RU2417161C2 - Method of producing polymer organomodified clay used as matrix or filler in nanocomposites - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used to produce nanostructures based on montmorillonite clay or organic monomers. Montmorillonite clay is levigated. An aqueous suspension is prepared and acrylate- or methacrylate guanidine and ammonium persulphate is added. The suspension is blown with nitrogen, stirred at room temperature for 2.5-3 hours and polymerisation is carried out in a nitrogen atmosphere at temperature 60-65 °C for 20-30 minutes. The product is separated from the mother solution, held for 1 hour at temperature 60°C in distilled water in order to separate the polymer which has not entered the interlayer gallery, washed and dried. The weight ratio water: montmorillonite clay: acrylate- or methacrylate guanidine is equal to (1:0.9:0.1) - (1:0.1:0.9). The weight ratio acrylate- or methacrylate guanidine: ammonium persulphate is equal to 1:0.001.

EFFECT: invention enables direct replacement of exchange cations Ca⁺², Mg⁺² etc in external and internal (interlayer galleries) of basal planes of montmorillonite clay on biocidal water-soluble cationotropic monomer quaternary imine derivative salts of acrylate/methacrylate guanidine and carry out monomer polymerisation in situ.

2 ex

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к способу получения органомодифицированных глин, т.е. мягкому химическому модифицированию монтмориллонитовых глин, способствующему совместимости органических и неорганических компонентов при получении нанокомпозиционных материалов на их основе.The invention relates to a method for producing organically modified clays, i.e. mild chemical modification of montmorillonite clays, contributing to the compatibility of organic and inorganic components in the preparation of nanocomposite materials based on them.

В последние годы на стыке различных областей научных исследований возникли интересные направления по созданию перспективных гибридных нанокомпозитов. Известно, что состав матрицы и наполнителя, их взаимная ориентация, соотношение и структура определяют требуемые сочетания эксплуатационных, технологических, адсорбционных и других специфических характеристик нанокомпозитов, в которых, как правило, проявляется синергизм полезных свойств исходных компонентов неорганической и органической природы [Помогайло А.Д. Гибридные полимер-неорганические нанокомпозиты // Успехи химии - т.61, №1. - 2000].In recent years, at the junction of various fields of scientific research, interesting directions have arisen to create promising hybrid nanocomposites. It is known that the composition of the matrix and the filler, their mutual orientation, ratio and structure determine the required combination of operational, technological, adsorption and other specific characteristics of nanocomposites, in which, as a rule, the synergism of useful properties of the initial components of inorganic and organic nature is manifested [Help A.D. . Hybrid polymer-inorganic nanocomposites // Advances in Chemistry - Vol. 61, No. 1. - 2000].

При получении наноструктур на базе гидрофильных монтмориллонитовых глин (ММТГ) и гидрофобных органических мономеров и полимеров возникают трудности из-за их несовместимости, которая также обусловлена малыми расстояниями между внутренними базальными поверхностями, определяющими интеркаляционные и другие процессы в межслоевых галереях.The production of nanostructures based on hydrophilic montmorillonite clays (MMTG) and hydrophobic organic monomers and polymers presents difficulties due to their incompatibility, which is also due to the small distances between the internal basal surfaces, which determine intercalation and other processes in the interlayer galleries.

Указанный недостаток обычно устраняется путем подбора исходных органических и неорганических компонентов, которые содержат функциональные группы, способные к требуемой дополнительной «модификации». В существующих способах ключевым фактором для решения поставленной задачи совместимости является предварительное получение активированной Na⁺-формы монтмориллонита (Na⁺-MMT), вступающей в катионотропное взаимодействие с мономер/полимерными органомодификаторами. Знак "/" здесь и далее означает "или".This drawback is usually eliminated by selecting the source of organic and inorganic components that contain functional groups capable of the required additional "modification". In existing methods, a key factor for solving the compatibility problem is the preliminary preparation of activated Na⁺ form of montmorillonite (Na⁺ -MMT), which enters into a cationotropic interaction with monomer / polymer organomodifiers. The sign "/" hereinafter means "or".

