作为高pH或离子液体阻挡层的粘土/聚合物共混物的制作方法_2

文档序号:9892752阅读:来源:国知局
与高离子的侵蚀性废液接触时。可按照任何 方式,优选通过干混,研磨和/或挤出,均匀地混合聚合物和/或单体与粘±。
[0040] 在没有束缚于任何特定理论的情况下,理论认为将粘±/聚合物混合物暴露于侵 蚀性高离子废液,例如矿石加工渗滤液下将允许在聚合物上的阳离子和阴离子电荷点在相 邻的粘±颗粒和纺织品的纤维之间的间隙空间内溶剂化。另一理论是由于阳离子和阴离子 聚合物链之间强烈的吸引导致该聚合物可络合形成漂浮物。运些漂浮物将排放到粘±颗粒 之间,W及粘±颗粒与织物纤维之间的间隙空间内,引起物理阻挡任何废液通过±工织物 的流动路径,因为非常小的溶胀压力可归因于混合物的粘±部分,当接触高离子的侵蚀性 废液时。本文描述的令人惊奇的结果的另一潜在的机理是由于聚阳离子对蒙脱石粘±中负 电荷的吸引,形成聚阳离子/粘±缔合导致物理阻挡液体经过G化的流动路径,所述物理阻 挡将辅助聚合物保留,并可影响阳离子聚合物/阴离子聚合物漂浮物的机械性能,例如物理 点,所述漂浮物将阻挡潜在的液体通过GCL的流动路径。作为最后的理论,在侵蚀性废液内 高盐浓度可促进聚合物和粘±小片之一或二者之间通过氨键合的相互作用。
[0041] 令人惊奇的是,尽管存在高的盐浓度(已知高的盐浓度会干扰互聚物络合物),但 可发生运些缔合。同样令人惊奇的是,与含有仅仅阴离子聚合物组分的GCL相比,运些阳离 子/阴离子聚合物共混物倾向于显示出较好的长期性能。进一步令人惊奇的是在相对低的 聚合物负载下,在针刺的纤维束内,阳离子/阴离子聚合物共混物在阻挡流动方面是如此的 有效。我们理论上认为与单独的聚合物体系相比,通过粘±和聚合物之间预料不到的相互 作用,该聚合物较好地保留在G化内,W允许较好的长期稳定性。
[0042] 也已有利地发现,根据本发明公开内容的实施方案的粘±/聚合物组合物水合到 给定的含水量,当暴露于规定的侵蚀性渗滤液下时。已有利地发现,当粘±/聚合物组合物 水合到约60份-约120份/100份组合物或约60份-约90份/100份组合物,或约70份-约90份/ 100份组合物的含水量时,可实现良好的液压阻挡性能。其他合适的含水量包括约60,70, 80,90,100,110,和120份/100份组合物。在运种水合水平下时,认为粘±/聚合物组合物形 成有效地提供渗滤液流动阻挡的凝胶。进一步认为在低于约60份/100份组合物的含水量 下,存在低效量的凝胶形成,和在高于120份/100份组合物的含水量下,组合物不再为凝胶 形式。在侵蚀性渗滤液,例如本文公开的那些内采用本发明公开内容的组合物,在60份-120 份/100份组合物含水量范围内的运种水合是可实现的。将粘±/聚合物组合物渗入到针刺 的±工合成衬里内可限制粘±/聚合物组合物的水合在约60份-约90份/100份组合物的范 围内,运是因为由衬里上存在的废物的压力W及渗滤液的流体静压导致的。根据本发明公 开内容的粘±/聚合物体系可W在约60份-约90份/100份组合物的含水量下有效胶凝。
[0043] 粘上
[0044] 优选的粘±是绿±或蒙脱石,例如当与水接触时溶胀的膨润±粘±。尽管当与高 离子废液接触时运些粘±很少溶胀,但已发现,与其他粘±相比,所发生的很少溶胀产生较 好的不可渗透性结果。然而,由于粘±溶胀不是不可渗透性的主要贡献因子,因此可使用其 他粘±替代绿±或蒙脱石,或者除了绿±或蒙脱石W外,可使用其他粘±。其他合适的粘± 包括赔石和非-绿±粘±,例如高岭±,伊利石,绿坡缕石和海泡石(其中包括每一种的合成 类似物)。优选天然存在的钢膨润±粘±,它具有钢作为主要的可交换阳离子。
[0045] 优选地,粘±颗粒的尺寸应当提供使得小颗粒在较大颗粒之间配合使得当与高离 子废液接触时,任何流体经过粘±聚合物混合物的通路变窄的粒度范围。粘±可^是颗粒 或粉末形式。在最优选的实施方案中,粘±颗粒的粒度应当小于约2mm,且约40%-约70%的 颗粒具有大于约1.4mm至小于约2. Omm的尺寸;约10 %-约30 %的颗粒具有大于1 .Omm并小于 1.4mm的尺寸;约10 %-约30 %的颗粒具有大于0.5mm并小于1 .Omm的尺寸;和小于5 %的颗粒 具有小于0.5mm的尺寸。或者,粘±可W是粉末形式,其中所有颗粒具有小于约25mm的尺寸。
[0046] 聚合物
