Способ получения поливинилацетата

Способ получения поливинилацетата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHMX

WljW

РЕСПУБЛИК .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаеанощ саидвтВъствм

ГЦСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QfHPbff99 .l. (2 1) 3320285/2 3-05 (22) 15.07.81 (46) 07.05.83. Вюл. N. 17 (72) A.Ô.Николаев, К.B.Белогородская, Н.П.Кукушкина и О.A.Пигулевская (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Октябрьской

Революции технологический институт им.Ленсовета (53) 678.744. 422(088, 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 231802, кл. С 08 F 118/08, 1967.

2.Николаев A.Ô. и др.ПОливиниловый спирт на основе высокомолекулярного поливинилацетата. Химическая технология, свойства и применение пластмасс. Сбориик научных трудов Р 1, Л., 1976,с.36-38., 3. Dunn А. S., Tay log P. А., The polymerization of чinyl acetate 1п aqu,;:eus soluti.on in it-iated by potassI um ре rsylðhate an 60 С. Hakromol .chim, .1965, Bd 83, р. 207-219.

4. Авторское свидетелЬство СССР

В 712823, кл.. С 08 F 118/08, 1978 (прототий). ае ио

3(ЮС 08 F 118/08; С 08 F 4/26 // .С 08 F 116/06 (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТА полимеризацией винилацета-. та в присутствии катализатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- лью упрощения технологии процесса, полимеризацию проводят в водной среде, а в качестве катализатора используют триацетилацетонат марганца и карбоновые кислоты при их мольном соотношении .от 1:5 до 1:100 соответственно.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что полимеризацию осуществляют при 10-50 С.

1016305

Изобретение относится к способам получения поливинилацетата {IIBA } и может быть использовано в химической промышленности.

Омылением ПВА можно получить поли.виниловый спирт, используемый для по- 5 лучения волокна.

Известен способ получения ПВА полимеризацией винилацетата в массе, растворителе или в суспензии в присутствии в качестве катализатора три- 10 ацетилацетоната марганца и акарбоновых кислот при их мольном соотношении от 1:1 до 1:100 соответственно (1g.

Недостатком известноГо способа является его большая продолжительность,{5 необходимость использования инертной атмосферы, кроме того, получают разветвленный ПВА.

Известен также способ получения

ЛВА в водной среде в присутствии эмульгатора, в присутствии в качестве катали"атора триацетилацетоната марганца (TAM } или бисацетилацетонатотрифторацетата марганца при 30-65ОС в течение 30-60 мин Г2 g.

Недостатком способа является то, что требуется стадия выделения полимера, неизбежно загрязнение его остатками змульгатора, кроме того получается сильно разветвленный ПВА (разветвленность 0,71-0,97 ).

Известен также способ получения

ПВА полимЕризацией винилацетата в воде в присутствии персульфата калия при 60ОС в атмосфере инертного газа в течение 60-90 мин 13). 35

Недостатками известного способа являются высокая температура полимериз ации, необходимость использования инертной атмосферы, получение полиме;. ра в форме, не пригодной для исполь- 40 зования.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является известный способ получения пВА поли- 4g меризацией винилацетата (BA) в присутствии катализатора. Процесс полимеризации осуществляют при 20 С, в течение 2 ч. В качестве катализатора используют триэтилборан. При этом получают практически нераэветвленний

ПВА. Процесс проводят в массе с ис пользованием инертной атмосферы (4 g.

Недостатком способа является получение IIBA в малопригодной для омыления форме {необходимо последующее растворение ПВА ), а кроме того использование инертной атмосферы

Целью изобретения является упрошение технологии процесса. 60

Поставленная цель достигается тем, что согласно сйособу получения

ПВА полимеризацией винилацетата в присутствии катализатора, полимеризацию проводят в водной среде, а в ка- 65 честве катализатора используют {ТАМ) и карбоновые кислоты при их мольном соотношении от 1:5 до 1:100 соответственно.

Процесс полимеризации осушествляют при 10-50 С.

Растворимость BA в воде 2,5Ъ, поэтому концентрация мономера не должна превышать в ходе полимеризации этого предела.

Пример 1. В BA растворяют

TW при концентрации 5,.7 моль/л BA (2 5 r (2,4 мл ) BA — 0 453 r ТАМ), в воде †.уксусную кислоту при концентрации 45 ° 10 3 моль/л воды (О, 3 r на

100 r/мл/воды ). Моль ное .соотношение

TAN: кислота составляет 1:30. При перемешивании ВА с ТАМ приливают к водной фазе, Полимеризацию проводят -при

20 С в течение 8 мин. После указанного промежутка времени на дно реактора выпадает ПВА, выход 98Ъ (2,48 r ). Полимер отжимавт на фильтре до содержания влаги 80% и подают в аппарат для последуюшего омыления.

После отжима на фильтре полимер не требует длительной отмывки, так как реакционная масса не содержит эмульгатора йли стабилиз атора, а продукты разложения инициатора хорошо растворимы в воде. В отгонке мономера нет необ- ходимости,так как содержание остаточного мономера в промывных водах (0,02 моль/

/л воды)ниже допустимой нормы (0,05 моль/

/л воды j, а сам полимер легко отмываетэЮ ся от мономера. Молекулярная масса

ПВА,95000.

Пример 2. Проводят полимеризацию, описанную в примере 1. Через

10 мин от начала полимеризации на дно реактора выпадает ПВА, затем к водной среде приливают новую порцию

BA {2,5 г ) с растворенным ТАМ (0,0453 r ). В теченйе 1 ч, добавляя через каждые 10 мин новую порцию мономера, в 100 r води получают 18 г

IIBA. Таким образом, путем постепенного добавления мономера и последукчцей его полимеризации, можно получить более концентрированные дисперсии.

