CC BY
51
УДК 661.225.3
А. Н. Хусаинов (асп.)1, И. А. Массалимов (д.т.н., с.н.с., зав. лаб.)1, А. Г. Мустафин (д.х.н., проф., зав. каф.)2
Влияние наночастиц серы на вязкость водорастворимых полимеров
1 Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений АНРБ 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых, 65, e-mail: ismail_mass@mail.ru 2Башкирский государственный университет, кафедра физической химии 450074, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32
A. N. Khusainov1, I. A. Massalimov1, A. G. Mustafin2
Influence of sulfur nanoparticles on viscosity of water-soluble polymers
1 Scientific-Technological Institute of Gerbisides and Plants Growth Regulators of AS of Bashkortostan Republic, 65, Ulyanovikh Str, Ufa, 450029, Russia; e-mail: ismail_mass@mail.ru 2Bashkort State University, 32, Zaki Validi str., Ufa, 450074, Russia
Приведены результаты исследований влияния малых добавок растворов полисульфидов щелочных и щелочноземельных металлов на вязкость водорастворимого полимера акриламида. Обнаружено, что добавка полисульфида уменьшает вязкость полимера акриламида в 3—4 раза. Выявлено влияние вида полисульфида и его концентрации на степень снижения вязкости полимерного раствора и на его стабильность.
Ключевые слова: акриламид; вязкость; полисульфиды щелочных и щелочноземельных металлов.
В настоящее время к наиболее широко используемым водорастворимым полимерам относится акриламид (АА), который используется как флокулянт, загуститель, структуро-и пленкообразователь. АА используется при бурении скважин в качестве стабилизатора, регулятора фильтруемости и реологических свойств буровых растворов, применяется также в качестве адсорбента тяжелых металлов 1. Одним из основных технических характеристик использования АА является вязкость его растворов, а потому важны работы, связанные с возможностью изменения этого параметра. В данной работе приведены результаты исследования влияния малых добавок растворов полисульфидов на вязкость водных растворов АА.
Как отмечалось в 2, полисульфиды щелочных и щелочноземельных металлов имеют много аналогичных физико-химических характеристик. Все они устойчивы в определенном интервале рН и при разбавлении их растворов молекулы полисульфидов распадают-
Дата поступления 03.09.09
In the paper the result of researches of influence of small additives of solutions of polysulfides of alkaline and alkali-earth metals on viscosity of water-soluble acrylamide polymer are resulted. It is revealed, that the additive of polysulfide in 3—4 times reduces viscosity of acrylamide polymer. Influence of a kind of polysulfide and its concentration on a degree of decrease in viscosity of a polymeric solution and on its stability is revealed.
Key words: acrylamide; viscosity; polysulfides of alkaline and alkali-earth metals; sulfur.
ся на гидроксид металла и практически ценную высокодисперсную серу 3-5. В данной работе рассмотрена еще одна возможность применения растворов полисульфиды щелочных и щелочноземельных металлов.
Экспериментальная часть
Исследовано влияние малых добавок (порядка 1—4 %) полисульфидов (Ca, Na, Ba, Li, Sr) на вязкость водорастворимого полимера АА (акриламид S-602). Измерение кинематической вязкости проводили следующим образом. Полимер разбавляли водой, получая водный раствор полимера разной концентрации. В полученные растворы полимеров вводили разное количество полисульфидов.
Результаты и обсуждение
Обнаружено, что способность существенно снижать вязкость водорастворимого полимера присуща всем полисульфидам. Результаты измерения вязкости с применением добавок полисульфида кальция, полученные на вискози-
О 0,05 0,10 0,125 0,25 0,38
Рис. Зависимость времени истечения кривых с добавкой полисульфида кальция разной концентрации и без нее: * — полимер акриламид без добавок; А — полимер акриламид с добавками полисульфида кальция в количестве 1%; ■ — полимер акриламид с добавками полисульфида кальция в количестве 2%; Ф — полимер акриламид с добавками полисульфида кальция в количестве 4%.
метре ВПЖ-2, приведены на рис.Значения кинематической вязкости, измеренной на вискозиметре ВПЖ-2, приведены на рис. в единицах мм2/с Для остальных полисульфидов зависимости схожие и лишь в деталях отличаются от кривых, приведенных на рис.
Влияние малых концентраций полисульфида кальция (рис.) 1, 2, и 4% на вязкость раствора водорастворимого полимера АА Б 602 с концентрацией 0.38% выражается в снижении вязкость в 3, 4, и в 5 раз по отношению к исходному полимеру. Чем концентрированнее раствор полимера , тем влияние полисульфида более весома. Данный эффект наступает в течение 10—20 мин. Дальнейшее увеличение концентрации полисульфида кальция от 2 до 4% не дали значимого эффекта, даже, наоборот, время снижения вязкости возросло с 10 мин до 1.5 ч соответственно.
С точки зрения сохранности, наиболее устойчивым являются растворы полимеров с добавками полисульфидов Li и Са, их вязкость сохранялась в течение 100 дней. Растворы же полимеров с добавками полисульфидов Ва и Бг менее стабильны. Как было сказано ранее, водные растворы АА способны адсорбировать тяжелые металлы, и этот факт был подтвержден для полисульфидов Ва и Бг. При их использовании на следующий день из раствора полимера выпадал белый хлопьевидный осадок.
Таким образом, обнаружено существенное влияние малых добавок (1—4 %) полисульфи-
дов различной химической природы на вязкость полимерного раствора акриламида.
Сравнение влияния добавок полисульфидов Li, Са, Ва и Бг показало, что все они заметно (в 3—4 раза) снижают вязкость полимерного раствора, хотя в деталях их действие отличается. В ряду полисульфидов Li, Са, Ва и Бг наибольшее снижение вязкости обеспечивает полисульфид Са, а наименьшее полисульфид №.
Наиболее устойчивы и сохраняют пониженное значение вязкости во времени полимерные растворы с добавками полисульфидов Са и Li, что благоприятствует их длительному хранению.
Литература
1. В. Ф. Куренков. Водорастворимые полимеры.— Химия, 1997.
2. Массалимов И. А., Киреева М. С., Вихарева И. Н. // ЖПХ.- 2008.- Т.81, №2.- С. 195.
3. Массалимов И. А., Удовенко И. Ф., Киреева М. С., Вихарева И. Н. // Баш. хим. журнал.-2006.- Т.13, №4.- С. 97.
4. Массалимов И. А., Абдракипова Л. Ф., Муста-фин А. Г. , Гайфулин Р. Р., Исмагилов В. М. Применение наноразмерных частиц серы для обработки пшеницы // Тез. докл. конф. «Нанотех-нологии - производству-2008».- Фрязино, 2008.
5. Массалимов И. А. , Корнилов В. М., Хусаинов А. Н., Мустафин А. Г. Защита строительных материалов наноразмерными серосодержащими покрытиями // Тез. докл. конф. «Нанотехно-логии-производству-2008».- Фрязино, 2008.
