Способ получения ультрадисперсных полимерных систем

Способ получения ультрадисперсных полимерных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области получения полимерных порошков и суспензий и может быть использовано для получения порошковых материалов с высокоразвитой поверхностью. С целью повышения степени дисперсности и обеспечения монодисперсности способ получения ультрадисперсных полимерных порошков путем механического помола низкодисперсного полимерного порошка до постоянной степени дисперсности ведут в присутствии неорганической соли, взятой в количестве 93,4-99,0%, после чего неорганическую соль растворяют в растворителе, не растворяющем полимерный порошок. Полученные полимерные системы имеют среднюю дисперсность 8,4

5,1 и 3,3 нм и полидисперсность 1,04

1,07 и 1,03 при использовании соответственно полиэтилена, полистирола и сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом. При этом гомополимер не образуется.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 02 С 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»»».

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4270478/23-33 (22) 30.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (71) Московский технологический институт легкой промышленности и Институт физической химии АН СССР (72) А. Г. Липсон, Н. К. Барамбойм, А. А. Вольнов, В. А. Кузнецов, Д. М. Саков и Ю. С. Симаков (53) 621.926.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1143751, кл. С 08 F 112/08, 1983.

Барамбойм Н. К. Механохимия высокомолекулярных соединений. — М.: Химия, 1978, с. 136. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области получения полимерных порошков и суспензий

Изобретение относится к получению полимерных порошков и суспензий и может быть использовано для получения порошковых полимерных материалов с высокоразвитой поверхностью.

Цель изобретения — повышение степени дисперсности и обеспечение монодисперсности.

Механический размол низкодисперсного полимерного порошка осуществляют в смеси с неорганической солью при максимальном содержании полимерного порошка, которое обеспечивает полное необратимое взаимодействие полимера с поверхностью частиц соли при отсутствии гомополимера. П ри этом полимерный порошок измельчается и вступает в химическое взаимодействие с поверхностью частиц соли — происходит

ÄÄSUÄÄ 1479096 А 1 и может быть использовано для получения порошковых материалов с высокоразвитой поверхностью. С целью повышения степени дисперсности и обеспечения монодисперсности способ получения ультрадисперсных полимерных порошков путем механического помола низкодисперсного полимерного порошка до постоянной степени дисперсности ведут в присутствии неорганической соли, взятой в количестве 93,4 — 99,0%, после чего неорганическую соль растворяют в растворителе, не растворяющем полимерный порошок. Полученные полимерные системы имеют среднюю дисперсность 8,4;

5,1 и 3,3 нм и полидисперсность 1 04;

l,07 и 1,03 при использовании соответственно полиэтилена, полистирола и сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом. При этом гомополимер не образуется.

5 табл. прививка макромолекул поли.;:, .. «срхности частиц соли. Агрсгацпя чалиц полимера в данном случае не происходит вследствие того, что макромолекулы полимера разделены микрочастицам««сорганической соли. После растворе«ия «еорганической соли в растворителе, не растворяющем полимер, получают ультрадисперсный порошок, представляющий собой отдельные макромолекулярные цепи полимера. При содержании полимерного поро«|ка в смеси с неорганической солью вы«ц макс«ма lh«oго, обеспечивающего полное н обратимое взаимодействие с «oâåðxío Tûî част«ц соли, происходит резкое снижен«с сзеиени дисперсности «олимерного «оро «ка вследствие агрегации полимерных частиц (образование гомополимера) . Уменынение содержания по1479096 лимерного порошка в смеси с неорганической солью нецелесообразно, поскольку не приводит к возрастанию степени дисперсности получаемого порошка, а эффективность его получения снижается. Кроме того, полученные полимерные системы обладают высокой монодисперсностью.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Порошок полиэтилена низкого давления со средним размером частиц

200 мкм в количестве 1 — 2 г подвергают механическому размолу совместно с 100 г карбоната кальция марки 4 в шаровой вибромельнице с частотой 50 Гц, амплитудой 5 мм, стальными шарами диаметром

6 мм в течение 30 мин. Полученный порошок обрабатывают 0,1 н. раствором соляной кислоты до полного растворения карбоната кальция. Затем определяют среднюю дисперсность порошка, содержание гомополимера и полидисперсность.

Характеристики порошка приведены в табл. 1.

Продолжительность механического измельчения порошка при указанных в примере 1 параметрах является оптимальной, так как при этом достигается предельная степень дисперсности полимерного порошка.

Увеличение продолжительности измельчения не оказывает влияния на характеристики полученного порошка, приведенные в табл. 1.

При механическом размоле низкодисперсного порошка полиэтилена совместно с неорганической солью максимальное содержание порошка полиэтилена в смеси, обеспечивающее полное необратимое взаимодействие полиэтилена с поверхностью частиц соли, составляет 1,4 мас. о. Увеличение содержания порошка полиэтилена в смеси свыше 1,4 мас. Я приводит к резкому повышению содержания гомополимера и снижению степени дисперсности получаемого порошка. Уменьшение содержания порошка полиэтилена в смеси ниже 1,4 мас. Я не повышает степень дисперсности получаемого порошка.