Названия, аббревиатура и химические формулы, используемые в описании изобретения, приведены в таблице.The names, abbreviations and chemical formulas used in the description of the invention are given in the table.

НазваниеTitleАббревиатураAbbreviationХимический составChemical compositionМонтмориллонитовая глинаMontmorillonite ClayММТГMMTGзависит от месторожденияDepends on the depositМинерал с высоким содержанием монтмориллонитаMontmorillonite High MineralММТ (бентонит)MMT (bentonite)(Na,K)⁺(Ca,Mg)²⁺ (Al,Fe)³⁺
[(Si,Al)₄O₁₀](OH)₂·nH₂O(Na, K)⁺ (Ca, Mg)²⁺ (Al, Fe)³⁺
[(Si, Al)₄ O₁₀ ] (OH)₂ · nH₂ OАктивированная Na⁺-форма монтмориллонитаActivated Na⁺ form of montmorilloniteNa⁺-MMT (Na⁺-бентонит)Na⁺ -MMT (Na⁺ -bentonite)зависит от степени катионного обменаdepends on the degree of cation exchangeПерсульфат аммонияAmmonium persulfateПСАPSA(NH₄)₂S₂O₈(NH₄ )₂ S₂ O₈Мономерные катионотропные четвертичные иминопроизводные соли акрилат/метакрилатгуанидинаMonomeric cationotropic quaternary imino derivatives of acrylate / methacrylate guanidine saltsАГ/МАГAG / MAG

где R=Н, СН₃

where R = N, CH₃Полимерные катионотропные четвертичные иминопроизводные соли акрилат/метакрилатгуанидинаPolymeric cationotropic quaternary imino derivatives of acrylate / methacrylate guanidine saltsПАГ/ПМАГPAG / PMAG

,
где R=Н, СН₃

,
where R = N, CH₃Мономер/полимерная органомодифицированная глинаMonomer / Polymer Organ Modified ClayМОМГ
ПОМГMOMG
POMGММТГ + AT/MAT или
ММТГ + ПАГ/ПМАГMMTG + AT / MAT or
MMTG + PAG / PMAG

Типичный технологический процесс подготовки природных глин к органомодификации описан [Пат. 6050509 США, МПК⁷ В02С 23/08. Способ получения глин, используемых в качестве наполнителя в полимерах, для изготовления нанокомпозитов./ Clarey M.,Edwards J., Tsipursky S.J., Beall G.W., Eisenhour D.D.; Опубл. 2001-09 CH07 ВИНИТИ ISSN 1561-7866] и включает операции: отделение глины от породы и других неглинистых примесей; «отмучивание» - выделение монтмориллонитовой фракции - бентонита (алюмосиликата с высоким содержанием монтмориллонита); «активация» - перевод монтмориллонита в Na⁺-MMT (Na⁺-бентонит), т.е. замена обменных катионов Са⁺², Mg⁺² и др. в межслоевых галереях ММТ на катион Na⁺, как наиболее выгодный для обмена на органические катионы.A typical technological process of preparing natural clays for organ modification is described [Pat. 6050509 USA, IPC⁷ В02С 23/08. A method of producing clays used as filler in polymers for the manufacture of nanocomposites. / Clarey M., Edwards J., Tsipursky SJ, Beall GW, Eisenhour DD; Publ. 2001-09 CH07 VINITI ISSN 1561-7866] and includes operations: separation of clay from rock and other non-clay impurities; “Elutriation” - isolation of the montmorillonite fraction - bentonite (aluminosilicate with a high content of montmorillonite); “Activation” is the translation of montmorillonite into Na⁺ -MMT (Na⁺ -bentonite), i.e. replacement of exchange cations Ca^{+ 2} , Mg^{+ 2} , etc. in the interlayer galleries of MMT with a Na⁺ cation, as the most advantageous for exchange for organic cations.