Пример 3. Проводят полимеризацию, согласно примеру 1 за исклкчением концентрации ТАМ: в 2,5 г BA растворяют 0,01 r ТАМ {,1,62 моль/л

BA }. Мольное соотношением ТИ1: кислота равно 1:100. Время процесса

10 мин, выход полимера — 99% (2,48 r), молекулярная масса ПВА 300 00.

Пример 4. Проводят полимеризации, согласно примеру 1, за исключением концентрации ТАМ: в 2,5 r

BA растворяют 0,025 r ТАМ (2,9 моль/л

l3A ). Мольное соотношение ТАМ: кислота равно 1:60. Время процесса 10 мин, выход полимера 99% (2,48 г ), молекулярная масса IIBA 150 000.

Пример 5. Проводят полимеризацию, согласно примеру 1, за ис 1016305

Составитель

Редактор Н.Рогулич Техред И.Коштура

Корректор В.Бутяга

Заказ 3315/24- Тираж 494 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3 -35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ключе нием температуры процесса. Поли.мериэацию осуществляют при 10 С. Время процесса 15 мин, выход полимера

80% (2 г), молекулярная масса ПВЛ

300 000;

Пример 6. Проводят полимери- .5 эацию, согласно примеру 1, за исключением температуры процесса. Полимеризацию осуществляют при 50 С. Время процесса 3 мин, выход полимера 99Ъ (2,48 г, молекулярная масса tBA 30

90 000..

Пример 7. В.50 5 кг BA растворяют 0,915 кг ТЛИ (5,7 моль/л BA ), в 100 кг воды — 0,3 кг уксусной кислоты (45 10 моль/л )воды . Водную 15 фазу загружают в реактор. При перемешивании к водной фазе добавляют BA c

TAN порциями по 2,5 кг через каждые

10 мин. Через 1,5 ч при 20 С s 100 кг воды получают 50 кг ПВЛ, который осе-20 дает на дно реактора; Молекулярная масса ПВЛ 95 000.

Пример 8. Проводят полимеризацив, описанную в примере 1, с использованием малоновой кислоты. Bðåмя процесса 6-7 мин,.выход полимера

98%. Молекулярная масса.lIBA 95000.

Пример 9. Проводят полимеризацию, описанную в примере 1, с использованием янтарной кислоты. Время

-процесса 5 мин, выход полимера 983, молекулярная масса IISA 95000. Пример .10. Проводят полимериэацию, описанную в примере 1, при концентрации уксусной кислоты 7,5

"к10 3 моль/л води„(соотношение TAN: 35 кислота равно 1:.5), растворяя 0,05 r уксусной кислоты в 100 r воды. Время процесса 15 мин, выход .полимера 98% (2,48 r ), молекулярная масса 120000. Пример 11. Проводят полиме- 40 ризацию, описанную в примере 1, при концентрации уксусной кислоты 15 х 10 З моль/л воды (соотношение TAN:

:кислота равно 1:10 ) растворяя 0,1 г уксусной кислоты в 100 г воды. Время 45 процесса 10 мин, выход полимера 98% (2,48 r ), молекулярная масса 100000 °

tI p и м е р 12. Проводят полимеризацик1, описанную в примере 1 при концентрации уксусной кислоты 30 х 10 3 моль/л воды.(соотношение TAN: кислота равно 1:20), растворяя 0,2 r уксусной кислоты в 100 r воды . Время процесса 8 мин, выход полимера 98% (2,48 t.), молекулярная масса,95000.

Пример 13. Проводят полимеризацию, описанную в примере 1; При концентрации TAN 10,4 моль/л BA (в

2,5 г BA растворяют 0,0906 r ТАМ). .Время процесса 5 мин, выход полимера

99Ъ, молекулярная масса 40000. Моль,ное соотношение ТИ1: кислота равно 1:15.

Пример 14. Проводят полимериэацию, описанную в примере 1, при

5 С. Время liponecca 40 мин, выход полимера 46%. Молекулярная масса ПВА

310000.

Таким образом, понижение температуры приводит к уменьшению выхода полимера.

II p и м е р 15. Проводят полимеризацию, описанную в примере 1, при . концентрации TAN 0,8 моль/л BA (в

2,5 г BA растворяют 0,005 г TAN).

Время процесса 50 мин, мольное соотношение TAN:кислота равно 1:200, выход полимера 20%. Молекулярная масса

0ВА 300000. Увеличение мольного соотношения приводит к уменьшению выхода полимера.

Таким образом,.предлагаемый способ позволяет получить IIBA с иироким ин-. тервалом молекулярных масс. Оиылением

IIBA можно получить поливиниловый. спирт средней молекулярной массы и низкомолекулярный 2 ). Рассмотренный способ позволяет получить нераэветвленный ПВА, и соответственно, неразветвленный поливиниловый спирт (отсутствие ветвлений по ацетатной группе у IIBA доказано двумя нез.ависимими методами: омылением и последующим реацетилированием, при этом молекулярная масса исходных и реацетилированных образцов совпадают, а также методом парамагнитного резо-. нанса — отсутствуют сигналы с химическим сдвигом 4,02 мас.доли );

Предлагаемый способ позволяет проводить полимеризацию беэ использования эмульгатора и инертной атмосферы процесс осуществляется с высокой cicoростью: эа 5-10 мин мономьр превращается в полимер, при этом можно повысить содержание полимера в воде до

50% и более. Полученный продукт получают в удобной для омыления Форме.