Способ получения поли- -винилсукцинимида

Способ получения поли- -винилсукцинимида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II) 486028

Со1оа Советских

Социалистических

Республик (61) Доно IIIIITcльнос к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.11.73 (21) 1972661 23-5

151) i1. Кл. С OSI 7,12

С 11РНСОСДННСППСМ:1 ЯЧК11 о

Государстве11нык комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (23) Приор)гост

Ог) блпковано 30.09.75. Ьюллетень ¹ 36 (1:>) УДК 678.765(OSS.S) Дата oil% Ол н "овация 0IIIIc«II ill 0 1 .0 1. /6 (72) Авторы изобретения

Ф",д,д : .".Ã..; а д Ф Николаев, В. М. Бондаренко, Л. Е. К. убнко а и С. А. Голенищева (71) Зияьптель

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ-N-ВИНИЛСУКЦИНИМИДА

Изобретение относится к способу получения полимера N-впнилсукцинимида (ПВСИ), предста)вляющего ценность в качестве термостойкого полимера) и основы для получения разнообразных водорастворимых полиэлектролитов, широко п)рименяемых во многих отраслях техники.

Известно, что Х-винилсукцинимид (13CI 1) легко полимеризуется в разли II-:bix условиях (блоке, воде, органических растворителях), в п1рисутствии инициаторов радикальной катионной полимеризации, а также под действием у-лучей. При этом образуются в основном полимеры набухающие, ilo нерастворимые в известных органических растворителях. Для уменьшения разветвлс нноcòè и исключения сши)вки полимер):bi# цепей при полимеризации ВСИ вводят переносчики цепи.

Известен способ получения ПВСИ путем полимеризации ВСII в водном растворе в присутствии инициатора персульфата калия при 80 С. Однако даже при значительном разбавлении требуется ввсделние 16% формальдегида и 10% мочевины от веси мономера, что позволяет снизить молекулярный вес полимера и добиться его растворимости в хло)рированных углеводородах.

Недостатками такого способа полимеризации ВСИ является введение большого количес1ва переносчиков цепи, что загрязняет коне нный продукт и требует сгO;IOIIOëíèтельной очистки. Кроме "ого, и, оцссс проводится при повышенной температуре 60—

80 С. Все это усложняет технологический ,процесс получения полпмсра, добавки зигР Я З Н а110 т 11 P 0 |1 V Ii T l i I I P C 11 H T C T II I 10 Т менению в медицине.

С ЦЕЛЬЮ ПС)кп)ОЧЕНПя ЭТИК НС IOCT

2о Полимеризация может протекать и при более высоких концентр;1цнях моцомсри, но в этом случае получается полимер, слиц1ком гетерогенный по молекулярному весу, поэтому желательно полимеризацню проводит1

25 при концентрации 0,4 — 0,6 мол/;I.

TelIiTeipaTypa реакции полимернзацпи 5—

50 С. Проведение полимерпзацпн ниже 5 С приводит к сильному сннженшо cкорости процесса. Повышение температуры нышс зо 60 С уменьшает выход полимера ввиду бы486028

N-Винилсукцинимид

Дистиллированная вода

Персульфат аммония

Сульфит натрия

0,025

0,02 строго разложения инициатора. Псрсульфат аммония берут в количестве 0,1 — 5% от веса мономера (около 0,5 — 2%). На 1 моль персульфата аммония (натрия, калия) берут

1,5 моль сульфита натрия. Уменьшение количества иннцатора ниже 0,01% от веса мономера сильно замедляет процесс полимеризации, а увеличение выше 5% . приводит к получению низкомолекулярного поли1мера. 1О

Процесс полимернзации проводят в присутствии кислорода воздуха.

По мере прохождепия реакции полимеризации образующийся полимер из-за нера.створнмости в воде выпадает в осадок.

Процесс протекает с большой скоростью

25 — 50% в ис.

По окончании превращения ВСИ выпавший полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30 — 100 С. ПВСИ представляет собой белый волокнистый полимер с температурой размягчения 200 — 240 С, хо,рошо растворимый в хлороформе, дихлорэтане, метиленхлориде, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, пиридине, уксусной кислоте.

Другие окислительно-восстановительные системы на базе персульфата и различных восстановителей позволяют получать только частично растворимый полимер. Во многих случаях процесс полимеризации прои пониже (ных температурах (до 50 С) в присутствии кислорода воздуха вовсе не протекает.

