akoVA44可用于所述目的。在這種情況下,聚合反應(yīng)的性能依賴于催化劑濃度,并直接地依賴于決定催化劑熱裂解的反應(yīng)溫度。以下示出所述催化劑均裂的方案:因此,通過用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎舛?平均為100ppm)操作和通過以適當(dāng)方式控制聚合反應(yīng)的溫度(35°-37℃范圍),可以得到在分子量方面具有高性能的新工藝。如所述實(shí)施例中強(qiáng)調(diào)的,兩種催化體系″A″和″B″可二者擇一地用于本發(fā)明的方法中。交聯(lián)的聚合物除以上已經(jīng)描述的方法變化之外,還可以通過使用雙官能單體或單和雙官能共聚單體的混合物,改變獲得的聚合物的結(jié)構(gòu),從線性聚合物變成交聯(lián)的聚合物。所述交聯(lián)的聚合物可區(qū)分為較高或較低交聯(lián)水平。這種差異將對聚合物性能具有重大影響。相反地,高度交聯(lián)的聚合物(具有嚴(yán)密的網(wǎng)孔的網(wǎng)格)將導(dǎo)致在所述絮凝過程的下游形成大且機(jī)械穩(wěn)定的淤泥″浮塊″,允許使用排水離心機(jī),而不存在″浮塊″破裂和固體物料松散的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)以下方案可通過使用鏈轉(zhuǎn)移劑,獲得交聯(lián)聚合物的分子量和合適的網(wǎng)格尺寸:P·+XR′→PX+R′·其中:P·=生長的聚合鏈XR′=鏈轉(zhuǎn)移劑PX=終止的聚合鏈R′·=用于新聚合鏈的自由基可用于本申請描述的工藝中的合適的鏈轉(zhuǎn)移劑為:異丙醇、2-巰基乙醇、異丁醇……就涉及的交聯(lián)或網(wǎng)狀二價(jià)或三價(jià)單體而言,這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。在本研究中,例如,使用兩種二價(jià)水溶性單體:亞甲基雙丙烯酰胺和亞乙基雙丙烯酰胺。以下示出它們的結(jié)構(gòu)。H2NCOCH=CH-CH2-CH=CHCONH2(亞甲基雙丙烯酰胺)H2NCOCH=CH-CH2-CH2-CH=CHCONH2(亞乙基雙丙烯酰胺)通過參考用于合成的交聯(lián)單體的ppm,可以確定聚合物的交聯(lián)度。在本研究中,使用可在最小值3ppm和最大值6ppm之間變化的濃度,但同樣可使用該范圍之外的濃度,它們保留在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此,由于文獻(xiàn)中沒有描述編纂體系,因而等于0%的CL(交聯(lián))值已經(jīng)任意地與線型分子關(guān)聯(lián),等于50%的CL(交聯(lián))值與具有3ppm交聯(lián)劑的聚合物關(guān)聯(lián),和在6ppm交聯(lián)劑的情況下,CL(交聯(lián))值等于100%。本發(fā)明的聚合物根據(jù)本發(fā)明獲得的不含丙烯酰胺的聚合物通過其制備方法和一系列直接由所述方法本身的操作條件導(dǎo)出的典型參數(shù)進(jìn)行表征。聚合后得到的乳液的外形或外觀:不透明的-半透明的粘性液體;分子量:包含在3MD至30MD之間;體積粘度:聚合后聚合物乳液在25℃下以cPs計(jì)的粘度值包含在500cPs至2500cPs之間;UL粘度:所述聚合物測定的在25℃下以cPs計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)粘度值包含在3cPs至60cPs之間;固體%:其為借助于160℃溫度下的熱重平衡計(jì)算的存在于乳液聚合物中的固體的%值(w/w),包含在35%至50%之間;0.5%溶液中的粘度:其為聚合物在0.5%水溶液的干基聚合物乳液的25℃下用cPs表示的粘度,包含在150cPs至8000cPs之間;溶解試驗(yàn):在適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)條件下,聚合物乳液溶解在水中所需的以秒計(jì)測量的值,包含在1s至15s之間。游離單體:用mg/Kg乳液(或ppm)表示的聚合后游離單體的殘余濃度的值。該值必須低于250ppm;凝膠%:以%(w/w)計(jì)的該值表示在聚合期間已經(jīng)形成的凝聚物的量;該值表示所述合成方法的效果。好的聚合具有低于0.5%的凝膠值。重要的提醒是,所述聚合物表征的主要參數(shù)為″UL粘度″(其尤其是聚合物分子量的直接度量)和0.5%溶液中的粘度,基于其評價(jià)所述聚合物在以下描述的應(yīng)用中的效果。這些參數(shù)的低值表示工業(yè)性能差或不足。工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明的不含丙烯酰胺的聚電解質(zhì)聚合物可用于各種應(yīng)用領(lǐng)域,如廢水或淤泥的清潔、造紙廠、石油化學(xué)和采掘工業(yè)、清潔劑和化妝品工業(yè)。特別是,本發(fā)明的聚電解質(zhì)聚合物可用作絮凝劑用于廢水或用于來自廢水化學(xué)-物理和/或生物處理的淤泥、用于生產(chǎn)紙和/或紙板的造紙廠的混合物中的凝結(jié)劑或保持劑、石化領(lǐng)域的破乳劑、采掘工業(yè)領(lǐng)域的增稠劑、用于清潔劑和/或化妝品工業(yè)的增稠劑。實(shí)驗(yàn)部分和分析方法基于根據(jù)本發(fā)明得到的聚合物的特征和性能,對其進(jìn)行評價(jià)。以下示出用于表征和性能試驗(yàn)的技術(shù)方案和方法,并在本發(fā)明的″不含丙烯酰胺的″聚合物上進(jìn)行。