Способ получения полиформальдегида
Иллюстрации
Реферат
ОП И САН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (») 481630
{61) Дополнительное к авт. свид-ву -— (22) Заявлено 03,05.73 (21) 1917994/23-5 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.
С 08g 1/02
С 089 1/04
Государственнмй иамитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК678.644.141 (088.8) Опубликовано25.08 75,.Бюллетень № 31
: Дата опубликования описания 21.10.7 (72) Автор изобретения
Л. Ф. Овсянников (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИФОРМАЛЬДЕГИДА
Изобретение относится к технологии процесса полимеризации, а именно к процес у полимеризации или сополимеризации расплавленного тримера формальдегида—
1,3,5 - триоксана с получением твердого полимерного продукта в виде порошка, и может быть использовано при получении полимеров или сополимеров 1,3,5 - триоксана, например, с 1,3 — диоксоланом или окисью этилена. . 10
Известен способ получения полиформальдегида путем полимеризации „„и соп лимеризации триоксина, заключающийся во введении в расплавленный триоксан диоксонана и инициатора, трехфтористого бора, lo в ре.зультате чего образуется плотная твердая масса сополимера, измельчаемая силовым устройством.
Предлагаемый способ отличается тем, . что расплавленный триоксан вспеннвают и 20 поддерживают во вспененном состоянии в течение всего времени от введения инициатора до превращения жидкой пены в твердую пористуЮ массу полимера, которая значитольно легче поддается изменьчению, 5 чем плотная твердая масса, полученная из невспененного расплава триоксана, Для вспенивания жидкого триоксана можно применять быстроходные мешалки различных конструкций, а также отдельно ини в сочетании с ними другие приемы интенсификации образования пены и стабилизации образуюшейс..я пены, например подачу инертного газа, введение веществпорофоров, веществ, повышающих вязкость расплавленного триоксана и стабилизпрук ших пену поверхностно-активных веществ.
Все вводимые в полимернзуюшуюся систему вещества не должны вызывать дезактивацию инициатора и не должны снижать молекулярный вес образующегося полимера.
Пример 1. Применяют реакционное устройство, которое состоит из стеклянного цилиндрического сосуда с плоским дном, имеюшего внутренний диаметр 74 мм и высоту 9 3 м м. Сосуд снабжен плоти о .ыкрываюшейся крышкой с отверстием дня ввода инициатора. По центру крышки щ о .
48163 О дит вал мешалки, имеющий уплотнение, Вад мешалки соединен с электродвигателем, число оборотов которого можно регулировать при помощи лабораторного автотрансформатора (ЛАТР). На валу мешалки укреплена металлическая прямоугольная рамка, согнутая из полоски стали (шириной 10 мм и толщиной 2 мм) с остро заточенными ребрами так, чтобы при вращении вала пересекаемая ребрами рамки площадь была бы минимальной. Прямоугольная рамка имеет ширину 70 мм и высоту 30 мм.
Вал вместе с укрепленной на ней рамкой можно перемещать внутри сосуда вверх или вниз. Стеклянный реакционный сосуд обогревают снаружи при помощи инфракрасной лампы, чтобы было удобно наблюдать за изменением состояния реакционной смеси.
В реакционный сосуд помещают 150 г кристаллов триоксана, которые расплавляют при помощи инфракрасной лампы.
В расплав вводят от 4,5 до 7,5 г диоксолана и 6-7,5 г пропиленкарбоната, содержащего 0,0045-0,0075 г трехфториотого бора. Немедленно включают электродвигатель, устанавливая при помощи J1ATP напряжение 220-240 в и силу тока 1-1,5А. Скорость вращения мешалки достигает 8000 об/мин, Мешалку при этом опускают до дна сосуда. В реакционном сосуде сразу же образуется интенсивная пена, которая через 1-2 мин превращается в твердую пористую массу полимера. Поли мер измельчают в порошок, перемещая внутри сосуда мешалку, вращающуюся с той же скоростью, вверх и вниз в течение
9-10 мин. Сила тока в цеди двигателя при этом достигает максимально 6 А, Полученный порошок высыпают из реакционного сосуда, на стенках и на дне его остается небольшой налет из легко счищаемой пористой массы полимера в местах, к которым недостаточно близко подходила мешалка.
Простым и эффективным способом очистки внутренней поверхности реакционного аппарата от оставшейся на ней пористой массы полимера может быть, например, обработка поверхности быстродвижущимися гранулами товарного полиформадьдегида, которые вводят внутрь аппарата и выдерживают при работающей мешалке с максимальным числом оборотов.
