Способ получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила

Способ получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 502908

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о В (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01.74 (21) 1982805/23-5 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень Ке 6

Дата опубликования описания 29.06.76 (51) М. Кл С 08F 220/44

С 08Г 2/22

Государственнь и комитет

Совета Министров СССР ао дела:",. изобретений и открытий (53) УДК 678 765(088 8) (72) Авторы изобретения

М. О. Басок, А. И. Езриелев, Е. С. Роскин и Л. Д. Мазо (71) Заявитель

Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАТЕКСОВ ПОЛИМЕРОВ

И СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛОНИТРИЛА

Изобретение относится к области получения латексов полимеров и сополимеров акрилоНитрила путем эмульсионной полимеризации в водной среде с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта.

Известен способ получения полиакрилонитрильных латексов путем полимеризации акрилонитрила в водной эмульсии с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта и в качестве инициатора — персульфата аммония.

Недостаком известного способа является низкая концентрация получаемого латекса, которая, как правило, не превышает 12о/о. Попытка повышения концентрации выше 15о/о приводит к коагуляции латекса.

Такая низкая концентрация существенно ограничивает возможные области применения полиакрилонитрильных латексов, получаемых по известному способу.

Задача состоит в разработке способа получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила путем эмульсионной полимеризации в водной среде с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта, позволяющего непосредственно в процессе полимеризации получать латексы повышенной концентрации (более 15 ) при сохранении стабильности как в процессе полимеризации так и при хранении.

В изобретении предлагается решение этой задачи, состоящее в проведении полимеризации акрилонитрила или его сополимеризации с другими, способными к сополимеризации с

5 акрилонитрилом, мономерами в присутствии поливинилового спирта в качестве стабилизатора и солей надсерной кислоты в качестве инициатора.

С целью получения латексов повышенной

10 концентрации, устойчивых как в процессе полимеризации, так и при последующем хранении, в предлагаемом способе полимеризацию проводят при весовом соотношении мономерной смеси к водной фазе более 0,2 и в поли15 меризуемую смесь вводят соли роданистоводородной кислоты в количестве 0,01 — 2,0, предпочтительно 0,05 — 1,0 вес. ч. на 100 вес. ч. водной фазы.

Сущность предлагаемого способа состоит в

20 смешении ингредиентов полимеризуемой смеси и их нагревании при температуре, обеспечивающей распад солей надсерной кислоты и инициирование полимеризации, до необходимой конверсии мономеров.

25 В соответствии с предлагаемым способом в качестве мономеров, способных к сополимеризации с акрилонитрилом, используют акриловую и метакриловую кислоты и их производные (эфиры, амиды, метакрилонитрил и

30 пр.), n,p-ненасыщенные альдегиды и кетоны, 502908

10 б5 винилхлорид и винилиденхлорид, простые и сложные виниловые эфиры, винилароматические, винилгетероциклические мономеры, диены и другие известные соединения, содержащие двойную связь, способную к сополимеризации с акрилонитрилом.

Количество мономеров, способных к сополимеризации с акрилонитрилом, должно составлять менее 50 /о, предпочтительно менее

25О/о от веса мономерной смеси.

В качестве стабилизатора предлагаемый способ предусматривает применение поливипилового спирта со степенью полимеризации

50 — 5000. Наряду со звеньями винилового спирта, используемый поливиниловый спирт может содержать звенья винилацетата, а также другие звенья, отличные от основного звена винилового спирта, однако, количество этих звеньев должно быть мало и не должно препятствовать растворению поливинилового спирта в воде.

Количество поливинилового спирта, применяемого в качестве стабилизатора при получении латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила по предлагаемому способу, составляет 0,5 — 20,0 вес.ч., предпочтительно 2,0—

10,0 вес. ч. на водную фазу.

Инициирование полимеризации осуществляется водорастворимыми солями надсерной кислоты, например персульфатами аммония, калия, натрия. Количество инициатора, вводимое в соответствии с предлагаемым способом, составляет 0,01 — 2,0 о/о от веса мономерной смеси. Процесс полимеризации производят при

40 — 100, предпочтительно при 50 — 80 С. Стабильность латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила, получаемых по данному изобретению и имеющих концентрацию выше

15 /о, обеспечивается за счет введения растворимых в воде солей роданистоводородной кислоты, таких, как Na, К, NH4, Li, Са, Mg, Sr, Ва, Al и др.

