Патент 169782

Способ получения сополимеров s-капролактамаи стирола

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски

Социалистическм1

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.111.1964 (№ 887706/23-5) Кл, 39с, 10 с присоедипл.ием заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.111.1965. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 26.1Ч.1965

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

МПК С 08g

УДК 678.745.84 — 134.622 (088.8) . Рп и

-- с

Авторы - " « .17;;;изобретения В. В. Коршак, А. М. Коган, Т. М, Фрунзе, В. А. Сергеев, В. В. Курашев, т "; -Р. Б. Шлейфман и Л. Б. Данилевская .;;зЛ"" =

° IM

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ в-КАПРОЛАКТАМА

И СТИРОЛА рийкапролактама и N-ациламидного сокатализатора изменяют в пределах от 0,3 до

10,0О/< мол. (в расчете на е-капролактам).

Температура в процессе сополимеризации колеблется в пределах 80 — 200 С. Сополимеры по указанному способу могут быть получены при любом соотношении мономеров.

Получаемые сополимеры характеризуются широким диапазоном свойств от каучукоподобных до твердых, они имеют различные водопоглощение и термостойкость.

Подписная группа № 1бО

Известные способы получения сополимеров в-капрол актам а и стирола сополимеризацией соответствующих мономеров в присутствии

N-акрилоилкапролактама не позволяют получать сополимеры определенного состава.

Предлагаемый способ предусматривает сополимеризацию в-капролактама и стирола в растворе одного из реагентов в-капролактама в .присутствии анионных катализаторов или смеси катализаторов анионного и радикального типа, вводимых одновременно или последовательно. Такой способ позволяет получать сополимеры заданного состава с регулируемыми физико-механическими свойствами.

В качестве катализаторов радикального типа применяют обычные перекисные соединения — перекись бензоила, перборат натрия, гидроперекись кумола и др. Перекисные катализаторы вводят в количестве от 0,1 до

0,5% вес (в расчете на исходный мономер).

В качестве анионного катализатора при последовательном введении катализатора можно применять натрийкапролактам совместно с N-ациламидными сокатализаторами, содержащими в молекуле непредельные заместители, например N-акрилоил- или N-метакрилоилкапролактам, а также смеси N-акрилоилили N-метакрилоилкапролактама с N-ациллактамом, N, N -ацилбислактамом или с

N, N, N"-ацилтерлактамом. Количество натП р и м ер 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и трубкой для ввода азота, загружают 187,5 г (1,66 моль) капролактама, 125 г (1,20 моль) стирола, 6,13 г (0,034 моль) метакрилоилкапролактама, 1,30 г (0,0054 моль) перекиси бензоила. Реакционную смесь нагревают до

130 С и к ней добавляют раствор натрийкапролактама в в-капролактаме, полученный при добавлении 0,79 г (0,034 моль) металлического натрия к 62,5 г (0,55 моль) е-капролактама при температуре 95 С. Реакционную смесь перемешивают в течение 4 мин, после чего выливают в .предварительно нагретую формч ("180 С), которую выдерживают в течение часа при температуре 180 С, Полученный сополимер представляет собой зо монолитный блок, температура течения кото169782

15,3

1,2

752

9,4

3 рого 220 С. Характеристическая вязкость раствора сополимера в крезоле 1,26.

Пример 2. Сополимеризацию стирола и в-капролактама, в отличие от описанной в примере 1, проводят без перекисного катализатора. Операции при проведении опыта аналогичны описанным в примере 1.

Полученный сополимер представляет собой монолитный блок белого цвета, имеющий температуру течения 220 С. Характеристическая вязкость раствора сополимера в крезоле 1,00.

П р имер 3. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой с затвором, обратным холодильником и трубкой для ввода азота, загружают 187,5 г (1,66 моль) в-капролактама, 125 г (1,20 моль) стирола, 5,11 г (0,0281 моль) N-метакрилоилкапролактама и

1,30 г (0,0054 моль) перекиси бензоила. Реакционную массу нагревают при температуре

130 С в течение 3 час. После проведения реакции образуется вязкий раствор сополимера

N-метакрилоилкапролактама со стиролом в растворе е-капролактама. К полученному таким образом раствору при перемешивании и температуре 130 С приливают предварительно приготовленный раствор натрийкапролакМвГа в капролактаме. Раствор натрийкапролактама йриготовляют, исходя из следующих заг)>узок реагентов: 63 г (0,56 моль) в-капролаКтйма, 0,63 г. (0,027 моль) металлического натрия. Получение раствора натрийкапролактама осуществляют в токе азота и при температуре реакции не выше 95 С.

Раствор сополимера стирола с N-метакрилоилкапролактамом и натрийкапролактамом перемешивают в течение 3,5 мин, после чего реакционную массу выливают в предварительно нагретую форму (до 180 С) и выдерживают в течение часа при температуре

180 С. Полученный сополимер имеет температуру течения 220 С, нерастворим, но набухает в крезоле и серной кислоте.

Ниже приводятся физико-механические свойства полученного сополимера:

Прочность на сжатие в кг/сме

Прочность на изгиб в кг/сме .

Удельная ударная вязкость в кг ° см/сме

Твердость по Бринеллю в кг/мме

Водопоглощение в % .

Специальным опытом установлено, что в указанных условиях при проведении форполимеризации стирола с N-метакрилоилкапролактамом в растворе в-капролактама выход сополимера 80е/е от теоретического, а молекулярный вес сополимера 40000.

Пример 4. В отличие от примера 3 при получении сополимера стирола с в-капролактамом в качестве ациламидного катализатора используют N-акрилоилкапролактам — 4,69 г (0,0281 моль) .

П р имер 5. В отличие от примера 4 при получении сополимера используют 0,3 г (0,002 моль) дополнительного сокатализатора —. N-ацетилкапролактам, который вводят в реакцию за 0,5 мин до выливания реакционной массы в форму. Количество натрия, используемого в этом опыте, составляет 0,81 г (0,035 моль) . .Пример 6. В отличие от примера 5 при получении сополимера в качестве дополнительного сокатализатора используют 0,99 г (0,002 моль) N, N, N"-тримезиноилтеркапролактам.

30 Предмет изобретения

1, Способ получения сополимеров в-капролактама и стирола путем сополимеризации соответствующих мономеров в присутствии

N-акрилоилкапролактамов, отличающийся тем, что, с целью получения привитых сополимеров с регулируемыми физико-механическими свойствами, сополимеризацию проводят в растворе в-капролактама в присутствии ката40 лизаторов анионного типа или смеси катализаторов анионного и радикального типа, вводимых одновременно или последовательно.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при последовательном введении катализато45 ров в качестве анионных катализаторов применяют смесь натрийкапролактама с N-ациламидными сокатализаторами, содержащими непредельные заместители.

Составитель С. Б. Ерофеева

Редактор Л. К. Ушакова Текред Л, К. Ткаченко Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 803/11 Тираж 850 Формат бум. 00)(90 /е Объем 0,21 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2.