單體的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)性(RCS%)的測定本方法的目標(biāo)是測定對于給定的離子單體,當(dāng)使其在測定條件下反應(yīng)時(shí)可獲得的最大聚合物分子量。所獲得的聚合物溶液的粘度將是該能力的度量。為了假定″參考標(biāo)準(zhǔn)″,將″100%″值與根據(jù)該方法合成的聚丙烯酰胺關(guān)聯(lián)。上述″100%″與在10次丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)聚合中測量的″平均″粘度關(guān)聯(lián)。以下描述操作程序:要分析的單體必須在適當(dāng)裝備的3-升反應(yīng)器中聚合。使用的標(biāo)準(zhǔn)條件為:·待合成的聚合物溶液必須具有等于2000+/-5g的反應(yīng)器質(zhì)量。·水溶液中的單體濃度必須等于0.03018摩爾%(僅活性的)?!に鋈芤簆H必須為7.00+/-0.5(借助于10%氫氧化鈉或30%硫酸)?!し磻?yīng)溫度必須等于60℃(+/-2℃);·催化劑必須在55℃(+/-1℃)的溫度下注射?!拇呋瘎┳⑸涞?5℃至反應(yīng)的60℃的溫度梯度必須等于1℃/min?!ぴ凇鍩M″之前,反應(yīng)時(shí)間必須為3小時(shí)(+/-5分鐘)?!ぴ?%活性溶液中的催化劑濃度必須等于向反應(yīng)器投料的025%?!ご呋瘎┍仨殲閃akoChemicals的WakoV50(2,2′-偶氮雙(2-甲基丙脒)-二鹽酸化物),其合適地保存在冰箱中。在這些條件下,所述催化劑具有等于2年的使用期限。·在整個(gè)反應(yīng)期間(當(dāng)裝載單體時(shí)開始到″燒盡″階段后停止),氮?dú)饬鳌ⅰ鍑娚洹灞仨殲?l/min?!し磻?yīng)器的攪拌速度必須等于250rpm。如此合成的聚合物將是″在RCS條件下聚合的″。聚合物的粘度的測定和其RSC%值的分配。一旦在RCS條件下獲得聚合物,則必須測定其粘度;對于上述目的,必須使用下述粘度計(jì):DV-I+裝備有s63的數(shù)字式布氏粘度計(jì)(Brookfield)。根據(jù)所分析的產(chǎn)品的粘度,規(guī)定軸旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)行粘度測量之前,必須將聚合物在600ml廣口燒杯中在25℃下進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。所述聚合物在其內(nèi)部必須沒有氣泡和/或濃縮物,然后粘度、梯度。所述粘度測量必須進(jìn)行5次,且必須使用所得到的值的算數(shù)平均值計(jì)算RCS。以下述方式進(jìn)行RCS計(jì)算:RCS=Vmm/Vamd*100其中:Vmm=未知聚合物測定的平均粘度Vamd=15000cPs(標(biāo)準(zhǔn)丙烯酰胺的粘度).100=量綱因子溶解試驗(yàn):在1000ml的劃刻度1000ml且具有高形狀的燒杯中,放入來自滲析的400ml水。然后,將所述燒杯放置到裝備有合適的攪拌棒的機(jī)械攪拌器下。借助于所述棒,將旋渦運(yùn)動施加至所述400ml水,由此使水達(dá)到等于600ml的渦流高度。突然,借助于注射器,將大量聚合物乳液注射到″旋轉(zhuǎn)″的水中,以獲得等于0.5%(w/w)的聚合物水溶液。然后,測量由于水溶液粘度增加,所述燒杯中渦流開始達(dá)到400ml高度的時(shí)間,以秒計(jì)。測量的時(shí)間取決于聚合物乳液的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及它們的平衡。簡而言之,渦流降低表示在水中所述聚合物的釋放表面活性劑的最佳劑量,間接地,其表示所述聚合物的分子量(高分子量將要求幾秒降低渦流)。游離單體(游離剩余單體):借助于具有UV-Vis檢測器的HPLC,測量聚合后游離剩余單體的量。借助于合適的溶劑,從所述聚合物乳液提取游離的剩余單體。然后,將具有上述單體的提取的溶液進(jìn)行分析篩選。最好的分析方法假定使用具有UV-VIS檢測器的HPLC技術(shù)。所述測定使用HPLC柱如SpherosorbODS-1,5μ,250cm×4.6mm。然后,將所述測定結(jié)果與在所述方法中先前形成的標(biāo)定曲線進(jìn)行比較。凝膠%:用75g高沸點(diǎn)石蠟溶劑如ExxsolD100適當(dāng)?shù)叵♂?00g聚合物乳液。在適當(dāng)?shù)木鶆蚧螅谝呀?jīng)適當(dāng)稱重的合適的100微米篩上過濾如此獲得的溶液。在所述聚合物溶液過濾之后,用溶劑洗滌所述篩,干燥,然后再次稱重。凝膠百分比量由下式給出:凝膠%=[(Pf-Pi)/Pe]*100其中:Pf=最終的過濾網(wǎng)格重量Pi=初始的過濾網(wǎng)格重量Pe=分析的乳液的重量UL粘度(UL粘度):這種粘度是直接與溶于水的聚合物的分子量有關(guān)的參數(shù)。具有高UL粘度(>5,00cPs@25℃)的聚合物保證在絮凝和凝結(jié)領(lǐng)域的良好性能。因此,這種粘度是絮凝聚合物的不可缺少的認(rèn)可參數(shù)。借助于裝備有稱為″UL適配器″的適當(dāng)適配器的布氏粘度計(jì),進(jìn)行該粘度的測定。將待分析的聚合物溶于″標(biāo)準(zhǔn)″鹽溶液,所述鹽溶液由4.0%(w/w)濃度的惰性電解質(zhì)氯化鈉和0.1%濃度的HLB在10-12范圍內(nèi)的非離子型表面活性劑構(gòu)成。將待檢測的聚合物以基于聚合物干重計(jì)0.3%的濃度溶于所述″標(biāo)準(zhǔn)″溶液。在所述聚合物借助于機(jī)械攪拌(20分鐘)適當(dāng)溶解之后,在25℃的自動調(diào)節(jié)溫度下,借助于適當(dāng)?shù)倪m配器,讀取UL粘度的值。本發(fā)明的聚合物具有3cPs至60cPs的UL粘度值。