В случае использования мономер/полимерного органомодификатора в качестве матрицы или наполнителя при получении гибридных нанокомпозитов требуется предварительная операция гидрофобизации базальных поверхностей активированного Na⁺-бентонита (органомодификация Na⁺-бентонита). Процесс органомодификации можно проводить за счет интеркаляции в Na⁺-бентонит мономера, который затем полимеризуется in situ.In the case of using a monomer / polymer organomodifier as a matrix or filler in the preparation of hybrid nanocomposites, a preliminary operation of hydrophobization of the basal surfaces of activated Na⁺ bentonite (organ modification of Na⁺ bentonite) is required. The organodification process can be carried out by intercalation of a monomer in Na⁺ bentonite, which is then polymerized in situ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ получения композитов на основе полиакриламидного геля и бентонита натрия [Евсикова О.В., Стародубцев С.Г., Хохлов А.Р. Синтез, набухание и адсорбционные свойства композитов на основе полиакриламидного геля и бентонита натрия // Высокомол. соед.,

, №5. - 2002. - с.802].Closest to the proposed invention (prototype) is a method for producing composites based on polyacrylamide gel and sodium bentonite [Evsikova OV, Starodubtsev SG, Khokhlov AR Synthesis, swelling and adsorption properties of composites based on polyacrylamide gel and sodium bentonite // Vysokomol. conn.

No. 5. - 2002. - S.802].

К суспензии Na⁺ - бентонита в воде, полученной при перемешивании компонентов на магнитной мешалке в течение 2 часов, добавляли мономеры (акриламид и N,N' - метиленбисакриламид), и продолжали перемешивание еще в течение 8 часов. Далее суспензию нагревали до 40°C, добавляли к ней тетраметилэтилендиамин, затем персульфат аммония (ПСА) и проводили радикальную полимеризацию в течение 2 часов при 40°C и далее 20 часов при 25°C. Полимеризацию проводили в пробирках, изолированных от воздуха. После завершения полимеризации пробирки разбивали, полученные гели выдерживали в избытке дистиллированной воды и сушили.Monomers (acrylamide and N, N '- methylenebisacrylamide) were added to a suspension of Na⁺ - bentonite in water obtained by stirring the components on a magnetic stirrer for 2 hours, and stirring was continued for another 8 hours. Next, the suspension was heated to 40 ° C, tetramethylethylenediamine, then ammonium persulfate (PSA) was added to it and radical polymerization was carried out for 2 hours at 40 ° C and then 20 hours at 25 ° C. The polymerization was carried out in test tubes isolated from air. After completion of the polymerization, the tubes were broken, the resulting gels were kept in excess distilled water and dried.

Недостатком общепринятых способов получения органомодифицированных глин, в том числе и по прототипу, является наличие экологически невыгодной, трудоемкой, требующей дополнительных энергетических, материальных и временных затрат стадии «активации», т.е. замены обменных катионов Са⁺², Mg⁺² и др. в ММТ на Na⁺- катион. Другим недостатком является их малая универсальность в решении комплексных задач улучшения эксплуатационных, технологических, адсорбционных и других специфических характеристик нанокомпозитов на их основе. Недостатком прототипа является то, что при гидрофобизации внешних базальных поверхностей наночастиц Na⁺-бентонита катионами ПАВ часто происходит их коагуляция, которая приводит к резкому ухудшению способности адсорбировать тяжелые металлы и продукты нефтепереработкиA disadvantage of the generally accepted methods for producing organically modified clays, including those based on the prototype, is the presence of an environmentally disadvantageous, laborious, requiring additional energy, material and time costs stage of "activation", ie replacement of exchange cations Ca⁺² , Mg⁺² , etc. in MMT with Na⁺ - cation. Another disadvantage is their low universality in solving complex problems of improving the operational, technological, adsorption and other specific characteristics of nanocomposites based on them. The disadvantage of the prototype is that during hydrophobization of the outer basal surfaces of Na⁺ bentonite nanoparticles with surfactant cations, their coagulation often occurs, which leads to a sharp deterioration in the ability to adsorb heavy metals and oil products