Полученный порошок (95%) проходит сквозь сито с отверстиями диаметром
0,4 мм. Степень конверсии триоксана в данном примере составляет 95%.
Пример 2. В реакционный сосуд, 30 H р и м е р 3. Выполняют два опы
В первом опыте процесс начинают так, как ,описано в примере 1, а во втором — так, как описано в примере 2, но не доводят процесс до измельчения полимера, а прекращают перемешивание как только поднмеризуюшаяся масса начинает затвердевать, выбирая этот момент визуально. После прекращения перемешивания твердеющую массу полимера в обоих сериях опытов выдержи.О вают до подного завершения процесса полимеризации и охлаждения полученного продукта. В первом опыте в реакционном сосуде остается в основном пористая затвердевшая масса полимера, во втором - сплошная
20 ,25
45 ! что и в примере 1, помещают исходные вещества в тех же количествах. Немедлепно включают электродвигатель, уста.навливая при помощи ЛАТР скорость вращения около 100 об/мин, достаточную дня быстрого смешения компонентов, но недостаточную для интенсивного вспенивания расплавленного триоксана. Как только реакционная масса помутнеет и начнет густеть, мешалку поднимают, выдвигая из слоя жидкости, так как в противном случае из-за образования через 15-30 сек плотного монолитного полимера электродвигатель мешалки .остановится, несмотря на увеличе ние силы тока свыше 6 А. Через 10 мин после начала опыта выдвинутую из слоя затвердевшей реакционной массы мешалку приводят во вращение со скоростью около
8000 об/мин и опускают для измельчения образовавшегося плотного монолитного полимера. При этом скорость передвижения вала вниз поддерживают максимально возможной, но такой, чтобы двигатель из-за черезмерного сопротивления (сила тока 4-6 А) не остановился.
Полученную твердую монолитную массу полимера измельчают только не более, чем на 50% даже через 30 мин.,затвердевшая масса полимера, так как в этом случае интенсивного вспенивания раопдавленного триоксана специально не провьдят.
Затвердевшую массу, как пористу|о, так
I и сплошную, осторожно извлекают из реакционного сосуда и выпиливают из нее образцы для испытания на сжатие в виде кубиков с размером ребра 10-20 мм.
Испытание на сжатие выполняют при помощи гидравлического пресса, замеряя максимальное давление масда на поршень в момент разрушения образца и рассчитывая возникающее при этом удедьное максимальное усилие на грань кубика в 1 кгс/слi
Результаты испытаний приведены в таблице.
48163О
Номер Плошадь образца грани образца, см2
Максимальное давление масла на поршень гидропресса, ати
1,21
160
2,04
1,32
100
72
1,35
94
1,37
100
1,54
11
1,69
1,31
1,65
130
13
160
160
1,55
60.
1,27
16
17
2,31
100
140
1,75
160
1,80
100
1,26
50
1,44
Образцы из пористой массы
6 2,56 25 31
7 2,40 5 . 6
8 2,24
9 3,24 5 6
23 2,10 15 22
24 3,64 25 22
25 2 40 20 25
26 2,25 10 16
27 3,24 5 3
29 2,14 10 16
30 2,50 5 6
Примечания: 1. Диаметр поршня 29 мм.
2. Средняя величина удельного усилия на грань при разрушении для образца из сплошной массы 160 кгс/см2, для образца из пористой массы 15 кгс/см2.
Характеристиха прочности на сжатие образцов
Образцы из сплошной массы
Удельное усилие на грань при разрушении, кгс/см
481630
Составитель Л Попова
Редактор H.äàíèëîâè÷ÒåõÐå Н,Хэнеева Корректор Л.Ьрахнина
Заказ ©Я/ Изд. М g$) Тираж 496 Подп
ЦНИИП11 Государствеыного комытетз Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий
Москва, 113035, Раушская наб., 4
Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24
Как видно из приведенных данных, среднее снижение прочности составляет 106:15=7 раз, в то время-максимальное снижение прочности в результате применения, предлагаемого способа достигаЙ 160:6=27 раз. 5
Предмет изобретения
Способ получения полиформальдегида путем полимеризации или сополимеризации расплавленного жидкого триоксана, о т— личаюшийсятем, что, с цепью образования пористой, легкоизмельчаемой массы твердого полимера, жидкий трноксан вспенивают и поддерживают в реакцион.ном объеме во вспененном состоянии в течение всего времени процесса попимеризации, необходимого для преврашения жидкой пены в твердую пористую массу.