Так, прн проведении процесса полимеризации с использованием в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты получается полимер, набухающий сильно лишь в органических растворителях. Применение в,качестве восстановителя тиосульфата натрия не вызывает образованиия полимера в присутст- 4о вии кислорода воздуха.

Только использование окислитель но-восстано вительной системы персульфат (натрия, калия) аммония — сульфит натрия обеспечивает получение растворимого поли- 45 мера в различных органических растворителях при проведении процесса в присутствии кислорода воздуха.

Предлагаемый способ получения поливинилсукцинимида открывает возможность 50 практического использования его для изготовления водорастворимых полимеров пролонгированного действия (полимер прн действии щелочей легко раскрывает пмидпый цикл и IlpBBpBIIIàåòñÿ в поливиниламндоян- 55 тарную кислоту).

П,р и м е р 1. Процесс получения, полн-Хвиннлсукцинимида п!роводят по следующей рецептуре, вес. ч.:

В реактор загружают М-виннлсукцинимид н 3/4 количества дистиллированной воды, После полного растворения мономера за гружают и нициатор, растворенный в оставшемся количестве воды. Процесс полимеризации проводят в статических условиях в присутствии кислорода воздуха при 20 С. Через

2 час образовавшийся полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30100 С. Выход полимера 66%.

Найдено, %: С 57,45; N 10,9; Н 5,6.

Вычислено, %: С 57,60; Х 11,2; Н 5,5.

Полимер растворим в хлороформе, метиленхлориде, дихлорэтане, пиридине, уксусной кислоте, диметилсульфоксиде. Характеристическая вязкость (т1), определенная в хло,роформе при 20 С составляет 2,8.

Молекулярный вес полимера рассчитывается по формуле и равен соответственно

1020000; (т1) 0,33.104 M

П р и м ер 2. Процесс получения поли- винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч.:

iN-Винилсукцинимид 5

Дистиллированная вода 100

Персульфат аммония 0,05

Сульфит натрия 0,04

Порядок проведения полимернзации и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1. Выход 96%.

Найдено, %: С 57,50; N 10,80; Н 5,60.

Вычислено, %: С 57,60; N 11,20; Н 5,50.

Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-N-винилсукцинимид, полученный в примере 1.

Характеристическая вязкость (т1) 1,75; мол, вес 575000.

Пример 3. Процесс получения поли-М-винилсукцинимида проводят по следующей рецептурр е, в ес. ч.:

N-Винилсукцинимид 5

Дистиллированная вода 100

Персульфат аммония 0,1

Сульфит натрия 0,08

Порядок проведения процесса и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1.

Выход полимера 98%.

Найдено, %: С 57,50; N 10,9; Н 5,6.

Вычислено, %: С 57,60; iN 11,2; Н 5,5.

Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-винилсукцинимид, полученный в примере 1.

Характеристическая вязкость (q) 1,4; мол. вес. 457000.

П р и и е р 4 (сравнение). Процесс получения поли-N-винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч:

N-ВСИ 5

Дистиллированная вода 100

Персульфат аммония 0,025

Лскорбиновая кислота 0,0! 8

Порядок загрузки компонентов, условия проведения сополимеризацпи а налип:чны примеру 1. Выход 75%.

4860-8

Предмет изобретения

Составитель О. Рокачевская

Редактор Л. Герасимова

Техред 3. Тараненко

Корректор Е. Рожкова

3;::::. 32"9 3 Изд. K 1850 Тираж 496 Подписное

ЦНИИП11 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открыти»

Москва, Я(-35, Раушская наб., и. 4 5

Типография, пп. Г апунова, 2

Найдено, о/о. С 57,3; N 10,85; Н 5,4.

Вычислено, /о. С 57,6; N 11,2; Н 5,5.

Полученный полимер нерастворим, но сильно набухает в органических растворителях.

П.р и м е р 5. Процесс получения поли-Хвинилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч:

N-ВСИ 5

Дистиллированная вода 100

Персульфат аммония 0,025

Тиосульфат натрия 0,025

При проведении процесса в условиях, аналогичных примеру 1, полимер не образуется.

Способ получения поли-N-винилсукцинимида путем радикальной полимеризации N-ви5 нилсукцинимида в водном растворе в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью получения полимера, растворимого в органических растворителях, и упрощения технологии процесса, в качестве ката10 лизатора используют окислительно-восстановительную систему, в которой окислителем является персульфат аммония или щелочного металла, и восстановителем сульфит натрия.