Рекультивация нару­шенных земель при освоении газовых месторождений в рай­онах Крайнего Севера, страница 8

Отличительной особенностью всех полиакриламидных реа­гентов, производимых по рассматриваемой технологии, является наличие в их составе значительных количеств сульфата аммония. Он образуется при нейтрализации аммиаком серной кислоты, ис-

16

пользуемой для гидролиза акрилонитрила в целях его превращения в исходный при полимеризации мономер.

На калужском ПО "Хлорвинил" используется известковая технология производства гелеобразного полиакриламидного реа­гента, выпускаемого в виде 8 %-ного теля. Основной примесью при этом в готовом продукте являются соли кальция (до 3 %). Появле­ние кальциевых солей связано с тем, что по этой технологии для нейтрализации серной кислоты используют известь.

Специалистами НИФХИ им. Л.Я.Карпова и Саратовского филиала ВНИИ полимеров в ПО "Нитрон" разработана и осваива­ется прогрессивная технология производства полиакриламидных реагентов. Основу этой технологии составляют процессы прямой каталитической гидратации акрилонитрила с последующей дис­тилляцией смеси акрилонитрила и воды, а также концентрирования образующегося акриламида. Получаемые при этом растворы по­следнего, предварительно очищенные от примесей, подвергают полимеризации под воздействием химических инициаторов или радиационного излучения. В результате получаются порошкооб­разные реагенты с высоким содержанием основного вещества и молекулярной массой ПАА до 10⁷ и выше. В настоящее время но­вая технология находится на стадии совершенствования.

Приведенные выше химические уравнения реакций полиме­ризации и получения мономера неполностью описывают эти про­цессы. Уже на стадии получения акриламида возможен его даль­нейший гидролиз с образованием акриловой кислоты:

СН₂ = СН (CONH₂) + Н₂О ------ > СН₂ = СН(СООН) + NH₃.   (3)

В связи с этим получаемые препараты могут содержать при­месь акриловой кислоты или ее солей. При полимеризации моно­мера эта кислота также включается в полимерную цепочку, что приводит к образованию сополимера. В результате в целом про­дукте часть карбоксамидных групп полимера превращена в карбок­сильные.

Степень гидролиза ПАА может играть очень важную роль, особенно при образовании стабильных глинистых суспензий. Свойства полиакриламидных препаратов весьма существенно раз­личаются. Это касается как химических, так и физико-химических

17

свойств. Различие связано прежде всего с наличием в молекулах ПАА карбоксильных групп, которые в растворах могут иметь от­рицательный заряд.

Процессы гидролиза ПАА можно вызвать или усилить искус­ственно путем дополнительного введения в растворы ПАА гидро-лизующих агентов. Эти процессы представляют собой способы по­лучения модифицированных ПАА.

Таким образом, описанные способы получения и свойства полиакриламидных препаратов различны. По данным исследова­ний влияния химической структуры и состава препаратов ПАА на устойчивость глинисто-полимерных составов (о которых речь пой­дет ниже) можно заключить следующее. Негидролизованные и слабогидролизованные (со степенью гидролиза до 10 %) ПАА, вы­пускаемые промышленностью в виде гранул или водных гелей и содержащие значительные (50 % и более сухой массы) солевые примеси, при смешении с бентонитовыми суспензиями разлагают последние с образованием осадков. Гидролизованные ПАА со сте­пенью гидролиза 20 % и выше при смешении их с глиной не только не разрушают глинистые суспензии, но в ряде случаев даже их ста­билизируют. Поэтому часто проводят щелочную обработку ПАА и превращают его в пригодную структуру для получения стабильных глинистых суспензий. Наилучшие результаты по водопоглощению дают ПАА с 50 % степенью гидролиза, т.е. когда половина карбокс-амидных групп ПАА превращена в карбоксильные [33, 34].

Степень гидролиза полиакриламидных препаратов, исполь­зуемых для структурирования песков, не изучалась, но можно предположить, что она, по мнению авторов, не будет сильно влиять на связи с песком, поскольку межмолекулярные силы взаимодейст­вия c-£Sj O₂^-n слабее, чем с бентонитом.