Способ стабилизации водной дисперсии серы

(51) 01 17/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ стабилизации дисперсии серы осуществляется путем диспергирования серы в присутствии 0,25-0,10-ного раствора продукта сополимеризации винилацетата ВА с акриловой кислотой АК полученных при оптимальных соотношении мономеров 1,04,0-6,0 моль (ВААК-3 Н и ВААК-4-Н) с последующей обработкой гидрофилизированной массы с добавлением калиевых солей слабых неорганических кислот фосфата К 3 РО 4, карбоната К 2 СО 3 силиката К 23 или сульфида К 2 калия до значений рН 7,5-8,0. Способ позволяет повысить эффект стабилизации и уменьшить расход ВРП в 4,0-5,0 раз по сравнению с ранее известными способами(аналог,прототип). Преимущество способа заключается в том, что уменьшение оптимальной концентраци ГСВ приводит к предотвращению образования сплошной полимерной пленки на поверхности диспергированной частицы и слживания тврдой фазы дисперсии, вследствие чего облегчается диффундирующая способность дисперсной фазы в водной среде, улучшаются процесс ангидридизации, адгезионные свойства,бактерицидность,биологическая активность,устраняется отрицательное влияние на окружающую среду.(72) Асанов Аманкайт Асанович Туленбаев Мурат Сауранбаевич Асанов Акылбек Аманкайтович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Эдельман Л.И., Соминский Д.С. К оценке агрегативной устойчивости суспензии, Журнал коллоидной химии, - 1959-Т.21, - с. 126-131(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ СЕРЫ(57) Изобретение относится к коллоидной химии, а именно, к стабилизации водной дисперсии серы в присутствии гидрофилизирующих стабилизирующих веществ ГСВ, которые можно применять в качестве фунгицидов против вредителей и болезней растений в сельском хозяйстве, лекарственных препаратах в медицине и животноводстве при лечении различных инфекционных и кожных, грибковых болезней,диареи, а также для ускорения процесса отмоки,обезволашивания и улучшения качества низкосортных кож в кожевенной промышленности. Изобретение относится к коллоидной химии, а именно, к стабилизации водной дисперсии серы в присутствии гидрофилизирующих - стабилизирующих веществ (ГСВ), которые можно применять) в качестве фунгицидов против вредителей и болезней растений в сельском хозяйстве, лекарственных препаратов в медицине и животноводстве при лечении различных инфекционных и кожных, грибковых болезней,диареи, а также для ускорения процесса отмоки,обезволашивания и улучшения качества низкосортных кож в кожевенной промышленности. Известен способ стабилизации водной дисперсии серы путем диспергирования с использованием в качестве гидрофилизирующего - стабилизирующего вещества (ГСВ) гидрохлорида или четвертичной аммонийной соли водорастворимого полимера бисдиметиламиноизопропилметакрилата ПБДМАИМА аналог - (А.с.СССР 383324 МПК С 01 В 17/12, 1972 г). Недостатком известного способа является относительно низкое гидрофилизирующее стабилизирующее действие и использование достаточно высокой концентрации гидрофилизирующей добавки, которая приводит к образованию на поверхности стабилизированной частицы серы сплошной толстой полимерной пленки,вызывающей слеживание твердой фазы гидрофилизированного продукта во времени и приводящей к образованию трудно-диффундируемой массы. Образование на поверхности частицы тврдой фазы сплошной полимерной пленки приводит к затруднению процесса ангидридизации, к увеличению расхода препарата и снижению эффективности процесса гидрофилизации - стабилизации. Наряду с этим, к недостаткам известного способа также относятся использование в качестве ГСВ в процессе диспергирования труднодоступного высокомолекулярного вещества, полученного из дорогостоящих,огнеопасных,органических соединений,т.