Пример 2. Порошок полистирола со средним размером частиц 200 мкм в количестве 2 — 3 r подвергают механическому размолу совместно с 100 г карбоната кальция и обрабатывают 0,1 н. раствором соляной кислоты так, как описано в примере 1.

Средняя дисперсность полученного порошка, содержание гомополимера и полидисперсность приведены в табл. 2.

Максимальное содержание порошка полистирола, обеспечивающее полное необратимое взаимодействие полистирола с поверхностью соли, составляет 2,6 мас. Я, при этом гомополимера не образуется.

Пример 3. Порошок сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом со средним размером частиц 200 мкм в количест25

Максимальное содержание порошка полистирола, обеспечивающее его полное не30

55

Формула изобретения

1О

50 ве 6 — 7 г подвергают механическому размолу совместно с 100 г карбоната кальция и обрабатывают 0,1 н. раствором соляной кислоты так, как описано в примере 1.

Средняя дисперсность полученного порошка, содержание гомополимера и полидисперсность приведены в табл. 3.

Максимальное содержание порошка сополимера полиметакриловой кислоты с метилакрилатом, обеспечивающее полное необратимое взаимодействие с поверхностью соли при отсутствии гомополимера, составляет

6,6 мас. о

Пример 4. Порошок полистирола со средним размером частиц 200 мкм в количестве 2 — 3 г подвергают механическому размолу совместно с 100 г оксида цинка так, как описано в примере 1. Полученный порошок обрабатывают 0,1 н. раствором соляной кислоты до полного растворения оксида цинка. Затем определяют среднюю дисперсность порошка, содержание гомополимера и полидисперсность.

Характеристики порошка приведены в табл. 4. обратимое взаимодействие с поверхностью без образования гомополимера, составляет

2,6 мас. о

Пример 5. Порошок сополимера метакриловои кислоты с метилметакрилатом со средним размером частиц 200 мкм в количестве 6 — 7 г подвергают механическому размолу совместно с 100 r хлорида натрия так, как описано в примере 1. Полученный порошок обрабатывают дистиллированной водой до полного растворения хлорида натрия.

Средняя дисперсность полученного порошка, содержание гомополимера и полидисперсность приведены в табл. 5.

Максимальное содержание порошка сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом, обеспечивающее его полное необратимое взаимодействие с поверхностью соли без образования гомополимера, составляет 6,6 мас. Я;

Применение неорганической соли и ее растворителя различной химической природы не оказывает существенного влияния на получаемый результат.

Предлагаемый способ может быть использован для получения порошковых материалов с высокоразвитой поверхностью в качестве электролитов, монодисперсных латексов и центров мицеллообразования или для адсорбции газов и жидкостей.

Способ получения ультрадисперсных полимерных систем путем механического помола!

479096 неорганической соли, взятой в количестве

93,4 — 99,0ОА „после чего неорганическую соль растворяют в растворителе, не растворяющем полимерный порошок. низкодисперсного полимерного порошка, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дисперсности и обеспечения монодисперсности, помол ведут в присутствии

Таблица 1

Полидисперсность

Содержание гомополимера, мас. %

Таблица 2

Содержание Полидисперсгомополиме- ность ра, мас. .

Средняя дисперсность порошка полистирола,нм

Содержание порошка полистирола в смеси с солью,мас.

Таблица 3

Полидисперсность

Содержание гомополимера, мас.

Содержание порошка тилметакрилатом в смеси с солью, мас.%

Средняя дисперсность порошка полимера, нм

Содержание порошка полиэтилена в смеси с солью, мас.

8,3

8,4

8,4

21,5

315, 5

678,3

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

5,1

5,0

5,2

5,1

34,6

105, 1

Средняя дисперсность порошка полистирола, нм сополимера метакриловой кислоты с ме6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

3,3

3,2

3,4

3,3

29,1

89,5

0

0,2

0,4

0,6

0

0

0,2

0,4

0

0

0,2

0,4

1,03

1,07

1,04

1,25

1,36

1,47

1,0

1,03

1,02

1,07

1,26

1,45

1,0

1,01

1,01

1,03

1,48

1,59

1479096

Таблица 4

Содержание порошка полистиСредняя дисперсность порошка полистиСодержание Полидисперсгомополиме- ность ра, мас.Ж рола в смеси с солью, мас . 7 рола, нм

Таблица 5

Полидисперсность

Содержание гомополимер мас. 7 такрилатом, нм

Составитель О. Самохина

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 2468/5 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

Содержание порошка сополимера метакриловой кислоты с метилметакрилатом в смеси с солью, мас. 7

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

4,3

4,1

4,2

4,5

11,4

49,7

Средняя дисперсность порошка сополимера метакриловой кислоты с метилме4,2

4,3

4,2

4,1

32,3

121,5

0

0

0,1

0,2

0

0

0,2

0,5 1, 01

1,05

1,04

1,06

1,13

1,38

1,05

1,04

1,06

1,05

1,52

1,78