Способ получения полипропилена

Способ получения полипропилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пп 53lsl3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соаатсккк

Сацкалиатмчаскик

Рвакублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.10.75 (21) 2182951 05 (51) М. Кл."- С 08F 110, 06

С 08F 2/38 с присоединением заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень Хо 38

Дата оп бликования описания 30.09.76 (53) УДК 678.742.3.02 (088,8) (72) Авторы изобретения

И. А. Волошин, H. П. Шестак и А. А. Давыдова

Грозненский филиал Охтинского научно-производственного объединения «Пластполимер» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА

Изобретение относится к химии полимеров и может быть испо IL îâàío для производства высококачественного волокна, диэлектрической пленки и изделий методом литья под давлением, экструзии и выдувания, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

В производстве полипропилена в настоящее время регулирование показателя текучести расплава, который определяет условия переработки и области применения, влияет на ударную вязкость, жесткость, сопротивление химическому действию, осуществляется с помощью водорода (1), Известен способ получения полипропилена полимеризацией пропилена в среде углеводородного растворителя при температуре 25—

70 С и давлении 1 — 25 ати в присутствии в качестве катализатора треххлористого титана и диэтилалюминийхлорида и с применением водорода в качестве регулятора молекулярного веса, причем водород подается непосредственно в зону смешения (2).

Однако для этого способа требуется использование дорогостоящих электронно-вычислительных устройств; наличие сложных математическиv зависимостей требует высококвалифицированной обработки; наличие аппаратуры To ïoé регулировки f:î Là III заданной концентрации водородH в 3oll) сз,сшсния значительно усложняет и удорожаст тсхнологпю получения полимера с регулируемым показателем текучести расплава.

По предлагаемому способу углеводородный растворитель перед подачей в полпмеризаци6 онную среду обрабатывают водородом при температуре 25 — 30 С и давлении 2,5 — 20 ати в течение 0,5 — 2 ч.

Предпочтительное время обработки 1 ч.

При этом выход полипропилена составляет

1о 235 — 360 г на 1 г треххлористого титана при температуре полимеризацпи 70 С в течение

1 ч при давлении 10 ати. Показатель текучести расплава регулируется в пределах 0,36—

11 г/10 мин. Содержание изотактической фракции, определенной как остаток после шестичасовой экстракции кипящей гексановой фракцией, составляет более 98 вес.

На чертеже приведена принципиальная схема полимеризации полипропилена по предла20 гаемому способу. Реактор 1 емкостью 2,9 л снабжен экранированным приводом с турбинной мешалкой 2, приводимой во вращение электродвигателем 3, выгрузочным устройством 4 и рубашкой для термостатирования.

25 Температура в реакторе измеряется потенциометром при помощи термопары G, давление— манометром 7.

Катализатор и растворнгель загружают в реактор через штуцер с вентилем 5. Подачу

ЗО пропилена осуществляют из баллона 10, по531813

3 мещенного в термостат 13 с помощью вентилей 8и 9.

Предварительную обработку растворителя водородом с последующей загрузкой части растворителя в реактор осуществляют в сбор- б нике 14 емкостью 2 л, снабженном турбинной мешалкой и штуцером с вентилем 15 для загрузки растворителя. Температуру в сборнике измеряют потенциометром при помощи термопары 16. 10

Водород поступает из баллона 11 через вентили 12, 17, давление в сборнике регистрируют манометром 18. По окончании обработки часть растворитсля с растворенным в ней водородом через задвижку 19 и промежуточ- 15 ный мерник 20 подают в реактор 1 через вентили 21, 22.

Пример 1. В сборник из нержавеющей стали емкостью 2 л загру>кают 1600 мл гексановой фракции с т. кип. 65 — 86 С, при давлении водорода до 2,5 ати и температуре

27 С и ведут обработку в течение 1 ч.

По окончании обработки 600 мл обработанной гексановой фракции подают в реактор Б из нержавеющей стали емкостью 2,9 л, куда предварительно загружают 500 мл гсксановой фракции, не обработанной водородом, 10,5 мл диэтилалюминийхлорида с концентрацией 1,28 моля/л и 0,52 г трсххлористого ти- З0 тана.

Содер>кимое реактора нагревают до 70 С, вводят пропилеи до давления 10 атп и полимеризуют в течение 1 ч.

Через 1 ч прекращают подачу пропилена, Зб охлаждают и вводят 200 мл 20 /о-ного раствора изопропилового спирта в гекса новой фракции. Полученный полипропилеп фильтруют и сушат в вакуум-сушильном шкафу при

80 С. 40

Общее количество полипропилена с содержанием изотактической фракции 98,7 вес. /о, определенной как остаток после шестичасовой экстракции кипящей гексановой фракцией, составляет 122,2 г, что соответствует 235 г по- 45 липропилена на 1 г треххлористого титана.

Показатель текучести расплава 0,366 г/10 мин.

Пример 2. Опыт проводят так же, как в примере 1. Обработку водородом ведут в течение 0,5 ч при температуре 25 С. Показатель текучести расплава 0,49 г/10 мин.

П р и м ер 3. Опыт проводят так же, как в примере 1, только предварительную обработку гексановой фракции водородом осуществляют при давлении 5 ати tt температуре 25 С в течение 1 ч.

Общее количество полипропилена с содержанием изотактической фракции 98,4 вес. Оо 00 составляет 157 г, что соответствует 301 г полипропилс.ta на 1 г треххлористого титана.