е. аминоалкиловых эфиров метакриловой кислоты,не выпускаемых в промышленности и требующих для стабилизации суспензии серы не только достаточно высокой концентрации (0,50-1,00 г/дл), но и имеющих кислое значение(4,0-4,5),которое приводит к образованию стабилизированной суспензии с низким значением 4,0-4,5. Наиболее близким к предлагаемому способу относятся способ стабилизации водной суспензии серы с использованием в качестве гидрофилизирующего - стабилизирующего вещества сульфитно- спиртовой барды (ССБ), представляющей собой лигносульфаты кальция,имеющие неравномерный состав и молекулярную массу прототип - (Эдельман Л.И., Соминский Д.С. К оценке агрегативной устойчивости суспензии, Журнал коллоидной химии, - 1959,-Т.21, - . 126-131). Недостаткам данного способа является невысокая эффективность стабилизирующего гидрофилизирующего действия добавки,выражающаяся в изменении во времени величины оптической плотности (Д) стабилизированной водной дисперсии серы, а также относительно высокие значения оптимальных концентрации ССБ,2 необходимых для достижения наиболее устойчивого состояния и высокой адгезионной способности стабилизированной водной дисперсии серы. Задачей предлагаемого способа является получение высокодисперсной устойчивой водной дисперсии серы в присутствии меньшего количества гидрофилизирующего - стабилизирующего вещества ГСВ при сохранении стабильного состояния суспензии серы и улучшения прилипаемости, адгезионных свойств, а также введение в состав стабилизированной водной дисперсии серы различных низкомолекулярных соединений,улучшающих процесс стабилизации, а также приводящих к усилению положительного влияния на рост и развитие растений,повышающих биологическую совместимость и экологическую безопасность, и тем самым усиливающих эффективность высокодисперсной гидрофилизированнойстабилизированной дисперсии серы в виде концентрированной суспензии или пастообразной массы. Поставленная задача достигается путем диспергирования серы в присутствии водного раствора продукта сополимерзации винилацетата ВА и акриловой кислоты АК - ВААК-3-Н или ВААК -4-Н,полученных при соотношении мономеров 1,04,06,0 моль при исходных значенияхреакционной массы с последующей обработкой гидрофилизированной дисперсии серы 15 водным раствором калиевых солей слабых неорганических кислот фосфата К 3 РО 4, карбоната К 2 СО 3 силиката 23 или сульфида 2 калия до значений 7,58,0, которые являются легко доступными и выпускаются в промышленности. Отличительными признаками способа является использование в качестве гидрофилизирующего вещества ГСБ высокомолекулярного водорастворимого полимера ВРП, представляющего продукт сополимеризации винилацетата ВА с акриловой кислотой АК,полученного при соотношении 1,04,0-6,0 моль в водной среде при исходных значенияхреакционных масс, условно обозначенные ВААК-3-Н и ВААК-4-Н,соответственно, который относится к карбоцепным высокомолекулярным соединениям,имеющим активные неионизируемые слабо гидрофильные ацетатные и ионизируемые карбоксидные функциональные группы, обеспечивающие хорошую растворимость ВРП в воде с последующей обработкой 15 водным раствором калиевых солей слабых неорганических кислот до значений рН 7,5-8,0 обеспечивающей высокий гидрофилизирующийстабилизирующий эффект. Причинно-следственная связь заключается в том,что использование продукта сополимеризации,полученного путем сополимеризации винилацетат ВА с акриловой кислотой АК в водной среде при исходных значенияхреакционный массы при соотношении 1,04,0-6,0 моль и условно обозначенные ВААК-3-Н и ВААК-4-Н соответственно, имеющие в цепи макромолекулы в оптимальном количестве ацетатные