[0047] 下述阳离子和阴离子聚合物可W是直链或支链,或者交联的,且可具有W下描述 的各种分子量。本文中所使用的术语"低分子量'一般地是指分子量为约IxlO 4Da至扣10印曰。 本文中所使用的术语"中等分子量"一般地是指分子量大于SxlO6Da至6xl0 6Da。本文中所使 用的术语"中-高分子量"一般地是指分子量大于扣10印曰至约lOxlO6^。本文中所使用的术 语"高分子量'一般地是指分子量大于IOxlO 6^至约15xl06Da。本文中所使用的术语"甚高分 子量"一般地是指分子量大于ISxlO 6Da(例如,最多约100百万道尔顿)。
[0048] W毫当量/克(meq/g)为单位表示的在聚合物上的电荷范围可W是约0.5meq/g-约 20meq/g,优选约 1. Omeq/g-约 15meq/g,更优选约 1.0-约 1 Omeq/g。
[0049] 本文中所使用的术语"低百分比电荷"是指电荷百分比小于约10%。本文中所使用 的术语"中等百分比电荷"是指电荷百分比为约15%-约30%。本文中所使用的术语"中-高 百分比电荷"是指电荷百分比为大于约30%至约60%。本文中所使用的术语"高百分比电 荷"是指电荷百分比为大于约60%至约90%。本文中所使用的术语"甚高百分比电荷"是指 电荷百分比为大于约90%。
[0化0] 在聚合物上的电荷之比(阴离子对阳离子)的范围可W是约0.15:1至7:1,约0.3:1 至约6:1,约1:1至约5:1,约1:2至约4:1,约1:3至约3:1,约1:2至约2:1(阴离子:阳离子)。其 他合适的比值包括例如约 0.15:1,0.2:1,0.3:1,0.4:1,0.5:1,0.6:1,0.7:1,0.8:1,0.9:1, 1:1,2:1,3:1,4:1,5:1,6:1,和7:1。
[0051] 根据本发明公开内容的各种实施方案,粘±/聚合物体系可包括用量为约0.4%-约20wt%的聚合物组分(例如,阳离子和阴离子聚合物的组合),基于该组合物的总重量。基 于组合物的总重量,其他合适的用量包括约0.5wt % -约20wt %,约Iwt % -约20wt %,约 5讯1%-约1〇¥1%,约1〇¥1%-约2〇¥1%,约1¥1%-约5¥1%,约2¥1%-约物1%,约3¥1%-约 6wt%,和约Iwt%-约4wt%。例如,可包括重量百分比为约1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5, 5.5,和6wt %的聚合物,基于该组合物的总重量。
[0052] W下是可在互聚物络合物用粘±/聚合物体系中使用的阳离子聚合物的实例。该 体系可包括一种或多种阳离子聚合物。可包括用量为约〇.2wt%-约20wt%的阳离子聚合 物,基于该组合物的总重量。基于组合物的总重量,其他合适的用量包括约〇.5wt%-约 15wt%,约Iwt%-约lOwt%,和约2wt%-约6wt%。其他合适的用量包括,但不限于0.2,0.4, 0.6,0.8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,和20"1%,基于该组合物 的总重量。
[0053] .聚甲基丙締酷胺基丙基=甲基氯化锭 [0化4] ?聚乙締亚胺:
[0055] ?聚甲基丙締酷胺基丙基=甲基锭阳离子
[0056] ?二甲胺表氯醇共聚物
[0057] ?聚(2-丙締酷氧基乙基)S甲基锭阳离子
[005引 ?乙締化咯烧酬,甲基丙締酷胺,乙締基咪挫和季化乙締基咪挫的季化共聚物 (Polyquaternium 68)
[0059] ? 1-十二烧锭,N,N-二甲基-N-[3-[(2-甲基-1-氧代-2-丙締基)氨基]丙基]-,氯 化物,与N-[3-(二甲基氨基)丙基]-2-甲基-2-丙締酷胺和1-乙締基-2-化咯烧酬的聚合物 (Polyquaternium 51)
[0060] ? 3,5,8-^氧杂-4-憐代^-一碳-10-締-1-aminum,4-^ 基-N,N,N,10-四甲基-9-氧代-,内盐,4-氧化物,与2-甲基-2-丙締酸下醋的聚合物(Polyquaternium 51)
[OOW] ? IH-咪挫鐵,1-乙締基-3-甲基硫酸醋,与1-乙締基六氨-2H-日丫庚因-2-酬和^乙 締基-2-化咯烧酬的聚合物(Polyquaternium 46)
[0062] ?乙締化咯烧酬和季化咪挫嘟的共聚物的季锭盐(Polyquate;rnium44)
[00创 ? 2-丙締-1-aminium,N,N-二甲基-N-2-丙締基-,氯化物,与2-丙締酷胺和2-丙締 酸的聚合物(Polyquaterni皿39)
[0064] ?甲基丙締酷基S甲基氯的均聚物(Polyquaterni皿37)