Показатель текучести расплава 0,77 г/10 мин.

Пример 4. Опыт проводят т",ê же, как в примере 1, только предварительную обработку 05

4 гексановой фракции водородом осуществляют при давлении 10 ати при температуре 29 С в течение 1 ч.

Общее количество полипропилена с содер>капнем пзотактической фракции 98,6 вес. /о составляет 163,5 г, что соответствует 318 г полипропилена на 1 г треххлористого титана.

Г1оказатсль текучести расплава 2,043 г/10 мин.

П р и м ер 5. Опыт проводят так же, как в примере 4, Обработку водородом вели в течение 2 ч. Выход полипропилена 305 г на 1 г треххлористого титана. Показатель текучести расплава 3,4 г/10 мин.

Пример 6. Опыт проводят так же, как в примере 1, только предварительную обработку геKcBH080H фракции водородом осуществляют ри давлении 200 ати при температуре 28 С в течение 1 ч.

Общее количество полипропилена с содержанием изотактической фракции 99,2 вес. /о составляет 182 г, что соответствует 360 г полипропилена на 1 г треххлористого титана.

Показатель текучести расплава 9,13 г/10 мин.

П р и м ер 7. В реактор емкостью 2,9 л загружают 800 мл гексановой фракции с интервалами кипения 65 — 86 С, 10,36 мл диэтилалюминийхлорида с концентрацией 1,25 моля/л и 0,5 г треххлористого титана.

Содержимое реактора нагревают до 70 С, вводят пропилеп до давления 10 ати и полимерпзуют в течение 1 ч. Через 1 ч прекращают подачу. пропилена, охлаждают и вводят

200 мл 20 >z-ного раствора изопропилового спирта в гексановой фракции. Полученный полипропилен фильтруют и сушат в вакуумсушильном шкафу при температуре 80 С.

Общее количество полипропилена с содержàíием изотактической фракции 99,0 вес. о/о составляет 109,67 г, что соответствует 220 г полипропилена на 1 г треххлористого титана.

Показатель текучести расплава 0,002 г/10 мин.

Данные результатов испытаний предлагаемого и известного способов приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа получения полипропилена обеспечивает простоту регулирования показателя текучести расплава полипропилена при полимеризации пропилсна с получением полимера высокого качества; нет необходимости применять как дорогостоящие электронно-вычислительные устройства для высококвалифицированной обработки сложных математических зависимостей, так и аппаратуру тонкой регулировки заданной конпентрацни водорода в зоне смешения.

Кроме того, гыход полимера в сравнении с процессом без предварительной обработки растворптсл» водородом повышается в 1,5 раза.

5318I3

Таблица 7

Сравнительные результаты испытаний способа получения полипропилена с регулируемым показателем текучести расплава

Условия обработки водородом

Свойства полипропилена

Условия полимеризации пропплеиа о а о

1= о

I

Сб

Г о о а, °

» а

v -«f» с с а

1о с р СФ ао о х

Гексаиовая фракция (65 — 86 С), мл

et) а о а

Ю и с Г< о - с

C.... д

v г о х х с

v о

Ж

tc о о .

i=(crt ох со х

1600

2,5

500

27

10 70

1,0

0,52

0 5

0,52

0,65

0,52

1,0

0,5

1,О

600

5,0

5,0

10,0

1600 и

600

2,0

1,0

1,25

28 я Ю

063

70 — 73

0,58 I, ООО ! 0,5 800

Без обработки дородный растворитель перед подачей в полимеризационную среду обрабатывают вододором при 25 — 30 С и давлении 2,5 — 20 ати в течение 0,5 — 2 ч.

Способ получения полипропилена полимсризацией пропилена в среде углеводородного растворителя при температуре 25 — 70=C и давлении 1 — 25 ати в присутствии в качестве катализатора продукта реакции треххлорнстого титана и диэтилалюминийхлорида и с применением водорода в качестве регулятора молекулярного веса, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения выхода конечного продукта, углевоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Н. Гейлорд и Г. Марк. Линейные и стереорегулярныг полимеры, изд. ИЛ. М., 1962

10 стр. 141 — 144;

2. Патент США № 3356667, кл. 260-93.7, 1964 г.

Формула изобретения

К и м о х е сб о. с6

« с

> с с о х о 2n в о о й; с о О х

I х о. бЭ

Е х о о сб ж

Я ф а5 сб о о о.

t сб а о о » с

L с

Г а

Ю

CO (» а

Ю и

< o

Ж х

122, 2

115,0

157,0

216,1

163,5

159,0

199,8

248

109,67

235 30

301

332

314

317

220

I х \ сО оav

f р х Ф

ct! х а о.а а =х а> о я х

v g о с

oz

М х

98,7

98,0

98,4

99,4

98,6

98,3

99,1

99,2

99,25

I о

С) з. ъ х

Ю

t .О ф щ

F» х

+ u

<л, X

С0 х ао о

0,366

0,490

0,77

0,974

2,043

3,400

9,136

11,006

0,002 (оставитель Н. Котельникова

Тскрсд В. Рыбакова

Редактор Л. Емельянова

Корректоры: А. Николаева н В. Дод

Заказ 2126 17 Изд. Лй 1679 Тираж 630 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комите1а Совета Министров СССР по делам изобретений и огкрытий

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

Типография, пр. С:aï1иова, 2