0.5%溶液的粘度:在裝備有機(jī)械攪拌和合適的平槳的合適燒杯中,為了不″分割″所述聚合物,制備基于聚合物干重的0.5%的在滲析的水中的聚合物溶液。將所述溶液攪拌30分鐘,然后在25℃下自動調(diào)溫。在自動調(diào)溫后,通過布氏粘度計(jì),借助于合適的錠子,測量粘度。本研究中合成的新型″不含丙烯酰胺的″聚合物的0.5%粘度包含在300cPs至4000cPs@_25℃的范圍內(nèi)。瓶式檢驗(yàn):在科學(xué)-工程環(huán)境中廣泛地認(rèn)可和公認(rèn)的用于測量聚電解質(zhì)的絮凝效果的方法是瓶式檢驗(yàn)。進(jìn)行這種試驗(yàn)的典型裝置示出在圖1中。圖1從該圖可以看出,所述裝置具有6個(gè)并聯(lián)的平槳,這保證待絮凝的淤泥的相同轉(zhuǎn)速。通過高高地放置在所述裝置上的合適測速計(jì)測量轉(zhuǎn)速。然后,將攪拌槳放置到6個(gè)燒杯中,通常是1000ml燒杯,其中以800克/燒杯的量放入要進(jìn)行檢驗(yàn)的淤泥(預(yù)先已均勻化)。當(dāng)淤泥經(jīng)受約150rpm的攪拌時(shí),添加聚電解質(zhì)聚合物,平均值為25至100ppm;更劇烈的攪拌會削弱生長的浮塊的機(jī)械穩(wěn)定性。所述燒杯之一沒有與待分析的聚合物組合,于是其保留作為進(jìn)行的檢驗(yàn)的″參照″。本研究中描述的″不含丙烯酰胺的″聚合物突出了在中心篩選范圍中的最佳性能,即50ppm至75ppm的劑量。通過測量透過含水上清液到絮凝淤泥的透光率和通過測量基于凝結(jié)淤泥的干殘留物%,測定所述檢驗(yàn)的絮凝效果。透光率測量透光率測量基于分子對200nm至780nm之間的輻射波長的選擇性吸收。上述的光譜范圍可分為兩個(gè)區(qū)域:近紫外(200-400nm)和可見紫外(400-780nm)。在已知波長下,以假定的強(qiáng)度(lo),通過輻射照射待查的樣品,然后,通過檢測發(fā)出輻射(lo-x)的強(qiáng)度,可將上述現(xiàn)象應(yīng)用至分析目的,所述量:T=(lo-x)/lo定義為透光率。相對于光(UV或可見光)射線的水透光率表示后者的透明水平。待查的水透光率越大,會屏蔽輻射的雜質(zhì)含量越低。通常在420nm波長下分析浮在絮凝淤泥上層的水;使用預(yù)先用Whatman膜Nr.42過濾的相同水用于對照。在UV-VIS分光光度計(jì)mod.lambda2Perkin-Elmer上,在420nm下進(jìn)行所述測定。本文中研發(fā)的新型聚合物提供高于90%的透光率峰值?;谀Y(jié)淤泥的干殘留物百分比的測量因?yàn)榫哂懈吆克值挠倌鄬⑹菑囊后w相中難以分離固體相的指標(biāo),因此淤泥的干殘留物百分比給出水凈化水平的指標(biāo)。更大的緊湊性和比重的浮塊將允許獲得來自工廠的脫水程度更高的淤泥,因而更好地與水分離,其明顯從清潔器出去,且由于較小含量的水分,甚至具有較小比容積。實(shí)際上,生產(chǎn)的淤泥的主要組分是包含在其中的相對于固體級分的水,因此所述容積完全由未分離的液體級分構(gòu)成。在瓶式檢驗(yàn)的淤泥上進(jìn)行干殘留物%的測量。在過濾器200-微米金屬篩上收集所述淤泥并排水10分鐘,然后放進(jìn)105℃下的爐子中持續(xù)2小時(shí)的時(shí)間。然后,計(jì)算干燥前后的樣品重量差值%。平均來說,本文中描述的″不含丙烯酰胺的″聚電解質(zhì)產(chǎn)生高于7-8%的干殘留物百分比平均值。以下借助于具有闡明且非限制性目的的實(shí)施例描述本發(fā)明。實(shí)施例1:使用″A″合成法的基于丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(AETAC)的聚陽離子聚合物(AF100SA)的合成制備油相:將461.82g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將1084.30g的丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨的80%水溶液與353.15g通過滲析的水、8.83g的1%溴酸鉀溶液、2.50g異丙醇、0.70g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽、10.00g二氯化銨和0.27g硫酸混合,以使所述水溶液的pH在5.00+/-0.2的范圍內(nèi)。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以具有相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m的反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相插入到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。然后,適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在30分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.30g的1%叔丁基過氧化氫溶液添加至所述反應(yīng)器。在2l/m下氮?dú)鈬娚淞硗?0分鐘后,將氣流降低至1l/m,并使乳液溫度達(dá)到25.0℃。借助于微蠕動計(jì)量系統(tǒng),開始將0.5%的焦亞硫酸鈉溶液添加至所述反應(yīng)體系,這會觸發(fā)聚合反應(yīng)。所述還原性溶液將必須以一定劑量投入所述乳液,以使所述反應(yīng)器溫度在60分鐘內(nèi)從25.0℃達(dá)到37.5℃。一旦達(dá)到上述理想的聚合溫度,則在整個(gè)反應(yīng)期間優(yōu)化還原性溶液至反應(yīng)器的劑量;在合成期間,可使用具有增大的濃度的焦亞硫酸鈉(1.0%和5.0%)溶液,以確保保持37.5℃的溫度。