Задачи настоящего изобретения - интенсификация, удешевление и улучшение экологических условий технологического процесса получения полимерных наноструктур органомодифицированных глин; придание им комплекса ценных свойств: высокой пролонгированной биоцидной активности, повышенной способности связываться с тяжелыми металлами, достаточной термостабильности для традиционных высокотемпературных процессов переработки термопластов, характеризующейся длительностью нахождения органомодификаторов и термопластов выше температуры их плавления без нарушения и ухудшения химического состава и свойств синтезируемых на их основе полиматричных нанокомпозитов.The objectives of the present invention is the intensification, cost reduction and improvement of environmental conditions of the technological process of obtaining polymer nanostructures of organically modified clays; giving them a complex of valuable properties: high prolonged biocidal activity, increased ability to bind to heavy metals, sufficient thermal stability for traditional high-temperature processes for processing thermoplastics, characterized by the duration of organ modifiers and thermoplastics being higher than their melting temperature without violating and deteriorating the chemical composition and properties of polymetric synthesized based on them nanocomposites.

Задача решается путем исключения из технологического процесса стадии получения активированной формы Na⁺-MMTT, т.е. прямой заменой обменных катионов Са⁺², Mg⁺² и др. во внешних и внутренних (межслоевых галереях) базальных поверхностях ММТГ на биоцидные водорастворимые катионотропные полимерные четвертичные иминопроизводные соли акрилат/метакрилатгуанидина (ПАГ/ПМАГ). Согласно предлагаемому нами способу можно получить ПОМГ различного качественного состава по химическому строению полимерной компоненты ПАГ или ПМАГ, так и по количественному соотношению органической и неорганической компоненты ММТГ:(ПАГ/ПМАГ)=0,9:0,1÷0,1:0,9.The problem is solved by excluding from the process the stage of obtaining the activated form of Na⁺ -MMTT, i.e. direct replacement of the exchange cations Ca^{+ 2} , Mg^{+ 2} , etc. in the external and internal (interlayer galleries) MMTG basal surfaces with biocidal water-soluble cationotropic polymer quaternary imino derivatives of acrylate / methacrylate guanidine salts (PAG / PMAG). According to our method, it is possible to obtain POMG of various qualitative composition by the chemical structure of the polymeric component of PAG or PMAG, and by the quantitative ratio of the organic and inorganic components of MMTG: (PAG / PMAG) = 0.9: 0.1 ÷ 0.1: 0, 9.

Стадию получения ПОМГ различного состава (ПАГ или ПМАГ) и различной степени наполнения осуществляют следующим путем. Суспензию, полученную перемешиванием ММТГ с водой в течение 2 часов, смешивают при комнатной температуре с АГ/МАГ и ПСА, при этом соотношение Н₂О:(ММТГ:АГ/МАГ)=1:(0,9:0,1-0,1:0,9) мас., соотношение (АГ/МАГ):ПСА=1:0,001 мас. Реакционную смесь перемешивают еще 2,5-3 ч и продувают азотом. Полимеризацию in situ проводят в атмосфере азота в течение 20-30 мин при 60°С. Полученную полимерорганомодифицированную глину (ПОМГ) состава ММТГ+ПАГ/ПМАГ отделяют от маточного раствора, выдерживают 1 час в дистиллированной воде при 60°С, промывают в воде для отделения ПАГ/ПМАГ, не вошедшего в межслоевые галереи и сушат.The stage of obtaining POMG of various compositions (PAG or PMAG) and various degrees of filling is carried out in the following way. The suspension obtained by stirring MMTG with water for 2 hours is mixed at room temperature with AG / MAG and PSA, the ratio of H₂ O: (MMTG: AG / MAG) = 1: (0.9: 0.1-0 , 1: 0.9) wt., Ratio (AG / MAG): PSA = 1: 0.001 wt. The reaction mixture was stirred for another 2.5-3 hours and purged with nitrogen. In situ polymerization is carried out in a nitrogen atmosphere for 20-30 minutes at 60 ° C. The obtained polymer organomagnetic clay (POMG) of the composition MMTG + PAG / PMAG is separated from the mother liquor, kept for 1 hour in distilled water at 60 ° C, washed in water to separate PAG / PMAG not included in the interlayer galleries and dried.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Нами использовалась ММТГ, выделенная после «отмучивания» из природной глины месторождения Герпегеж (Россия, Кабардино-Балкарская республика), с катионнообменной емкостью 95 мг-экв/100 г.Example 1. We used MMTG, isolated after "elutriation" from natural clay of the Herpegezh deposit (Russia, Kabardino-Balkaria), with a cation exchange capacity of 95 mEq / 100 g.