[00化] ?化Iyquaternium 35CAS#189767-69-9
[0066] ? 2-丙締酸,2-甲基-,2-(二甲基氨基)乙醋,2-甲基-2-丙締酸甲醋化合物与硫酸 二甲醋的聚合物(Polyquaterni皿35)
[0067] ? 1,3-丙二胺,N,N-二乙基-N',N'-二甲基-与1,3-二漠丙烷的聚合物 (Polyquaternium 34)
[006引 ? N,N,N-S甲基-2-[ (1-氧代-2-丙締基)氧基]氯化乙锭(ethanaminium chloride)聚合物:(POLYQUATERNIUM 33)
[0069] ?聚(丙締酷胺2-甲基丙締酷氧基乙基S甲基氯化锭Kpolyquaternium 32)
[0070] ?二甲基氨基丙基丙締酸醋(DMAPA),丙締酸和ac巧Ionitrogens和硫酸二乙醋的 共聚物(Polyquaterni皿 31)
[0071] ?聚丙締酷胺乙基S甲基锭阳离子-氯化物:(P0LYQUATERNIUM30)
[0072] ?用表氯醇季化的壳聚糖(Polyquaterni皿29)
[0073] ?聚甲基丙締酸醋酷基丙/S甲基氯化锭:^olyquaterni皿28)
[0074] ?由 PO 1 yquatern ium-2与PO 1 y quat ern ium-1 7反应得到的嵌段共聚物 (Polyquaternium 27)
[0075] ?与月桂基二甲基锭取代的环氧化物反应的径乙基纤维素 :(Polyquaternium 24)
[0076] ?乙締化咯烧酬和甲基丙締酸二甲基氨基乙醋的季化共聚物(Polyquaternium 23)
[0077] ?二甲基二締丙基氯化锭(Polyquaternium 22)
[0078] ?聚硅氧烷/聚二甲基二烷基锭乙酸盐共聚物(Polyquaterni皿21)
[0079] ?聚乙締基十八烷基酸和2,3-环氧基丙基胺(PolyquaterniumSO)
[0080] ?具乙締醇与2,3-环氧基丙基胺:。〇17911曰16111;[皿19)
[0081] ?聚[氧基-1,2-乙二基(二甲基亚氨基)-1,3-丙二基亚氨基(1,6-二氧代-1,6-己 二基)亚氨基-1,3-丙二基(二甲基亚氨基)-1,2-乙二基二氯化物];(Polyquaterni皿18)
[0082] ?己二酸与二甲基氨基丙胺反应,与二氯乙酸反应(Polyquaterni皿17)
[0083] ?季化乙締基咪挫聚合物(Polyquaternium 15,16)
[0084] ? Ethanaminium,N,N,N-S甲基-2-[(2-甲基-1-氧代-2-丙締基)氧基]-,硫酸甲 醋,聚合物(Polyquaternium 14)
[00化]?甲基丙締酸二乙基氨乙醋聚合物(Polyquaterni皿13)
[00化].季化聚(乙締化咯烧酬/丙締酸二甲基氨基乙醋);(Polyquaterni皿12)
[0087] ?季化聚(乙締化咯烧酬/丙締酸二甲基氨基乙醋)^olyquaterni皿11)
[0088] ?与S甲基锭取代的环氧化物反应的径乙基纤维素的季锭盐(Polyquaternium-10)
[0089] ?季化甲基丙締酸二甲基氨乙醋聚合物(Polyquaterni皿9)
[0090] ? 2-丙締酸,2-甲基-,2-(二甲基氨基)乙醋,与2-甲基-2-丙締酸甲醋和2-甲基-2-丙締酸十八烧醋化合物,与硫酸二甲醋的聚合物(Polyquaterni皿8)
[0091 ] ? N,N-二甲基-N-2-丙締-1-氯化锭聚合物(Polyquaternium 6,7)
[0092] . 0-甲基丙締酷氧基乙基S甲基锭甲硫酸盐与2-丙締酷胺的聚合物 (Polyquaternium 5)
[0093] ?径乙基纤维素和二締丙基二甲基氯化锭(Polyquaternium 4)
[0094] ?丙締酷胺和S甲基锭甲基丙締酸甲醋甲硫酸盐的共聚物(Polyquaterni皿3)
[0095] ?脈,N,N'-双[3-(二甲基氨基)丙基]-,与l,r-氧基双(2-氯乙烧)的聚合物 (Polyqu曰ternium-2)
[0096] .乙醇,2,2',2"-次氮基S-,与1,4-二氯-2-下締和N,N,N ',N 四甲基-2-下 締-1,4-二胺的聚合物(Polyquaterni 皿-1)
[0097] 该体系可包括一种或多种阴离子聚合物。可包括用
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