當(dāng)甚至使用最大濃度的還原性溶液,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加45.90gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.10g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例2:使用″B″合成法的基于丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的聚陽離子聚合物(AF100SB)的合成制備油相:將461.80g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將1084.30g的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液與353.15g通過滲析的水、8.83g的1%溴酸鉀溶液、2.50g異丙醇、0.70g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽、10.00g氯化銨和0.27g硫酸混合,以使所述水溶液的pH在5.00+/-0.2的范圍內(nèi)。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m的反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。然后,使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在40分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.66g的1%的WakoV50催化劑[2,2′-偶氮雙(2-甲基丁腈)]溶液添加至所述反應(yīng)器,并開始在反應(yīng)器中加熱,在接下來20分鐘內(nèi),必須使其達(dá)到37.5℃的反應(yīng)溫度。一旦達(dá)到37.5℃,則開始聚合反應(yīng),并且將可以降低氮?dú)饬髦?l/m。在反應(yīng)期間,可能要求額外添加具有更高濃度的催化劑。當(dāng)甚至面對進(jìn)一步添加催化劑,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加45.90gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.10g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例3:使用″A″合成法的基于丙烯酸的聚陰離子聚合物(AF100ASA)的合成制備油相:將354.60g脫硫且脫芳香烴的雙鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將446.25g的99%丙烯酸與199.00g通過滲析的水混合,并用32926g的32%氨水中和直到pH7.5。最后添加1.40g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和0.50g異丙醇。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了形成要在合適反應(yīng)器中聚合的合適的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。然后,適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在30分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.30g的1%二叔丁基過氧化氫溶液添加至所述反應(yīng)器。在2l/m下氮?dú)鈬娚淞硗?0分鐘后,將氣流降低至1l/m,并使乳液溫度達(dá)到25.0℃。借助于微蠕動計(jì)量系統(tǒng),開始將0.5%的焦亞硫酸鈉溶液添加至所述反應(yīng)體系,這會觸發(fā)聚合反應(yīng)。所述還原性溶液將必須以一定劑量投入所述乳液,以使所述反應(yīng)器溫度在60分鐘內(nèi)從25.0℃達(dá)到37.5℃。一旦達(dá)到上述理想的聚合溫度,則在整個(gè)反應(yīng)期間優(yōu)化還原性溶液至反應(yīng)器的劑量;在合成期間,可使用具有增大的濃度的焦亞硫酸鈉(1.0%和5.0%)溶液,以確保保持37.5℃的溫度。當(dāng)甚至使用最大濃度的還原性溶液,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加20.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加34.85gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和6.15g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例4:使用″B″合成法的基于丙烯酸的聚陰離子聚合物(AF100ASB)的合成制備油相:將354.60g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將446.25g的99%丙烯酸與199.00g通過滲析的水混合,并用329.26g的32%氨水中和直到pH7.5。最后添加1.40g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和0.50g異丙醇。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。