Предварительно полученная при перемешивании ММТГ с водой в течение 2 ч суспензия смешивается при комнатной температуре с АГ и ПСА в соотношении H₂O:ММТГ:АГ=1:0,5:0,5 мас., соотношение АГ:ПСА=1:0,001 мас. Реакционную смесь перемешивают еще 2,5 ч, продувают азотом. Полимеризацию in situ проводят в атмосфере азота в течение 30 мин при 60°С, затем ПОМГ извлекают и отделяют от ПАГ/ПМАГ, полученных вне межслоевых галерей ММТГ. Для этого ПОМГ при перемешивании выдерживают 1 ч при 60°С в дистиллированной воде, промывают и затем высушивают при t=55-60°С в роторном смесителе под вакуумом. Содержание ПАГ в ПОМГ ~30-32 мас.% ПАГ/ПМАГ с малым содержанием ПОМГ выделяют из маточного раствора и промывных вод с целью их дальнейшего использования в качестве наполнителей в полимерных матрицах.Preliminarily obtained by stirring MMTG with water for 2 hours, the suspension is mixed at room temperature with AG and PSA in the ratio of H₂ O: MMTG: AG = 1: 0.5: 0.5 wt., The ratio of AG: PSA = 1: 0.001 wt. The reaction mixture was stirred for another 2.5 hours, purged with nitrogen. In situ polymerization was carried out in a nitrogen atmosphere for 30 min at 60 ° C, then POMG was removed and separated from PAG / PMAG obtained outside the interlayer galleries of MMTG. For this, POMG is kept under stirring for 1 h at 60 ° C in distilled water, washed and then dried at t = 55-60 ° C in a rotary mixer under vacuum. The PAG content in POMG ~ 30-32 wt.% PAG / PMAG with a low content of POMG is isolated from the mother liquor and wash water with the aim of their further use as fillers in polymer matrices.

Пример 2. Как в примере 1, только вместо АГ был взят МАГ; соотношение H₂O:ММТГ:МАГ=1:0,5:0,5 мас. Получают ПОМГ состава ММТГ+ПМАГ (содержание ПМАГ в ПМТГ ~36-37 мас.%).Example 2. As in example 1, only MAG was taken instead of AH; the ratio of H₂ O: MMTG: MAG = 1: 0.5: 0.5 wt. Get POMG composition MMTG + PMAG (the content of PMAG in PMTG ~ 36-37 wt.%).

Для доказательства полимерной органомодификации ММТГ цвиттерионными делокализованными резонансными структурами ПАГ/ПМАГ, нами были проведены ИК-спектроскопия, рентгенодифракционные исследования и наноиндентирование поверхности полученных образцов.To prove the polymeric organomodification of MMTG with PAG / PMAG zwitterionic delocalized resonance structures, we performed IR spectroscopy, X-ray diffraction studies, and nanoindentation of the surface of the obtained samples.

Наиболее важной в ИК-спектре метакрилатгуанидина МАГ (мономера винилового ряда, содержащего катионотропную четвертичную иминопроизводную соль), является полоса поглощения в области 860 см^-1, характерная для неплоских деформационных колебаний в узле СН₂=С<. Так как другие полосы валентных колебаний в области 3000-3080 см^-1 и 1640-1660 см^-1, характерные для двойной связи СН₂=, закрыты сильным поглощением в этих областях гуанидиновым фрагментом, то указанная выше полоса в области 860 см^-1 остается единственным спектральным тестом для наблюдения за исчезновением двойных связей как при синтезе ПМАГ, так и при полимеризации МАГ in situ в наноструктурах. Отсутствие таковой у ММТГ и у нанокомпозита ММТГ:ПМАГ свидетельствует о том, что двойные связи в них отсутствуют.The most important in the IR spectrum of MAG methacrylate guanidine (a vinyl series monomer containing a cationotropic quaternary imino derivative) is the absorption band in the region of 860 cm^-1 , which is characteristic of non-planar deformation vibrations in the CH₂ = C <site. Since other bands of stretching vibrations in the region of 3000-3080 cm^-1 and 1640-1660 cm^-1 , characteristic of the double bond CH₂ =, are closed by strong absorption in these regions by the guanidine fragment, the above band remains in the region of 860 cm^-1 the only spectral test for observing the disappearance of double bonds both in the synthesis of PMAG and in situ polymerization of MAG in nanostructures. The absence of such in MMTG and in the MMTG: PMAG nanocomposite indicates that there are no double bonds in them.