Количество вводимых роданидов, обеспечивающих получение устойчивых латексов, составляет 0,01 — 2,0, предпочтительно 0,05—

1,0 вес. ч., на 100 вес, ч. водной фазы.

Процесс полимеризации и сополимеризации по предлагаемому способу проводится при пер емешивании компонентов пол имеризуемой смеси, которые могут подаваться как однократно в начале процесса, так и дробно или непрерывно по ходу полимеризации.

Латексы, получаемые по предлагаемому способу, достаточно стабильны и позволяют производить отгонку незаполимеризованных мономеров. Процесс полимеризации можно производить до различных конверсий, но предпочтительны конверсии 50 /о и более, Процесс полимеризации проводят в кислой среде. Это обеспечивается как за счет кислой среды, создаваемой солями надсерной кислоты, так и за счет добавок кислот.

Пример 1 (сравнительный). Процесс эмульсионной полимеризации проводят при

55 б0

70 С. Исходные вещества загружают в следующих количествах, вес. ч.:

Акрилонитрил (АН) 12,3

Поливиниловый спирт (ПВС) 2,4

Персульфат аммония (NH4SgOg) 0,01

Конверсия мономеров после полимеризации в течение 3 ч составляет 65 /О. Процесс полимеризации проходит как эмульсионный, образуется устойчивый латекс.

Пример 2 (сравнительный). Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 15,1

ПВС 2,4

NH4SgOg 0,01

Наблюдается частичное выпадение осадка из эмульсии, т. е. латекс не образуется.

Пример 3. Процесс эмульсионной полимеризации проводят при 70 С в токе азота. Исходные вещества загружают в следующих кол и ч ест в ах, вес. ч.:

Акр илонитрил (AH) 15

Вода 30

ПВС 1,5

NaCNS 0,15

KgSgOg 0,15

Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 88,3, содержание сухого остатка — 28,3О/о. Латекс сохраняет устойчивость после 3 месяцев хранения, Пример 4. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 15

Вода 30

ПВС 0,75

NaCNS 0,15

К Фз 0,15

Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 65,5 /о, содержание сухого остатка — 21,9 о/о.

Пример 5. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 15

Вода 30

ПВС 2,25

NaCNS 0,15

K2S2O8 0,15

Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 71,8 /о, содержание сухого остатка 22,9 .

Пример 6. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 15

Вода 30

ПВС 1,5

NaCNS 0,03

К2 >2% 0,15

Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 83,4О/о, содержание сухого остатка — 26,7 /о. Латекс сохраняет устойчивость после трех месяцев хранения.

502908

Формула изобретения

Составитель О. Рокачевская

Техред 3. Тараненко

Корректор А. Дзесова

Редактор T. Девятко

Заказ 1153/3 Изд, № 1247 Тираж 629 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример 7. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 15

Вода 30

ПВС 1,5

NaCNS 0,45

Кг- >Фа 0,15

После 1 ч полимеризации конверсия мономера составляет 19,8%, содержание сухого остатка — 8,6 . Латекс сохраняет устойчивость после шести месяцев хранения.

Пример 8. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:

АН 13,5

Вода 30

Метил акрилат 1,05

Метакриловая кислота 0,45

ПВС 1,5

NaCNS 0,15

К 8гОз 0,15

После 1 ч полимеризации конверсия мономера составляет 87,4%, содержание сухого остатка — 28,2%. Латекс сохраняет устойчивость после шести месяцев хранения.

Как видно из приведенных примеров и описания, предлагаемый способ позволяет получать латексы полимеров и сополимеров акрилонитрила, имеющие повышенную концентра5 цию и стабильные, как в процессе полимеризации, так и при последующем хранении.

Способ получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила путем эмульсионной полимеризации акрилонитрила или смесей его с мономерами, содержащими двойную

15 связь, способную к сополимеризации с акрилонитрилом, в водной среде, в присутствии персульфатов и поливинилового спирта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения стабильных при повышенной концентрации ла20 тексов, устойчивых в процессе полимеризации и при хранении, процесс осуществляют при весовом соотношении моно мерной смеси к водной фазе более 0,2 и в реакционную смесь вводят соли роданистоводородной кислоты в

25 количестве 0,01 — 2,0 вес. ч. на 100 вес. ч. водной фазы.