關(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。然后,使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在40分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.66g的1%的WakoV50催化劑[2,2′-偶氮雙(2-甲基丁腈)]溶液添加至所述反應(yīng)器,并開始在反應(yīng)器中加熱,在接下來20分鐘內(nèi),必須使其達(dá)到37.5℃的反應(yīng)溫度。一旦達(dá)到37.5℃,則開始聚合反應(yīng),并且將可以降低氮?dú)饬髦?l/m。在反應(yīng)期間,可能要求額外添加具有更高濃度的催化劑。當(dāng)甚至面對進(jìn)一步添加催化劑,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加34.85gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和6.15g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例5:使用″A″合成法的基于丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酸(50∶50w/w作為聚合活性物)的聚兩性離子聚合物(QZ271SA)的合成制備油相:將504.00g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.00g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.00g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將370.33g的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液和296.26g的99%丙烯酸與420.62g通過滲析的水混合,并用218.59g的32%氨水中和至pH7.50。然后,將12.00g的1%溴酸鉀溶液、1.84g異丙醇、1.12g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和25.20g硫酸銨添加至所述溶液。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。然后,適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在30分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.40g的1%二叔丁基過氧化氫溶液添加至所述反應(yīng)器。在2l/m下氮?dú)鈬娚淞硗?0分鐘后,將氣流降低至1l/m,并使乳液溫度達(dá)到25.0℃。借助于微蠕動計(jì)量系統(tǒng),開始將0.5%的焦亞硫酸鈉溶液添加至所述反應(yīng)體系,這會觸發(fā)聚合反應(yīng)。所述還原性溶液將必須以一定劑量投入所述乳液,以使所述反應(yīng)器溫度在60分鐘內(nèi)從25.0℃達(dá)到37.5℃。一旦達(dá)到上述理想的聚合溫度,則在整個(gè)反應(yīng)期間優(yōu)化還原性溶液至反應(yīng)器的劑量;在合成期間,可使用具有增大的濃度的焦亞硫酸鈉(1.0%和5.0%)溶液,以確保保持37.5℃的溫度。當(dāng)甚至使用最大濃度的還原性溶液,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加46.75gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.25g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例6:使用″B″合成法的基于丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酸(50∶50w/w作為聚合活性物)的聚兩性離子聚合物(QZ271SB)的合成制備油相:將504.00g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.00g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.00g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將370.33g的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液和296.26g的99%丙烯酸與420.62g通過滲析的水混合,并用218.59g的32%氨水中和至pH7.50。然后,將12.00g的1%溴酸鉀溶液、1.84g異丙醇、1.12g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和25.20g硫酸銨添加至所述溶液。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。然后,使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在40分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬鳎瑢?.06g的1%的WakoV50催化劑[2,2′-偶氮雙(2-甲基丁腈)]溶液添加至所述反應(yīng)器,并開始在反應(yīng)器中加熱,在接下來20分鐘內(nèi),必須使其達(dá)到37.5℃的反應(yīng)溫度。一旦達(dá)到37.5℃,則開始聚合反應(yīng),并且將可以降低氮?dú)饬髦?l/m。