и карбоксидные функциональные группы,которые обеспечивают высокое гидрофилизирующее действие, вследствие чего позволяют уменьшить оптимальную концентрацию гидрофилизирующего вещества,а последующая обработка концентрированной гидрофилизированной дисперсии серы 15 водным раствором калиевых солей слабых неорганических кислот фосфата К 3 РО 4, карбоната К 2 СО 3 силиката 23 или сульфида 2 калия позволяют не только сократить расход ВРП, но и полностью предотвращают слеживание дисперсной фазы во времени, улучшают процесс ангидризации,обеспечивают высокую адгезию гидрофилизированной - стабилизированной дисперсии серы к поверхности растений,усиливают бактерицидность, биологическую активность и устраняют отрицательное влияние на окружающую среду, что приводит к повышению эффективности применения гидрофилизированного стабилизированного,устойчивого во времени высокодисперсного препарата серы и сокращению расхода. Конкретные примеры Пример 1. К 3 г молотой серы добавляют 3 мл раствора ВРП ВААК-3-Н или ВААК-4-Н соответствующей концентрации и диспергируют,перемешивая в течение 30 минут, затем гидрофилизированную массу обрабатывают 15 водным раствором фосфата калия К 3 РО 4 до значений 7,5-8,0,образовавшийся стабилизированный продукт разбавляют водой до 1000 мл и оценивают устойчивость 0,3 суспензии серы по изменению оптической плотности (Д) во времени, толщины слоя флокул (л), всплывающих на поверхность(предлагаемый способ). Пример 2. Процесс гидрофилизации-стабилизации в присутствии ВРП, а так же определение устойчивости гидрофилизированной стабилизированной дисперсии серы осуществляется как в примере 1 за исключением того, что гидрофилизированную массу обрабатывают 15 водным раствором карбоната калия К 2 СО 3. Пример 3. Процесс гидрофилизации-стабилизации в присутствии ВРП, а также оценку устойчивости гидрофилизированной - стабилизированной дисперсии серы проводят так же, как в примере 1 за исключением того, что гидрофилизированную массу обрабатывают 15 водным раствором силиката калия 23. Пример 4. Процесс гидрофилизации-стабилизации в присутствии ВРП, а также оценку устойчивости гидрофилизированной - стабилизированной дисперсии серы проводят так же, как в примере 1 за исключением того, что гидрофилизированную массу обрабатывают 15 водным раствором сульфида калия 2. Проведенные экспериментальные опыты свидетельствуют,что степень устойчивости гидрофилизированной - стабилизированной дисперсии серы в присутствии ВРП ВААК-3-Н или ВААК-4-Н,полученных при оптимальных соотношениях мономерных звеньев, которые содержат в цепи макромолекулы не ионизируемые ацетатные и слабо ионизируемые карбоксидные функциональные группы, практически не зависит от вида солей слабых неорганических кислот,использованных для обработки гидрофилизированной дисперсии серы до значений рН 7,5-8,0 (предлагаемый способ). Степень устойчивости гидрофилизированной стабилизированной дисперсии серы зависит от соотношения ацетат-, карбоксид- содержащих мономерных звеньев и от концентрации ВРП, а также от значения гидрофилизированнойстабилизированной массы. При увеличении ацетат содержащих звеньев в цепи макромолекулы ухудшается гидрофилизирующая способность ВРП, а уменьшение в цепи макромолекулы количества ацетатных групп так же отрицательно влияет на гидрофилизирующую способность за счет затруднения закрепления макромолекулы и образования защитного слоя на поверхности частицы серы. Так, снижение эффекта стабилизации приниже 4,5-5,5 связано с тем, что образовавшаяся масса плохо диффундирует при разбавлении водой. Привыше 9,0-9,5 также несколько снижается устойчивость гидрофилизированной-стабилизированной дисперсии серы во времени. Стабильность дисперсии