Рентгенодифракционные данные получены при комнатной температуре на автоматизированном дифрактометре ДРОН-6 в интервале углов 2θ от 1 до 35°.X-ray diffraction data were obtained at room temperature on a DRON-6 automated diffractometer in the range of angles 2θ from 1 to 35 °.

Дифрактограмма натриевой формы ММТГ указывает на характерный пик в области 2θ=7.53° (d=1.1 нм), соответствующий Брегговскому периоду расположения гетерогенных областей; он и отвечает за расстояние между базальными поверхностями натриевой формы глины. В использованной нами ММТГ в этой области пика нет, следовательно, ионы натрия отсутствуют. Для ММТГ имеется пик только в области 2θ=20°. Чем больше 2θ, тем меньше расстояние между базальными поверхностями.The diffraction pattern of the MMTG sodium form indicates a characteristic peak in the region 2θ = 7.53 ° (d = 1.1 nm), corresponding to the Bragg period of the heterogeneous regions; he is responsible for the distance between the basal surfaces of the sodium form of clay. In our MMTG in this region there is no peak, therefore, sodium ions are absent. For MMTG, there is a peak only in the region 2θ = 20 °. The larger 2θ, the smaller the distance between the basal surfaces.

Замена в межслоевых галереях двухвалентных катионов Са⁺², Mg⁺² и др. на катионотропные четвертичные иминопроизводные соли АГ/МАГ одновременно приводит к гидрофобизации (органомодификации) базальных поверхностей монтмориллонита и к появлению пика в малоугловой области 2θ=3.3°, что свидетельствует об увеличении межплоскостного расстояния в МОМГ до 2.6 нм. При полимеризации мономерного МАГ in situ были получены нанокомпозиты со степенью наполнения ММТГ:ПМАГ 0,9:0,1÷0,1:0,9 (по массе). Смещение пика в малоугловую область 2θ=5.0° (d=1.76 нм) при степени наполнения 20 мас.% ПМАГ свидетельствует о том, что образуется интеркалированная наноструктура. Отсутствие пика при более высоких степенях наполнения ПМАГ 50 мас.% свидетельствует о расслоении и эксфолиировании элементарных пакетов, что обычно наблюдается при d>8-10 нм.Replacing the divalent cations Ca^{+ 2} , Mg^{+ 2} , etc. in the interlayer galleries with cationotropic quaternary imino derivatives of AG / MAG simultaneously leads to hydrophobization (organodification) of the basal surfaces of montmorillonite and to a peak in the small-angle region 2θ = 3.3 °, which indicates an increase interplanar spacing in MOMG up to 2.6 nm. During in situ polymerization of monomeric MAG, nanocomposites with MMTG filling degree were obtained: PMAG 0.9: 0.1–0.1: 0.9 (by weight). The shift of the peak to the small angle region 2θ = 5.0 ° (d = 1.76 nm) at a degree of filling of 20 wt.% PMAG indicates that an intercalated nanostructure is formed. The absence of a peak at higher degrees of PMAG filling of 50 wt.% Indicates the delamination and exfoliation of elementary packets, which is usually observed at d> 8-10 nm.

Наноиндентирование различных образцов ПОМГ с последующим сканированием поверхности с помощью сканирующего нанотвердомера "НаноСкан" подтвердили не только наличие полимерных четвертичных аммониевых катионов в наноструктурах, но и наличие их взаимодействия с активными фукциональными центрами базальных поверхностей монтмориллонита Si-O^- и Si-OH.Nanoindentation of various POMG samples followed by surface scanning using a NanoScan scanning nanosolid hardness tester confirmed not only the presence of polymer quaternary ammonium cations in nanostructures, but also their interaction with the active functional centers of the basal surfaces of montmorillonite Si-O^- and Si-OH.