在反應(yīng)期間,可能要求額外添加具有更高濃度的催化劑。當(dāng)甚至面對進(jìn)一步添加催化劑,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加46.75gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.25g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。以上合成的線性聚合物的特征示出在表3中。表3說明:O.E.=不透明的乳液;(1)基于干聚合物;(2)基于干聚合物實(shí)施例7:使用″A″合成法的用3ppm亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)(CL)的基于丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的交聯(lián)的聚陽離子聚合物(AF100SA3CL)的合成制備油相:將461.82g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將1084.30g的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液與353.15g通過滲析的水、8.83g的1%溴酸鉀溶液、1.50g異丙醇、0.70g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽、10.00g氯化銨、6.00g的0.1%亞甲基雙丙烯酰胺水溶液和0.27g硫酸混合,以使所述水溶液的pH在5.00+/-0.2的范圍內(nèi)。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:為了適當(dāng)?shù)匦纬梢诤线m反應(yīng)器中聚合的原料乳液,在攪拌下,將之前描述的水相轉(zhuǎn)移到所述油相中。在適當(dāng)?shù)念A(yù)混合后,借助于高效的手動均化器,將兩相有效地均勻化。當(dāng)所述乳液的體積粘度達(dá)到1000-1200cPs@25℃的范圍(借助于布氏粘度計(jì)測量的粘度)時(shí),中斷均勻化,并將所述要聚合的乳液投入合成反應(yīng)器中。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。然后,適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在30分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.30g的1%二叔丁基過氧化氫溶液添加至所述反應(yīng)器。在2l/m下氮?dú)鈬娚淞硗?0分鐘后,將氣流降低至1l/m,并使乳液溫度達(dá)到25.0℃。借助于微蠕動計(jì)量系統(tǒng),開始將0.5%的焦亞硫酸鈉溶液添加至所述反應(yīng)體系,這會觸發(fā)聚合反應(yīng)。所述還原性溶液將必須以一定劑量投入所述乳液,以使所述反應(yīng)器溫度在60分鐘內(nèi)從25.0℃達(dá)到37.5℃。一旦達(dá)到上述理想的聚合溫度,則在整個(gè)反應(yīng)期間優(yōu)化還原性溶液至反應(yīng)器的劑量;在合成期間,可使用具有增大的濃度的焦亞硫酸鈉(1.0%和5.0%)溶液,以確保保持37.5℃的溫度。當(dāng)甚至使用最大濃度的還原性溶液,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在37.5℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加45.90gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.10g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。實(shí)施例8:以表3中示出的3ppmCLC和6ppmCLC的聚合物交聯(lián)的聚合物的合成通過在與實(shí)施例7中描述的相同條件下操作,然后合成以表3中示出的3ppmCLC和6ppmCLC的聚合物交聯(lián)的變型。以3ppmCLC交聯(lián)的聚合物示出在表4中,而以6ppmCLC交聯(lián)的那些示出在表5中。表4-3ppm的CLC說明:O.E.=不透明的乳液;(1)基于干聚合物;(2)基于干聚合物表5-6ppm的CLC說明:O.E.=不透明的乳液;(1)基于干聚合物,(2)基于干聚合物(應(yīng)用)實(shí)施例9:本發(fā)明的聚合物的應(yīng)用將示出在表3、4和5中的合成產(chǎn)物用作一種淤泥的絮凝劑,以測試它們的性能。用于所述試驗(yàn)的淤泥的特征在表6中。表6-用于所述試驗(yàn)的淤泥的特征用于測量所述合成的聚合物的效果的方法(即上清液的透光率和凝結(jié)的淤泥的殘留濕度百分比)描述在本申請的″實(shí)驗(yàn)部分和分析方法″部分(以上)。在所述應(yīng)用實(shí)例中使用的本發(fā)明的聚合物為:AF100SA(實(shí)施例1);AF100SB(實(shí)施例2);AF100SA3CL(實(shí)施例7);AF100SB3CL(實(shí)施例8);AF100SA6CL(實(shí)施例8);AF100SB6CL(實(shí)施例8)。將這些本發(fā)明的聚合物與丙烯酰胺基的商業(yè)聚合物進(jìn)行比較:QUALIFOCCE2040,丙烯酰胺/AETAC(60/40摩爾%)線性共聚物,目前由GRS商品化和QUALIFOCCL7040,丙烯酰胺/AETAC(60/40摩爾%)交聯(lián)的共聚物,目前由GRS商品化。對于所有使用的聚合物,將淤泥的絮凝pH固定在7.00+/-0.2范圍內(nèi)。所得到的結(jié)果示出在表7中。