серы, полученной предлагаемым способом,сравнивали с гидрофилизированной стабилизированной суспензией серы, полученной в одинаковых условиях в присутствии гидрохлорида или четвертичной аммонийной соли ПБДМАИМА (аналог), а также с устойчивостью гидрофилизированной суспензии серы в присутствии широко известного стабилизирующего вещества ССБ (прототип). При этом оптимальные концентрации устанавливались путем сравнения толщины слоя (Усл) и по значениям оптической плотности (Д) отстоя в зависимости от времени отстаивания суспензии серы при наименьшем расходе гидрофилизирующего-стабилизирующего вещества ГСВ - ВРП. Таблица Изменение оптической плотности (Д) и толщины слоя флокул (сл) 0,3-ной гидрофилизированнойстабилизированной суспензии серы в присутствии гидрофилизирующих - стабилизирующих веществ Предлагаемый способ Д через через сл,0,5 24 см час час 3,00 3,00 0,00 3,00 3,00 0,00 3,00 3,00 0,00 3,00 3,00 0,00 ПБДМАИМА (аналог) Д через через сл,0,5 24 см час час 3,00 3,00 0,00 3,00 1,95 0,10 2,05 1,00 0,35 1,10 0,26 0,50 ССБ (прототип) Д через через сл,0,5 24 см час час 3,00 3,00 0,00 3,00 1,86 0,15 1,95 0,70 0,50 1,50 0,25 0,85 3 Предлагаемый способ Д через через сл,0,5 24 см час час 2,20 1,50 0,10 1,75 0,75 0,30 ПБДМАИМА (аналог) Д через через сл,0,5 24 см час час 0,75 0,10 1,15 0,30 0,05 1,75 Сравнительные данные (таблица) показывают,что изменение толщины слоя флокул (сл) и значение оптической плотности(Д) гидрофилизированной-стабилизированной суспензии серы зависят от вида и концентрации гидрофилизирующего стабилизирующего вещества, а также от времени отстаивания. Наиболее полная стабилизация с максимальным значением оптической плотности(Д),сохраняющаяся в течение 24 часов, и полное отсутствие всплывающего слоя флокул (сл) наблюдается у дисперсии серы, полученной в присутствии 0,25-0,10-ного раствора ВААК-3-Н и ВААК-4-Н и последующей обработкой добавлениям калиевых солей слабых неорганических кислот до значений рН-7,5-8,0 (предлагаемый способ). Такая же степень устойчивости дисперсии серы наблюдается при добавлении 1,00-0,50 раствора ПБДМАИМА (аналог) или ССБ (прототип), что в 4,0-5,0 раз больше по расходу гидрофилизирующего вещества. Гидрофилизация - стабилизация дисперсии серы по предлагаемому способу позволяет увеличить эффект стабилизации,уменьшить расход гидрофилизирующего вещества в 4,0-5,0 раз по сравнению с известными способами (аналог,прототип). Наряду с этим, предлагаемый способ позволяет предотвратить образование сплошной полимерной пленки на поверхности диспергированной частицы и слеживание твердой фазы стабилизированной системы,вследствие чего облегчается диффундирующая способность дисперсной фазы в водной среде, улучшается процесс ангидридизации,адгезионные свойства,бактерицидность,биологическая активность,устраняется отрицательное влияние на окружающую среду,усиливается положительное влияние препарата серы на рост и развитие растений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ стабилизации водной дисперсии серы путем диспергирования в присутствии гидрофилизирующих-стабилизирующих веществ отличающийся тем, что процесс гидрофилизациистабилизации дисперсии серы осуществляют в присутствии продукта сополимеризации винилацетата ВА с акриловой кислотой АК - ВААК 3-Н или ВААК-4-Н, полученных при оптимальных соотношениях мономеров 1,04,0-6,0 моль, с последующей обработкой гидрофилизированной,концентрированной или пастообразной массы с добавлением 15 водного раствора калиевых солей слабых неорганических кислот фосфата К 3 РО 4,карбоната К 2 СО 3 , силиката 23 или сульфида 2 калия до значений рН 7,5-8,0. ССБ (прототип) Д через через сл,0,5 24 см час час 1,05 0,10 1,20 0,35 0,06 1,80