Таким образом, доказано введение наночастиц полимеров ПАГ или ПМАГ в межслоевые базальные поверхности ММТГ без использования активированной натриевой формы ММТГ.Thus, the introduction of nanoparticles of PAG or PMAG polymers into the interlayer basal surfaces of MMTG without using the activated sodium form of MMTG has been proved.

Отметим, что ПМАГ обладает более высокой термостабильностью (порядка 285-315°С) по сравнению с МАГ - 210°С, что позволит использовать ПОМГ при высоких температурах в традиционных процессах переработки, характеризующихся длительностью нахождения термопластов выше температуры плавления без нарушения химического состава и свойств полиматричных нанокомпозитов.It should be noted that PMAG has a higher thermal stability (of the order of 285-315 ° C) compared to MAG - 210 ° C, which will allow using POMG at high temperatures in traditional processing processes, characterized by the duration of thermoplastics being above the melting temperature without violating the chemical composition and properties polymetric nanocomposites.

ПОМГ обладают биоцидным действием. Установлена возможность использования синтезированных ПОМГ в качестве фильтров пролонгированного действия для обеззараживания и сорбционной очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (свинца, кадмия, цинка, меди, кобальта, хрома (VI), молибдена и вольфрама с концентрацией 0,1-0,001 мг/л). Кроме этого, из них могут быть получены различные нанокомпозиты - с алюмосиликатной матрицей, содержащей наночастицы различных полимеров, а с также полимерной матрицей, содержащей небольшие добавки ПОМГ.POMG have a biocidal effect. The possibility of using synthesized POMG as a prolonged-action filter for disinfection and sorption treatment of wastewater from heavy metal ions (lead, cadmium, zinc, copper, cobalt, chromium (VI), molybdenum and tungsten with a concentration of 0.1-0.001 mg / l ) In addition, various nanocomposites can be obtained from them - with an aluminosilicate matrix containing nanoparticles of various polymers, as well as with a polymer matrix containing small POMG additives.

Claims (1)

Translated fromRussian

Способ получения полимерных органомодифицированных глин, включающий отмучивание, приготовление водной суспензии монтмориллонитовой глины и взаимодействие ее с органическим соединением, отличающийся тем, что к водной суспензии монтмориллонитовой глины добавляют акрилат- или метакрилатгуанидин и персульфат аммония при соотношении вода: монтмориллонитовая глина: акрилат- или метакрилат гуанидин (1:0,9:0,1)-(1:0,1:0,9) по массе, при этом соотношение акрилат- или метакрилатгуанидин: персульфат аммония составляет 1:0,001 по массе; продувают азотом, перемешивают при комнатной температуре 2,5-3 ч, затем проводят полимеризацию в атмосфере азота при температуре 60-65°С в течение 20-30 мин, образовавшийся продукт отделяют от маточного раствора, выдерживают 1 ч при температуре 60°С в дистиллированной воде для отделения полимера, не вошедшего в межслоевые галереи, промывают и высушивают.A method of producing organomodified polymer clays, including elutriation, preparation of an aqueous suspension of montmorillonite clay and its interaction with an organic compound, characterized in that acrylate or methacrylate guanidine and ammonium persulfate are added to the aqueous suspension of montmorillonite clay in a ratio of water: montmorillonite or gulf (1: 0.9: 0.1) - (1: 0.1: 0.9) by weight, wherein the ratio of acrylate or methacrylate guanidine: ammonium persulfate is 1: 0.001 by weight; purged with nitrogen, stirred at room temperature for 2.5-3 hours, then polymerized in a nitrogen atmosphere at a temperature of 60-65 ° C for 20-30 minutes, the resulting product is separated from the mother liquor, incubated for 1 h at a temperature of 60 ° C distilled water to rinse the polymer, not included in the interlayer galleries, washed and dried.