所述曲線圖1和2(圖2)為所述結(jié)果的圖形表示。表7表8示出由所述陰離子聚合物得到的結(jié)果,其中使用目前由GRS商品化的QUALIFOCAE3030,丙烯酰胺/丙烯酸(70/30摩爾%)線性共聚物作為參考標(biāo)準(zhǔn)。所述曲線圖3和4(圖3)為所述結(jié)果的直觀表示。表8表9示出由所述兩性離子聚合物得到的結(jié)果,其中使用目前由GRS商品化的QUALIFOCAE3030(丙烯酰胺/丙烯酸(70/30摩爾%)線性共聚物)和目前由GRS商品化的QualiflocCE2040(兩烯酰胺/AETAC(60/40摩爾%)線性共聚物作為參考際準(zhǔn)。所述曲線圖5和6(圖4)為所述結(jié)果的直觀表示。表9如可看出的,當(dāng)以25至75ppm的常用濃度使用時(shí),本發(fā)明的聚合物能夠?qū)⑾0穯误w的優(yōu)點(diǎn)和始終可與丙烯酰胺基的商品提供的那些相比較的(有時(shí)甚至更好的)絮凝效果結(jié)合。在所有情況下,顯示的效果是工業(yè)應(yīng)用可接受的。比較例在陰離子/陽離子聚丙烯酰胺聚合物的制備中常用的聚合條件下,合成四種″不含丙烯酰胺的″聚合物,兩種陰離子聚合物和兩種陽離子聚合物:即在55℃的溫度下和通過使用大量的催化劑:陰離子聚合物:AF100ASCA,基于丙烯酸,其中″SCA″表示:丙烯酰胺常規(guī)合成;AF100AMSCA,基于甲基丙烯酸;基于與丙烯酰胺單體具有很大的結(jié)構(gòu)同源性,選擇這兩種單體。陽離子聚合物:AF100SCA,基于AETAC(參見表1)。AF100MSCA,基于METAC(參見表1)。將所述″不含丙烯酰胺的″聚合物的特征與丙烯酰胺基的傳統(tǒng)聚合物的那些特征進(jìn)行比較。陰離子聚合物:QualiflocAE3030,丙烯酰胺/丙烯酸(70/30摩爾%)共聚物。QualiflocAE3030M,丙烯酰胺/甲基丙烯酸(70/30摩爾%)共聚物。陽離子聚合物:QualiflocCE2040,丙烯酰胺/AETAC(60/40摩爾%)共聚物。QualiflocCE2040M,丙烯酰胺/METAC(60/40摩爾%)共聚物。(比較)實(shí)施例10:使用″A″合成法,但使用丙烯酰胺基產(chǎn)物的反應(yīng)溫度,基于丙烯酸的聚陰離子聚合物(AF100ASCA)的合成制備油相:將354.60g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將446.25g的99%丙烯酸與199.00g通過滲析的水混合,并用329.26g的32%氨水中和直到pH7.5。最后,添加1.40g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和0.50g異丙醇。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:在與實(shí)施例1中描述的相同條件下進(jìn)行。聚合反應(yīng):將所述要聚合的乳液投入裝備有機(jī)械攪拌、微蠕動計(jì)量系統(tǒng)、氮?dú)鈬娚?、鼓泡器和溫度控制系統(tǒng)的合適的實(shí)驗(yàn)室3-升合成反應(yīng)器中。然后,適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉所述反應(yīng)器,并置于混合下。使所述乳液進(jìn)行等于2l/m的氮?dú)鈬娚?,以?qū)除會抑制聚合的空氣氧。在30分鐘噴射之后,不改變氮?dú)饬?,?.00g的二叔丁基過氧化氫的1%溶液添加至所述反應(yīng)器。在2l/m下氮?dú)鈬娚淞硗?0分鐘后,將氣流降低至1l/m,并使乳液溫度達(dá)到25.0℃。借助于微蠕動計(jì)量系統(tǒng),開始將0.5%的焦亞硫酸鈉溶液添加至所述反應(yīng)體系,這會觸發(fā)聚合反應(yīng)。所述還原性溶液將必須以一定劑量投入所述乳液,以使所述反應(yīng)器溫度在30分鐘內(nèi)從25.0℃達(dá)到55℃。一旦達(dá)到上述理想的聚合溫度,則在整個(gè)反應(yīng)期間優(yōu)化還原性溶液至反應(yīng)器的劑量;在合成期間,可使用具有增大的濃度的焦亞硫酸鈉(1.0%和5.0%)溶液,以確保保持55℃的溫度。當(dāng)甚至使用最大濃度的還原性溶液,也不再能夠保持反應(yīng)溫度在55℃時(shí),這將表示已經(jīng)達(dá)到最終聚合階段。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚洌缓筇砑?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加20.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在45℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加34.85gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和6.15g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。(比較)實(shí)施例11:使用″A″合成法,但使用丙烯酰胺基產(chǎn)物的反應(yīng)溫度,基于甲基丙烯酸的聚陰離子聚合物(AF100AMSCA)的合成制備油相:將354.60g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將532.72g的99%甲基丙烯酸與199.00g通過滲析的水混合,并用329.26g的32%氨水中和直到pH7.5。最后添加1.40g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽和0.50g異丙醇。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:在與前述實(shí)施例中描述的相同條件下進(jìn)行。聚合反應(yīng):在與前述實(shí)施例中描述的相同條件下進(jìn)行。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加18.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在45℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加34.85gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和6.15g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。(比較)實(shí)施例12:使用″A″合成法,但使用丙烯酰胺基產(chǎn)物的反應(yīng)溫度,基于丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(AETAC)的聚陽離子聚合物(AF100SCA)的合成制備油相:將461.82g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將1084.30g的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液與353.15g通過滲析的水、8.83g的1%溴酸鉀溶液、2.50g異丙醇、0.70g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽、10.00g氯化銨和0.27g硫酸混合,以使所述水溶液的pH在5.00+/-0.2的范圍內(nèi)。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:在與前述實(shí)施例中描述的相同條件下進(jìn)行。聚合反應(yīng):在與前述實(shí)施例中描述的相同條件下進(jìn)行。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基氫過氧化物溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在45℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加45.90gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.10g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。(比較)實(shí)施例13:使用″A″合成法,但使用丙烯酰胺基產(chǎn)物的反應(yīng)溫度,基于甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(METAC)的聚陽離子聚合物(AF100MSCA)的合成制備油相:將461.82g脫硫且脫芳香烴的鏈烷溶劑與20.5g脫水山梨糖醇單油酸酯和20.5g油烯基-異丙醇胺混合。使所述混合物處于攪拌下,直到相均勻。制備水相:將1162.00g的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的80%水溶液與353.15g通過滲析的水、8.83g的1%溴酸鉀溶液、2.50g異丙醇、0.70g二亞乙基三胺五乙酸鈉鹽、10.00g氯化銨和0.27g二硫酸混合,以使所述水溶液的pH在5.00+/-0.2的范圍內(nèi)。然后,借助于注射器,添加一定量的氯化銅(溶于水),以使在乳液中具有等于4ppm銅離子的最終濃度。攪拌所述溶液以獲得相均勻性。制備原料乳液:在與前述實(shí)施例中相同條件下進(jìn)行。聚合反應(yīng):在與前述實(shí)施例中相同條件下進(jìn)行。燒盡:不中斷攪拌或者氮?dú)鈬娚?,然后添?.00g的1%叔丁基過氧化氫溶液,并在5分鐘后,添加10.00g的30%焦亞硫酸鈉溶液;然后,甚至通過加熱,將反應(yīng)保持在37.5℃的溫度,持續(xù)另外60分鐘。反轉(zhuǎn)表面活性劑:一旦上述項(xiàng)目的60分鐘過去,則在25℃下冷卻所述乳液,并添加45.90gHLB為10-12的烷基聚二醇醚和8.10g磺基丁二酸鈉二辛酯。攪拌所述聚合的且穩(wěn)定化的乳液60分鐘,最后通過所述反應(yīng)器排出。所述陰離子聚合物的分析結(jié)果示出在表10中,所述陽離子聚合物的分析結(jié)果示出在表11中。表10說明:O.E.=不透明的乳液;(1)基于干聚合物表11說明:O.E.=不透明的乳液;(1)基于干聚合物從表10和11中示出的結(jié)果可以看出,相對于聚丙烯酰胺聚合物:QualiflocAE3030;QualiflocAE3030M;QualiflocCE2040;QualiflocCE2040M,所述SCA系列的″不含丙烯酰胺的″聚合物:AF100ASCA;AF100AMSCA;AF100SCA;AF100MSCA具有更低的UL粘度值和0.5%溶液中的粘度值。這反映出較小的分子量。這些數(shù)據(jù)表明,在傳統(tǒng)聚合過程(高溫)中,由不同的(不含丙烯酰胺的)單體簡單代替丙烯酰胺單體,即使其在結(jié)構(gòu)上與丙烯酰胺相關(guān),也生成比可由丙烯酸單體(和傳統(tǒng)過程)得到的那些和可由本申請人研發(fā)的新合成方法得到的那些具有更低化學(xué)/物理特性的聚合物。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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