Способ получения пористого полимерного материала

Способ получения пористого полимерного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 1п1 539897

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2306773/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубл иковано 25.12.76. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 7.02.77 (51) M. Кл. С 08Г12/08//

С 08J 9/16

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР (53) УДК 678.746.22-13 (088.8) А0 делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

E. В. Громов, 3, P. Успенская, Н. Н. Чумаченко, Л. А. Разговорова, Г. Д. Соколова, Е. И. Егорова, М. Э. Розенберг и H. И. Тяжло (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ПОЛИМЕРНОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к способу получения пористых материалов на основе стирола.

Указанные материалы могут быть использованы в производстве ионообменных смол и мембран, фильтров, тепло- и звукоизоляционных материалов. Такие пористые материалы, обладающие регулируемой структурой, могут быть получены эмульгированием воды в мономере с образованием эмульсии «вода в масле» с последующей полимеризацией эмульсии в формах. Полученные полимерные материалы обладают системой сообщающихся каналов и пор и, следовательно, огромной внутренней поверхностью.

Известен способ получения пористого полимерного материала, пригодного для переработки в ионообменники или в фильтры, путем эмульгирования воды в стироле или смеси его с сомономерами и отверждения полученной эмульсии «вода в масле». Эмульгатором является сополимер, полученный прививкой винилацетата или алкилакрилата на низкомолекулярный полиэтиленоксид с молекулярной массой, по крайней мере, 500, предпочтительно 1600. Эмульсию отверждают при низкой (комнатной или до 30 С) температуре в течение периода от 10 час до 5 суток, а затем после завершения полимеризации оставшуюся в полимере воду выделяют высушиванием под вакуумом при 50 — 90 С. После такой обработки получают пористый материал низкой плотности (1).

Известный способ имеет ряд недостатков.

Используемый эмульгатор не обеспечивает

5 стабильности эмульсии при повышенной температуре, и процесс полимеризации слишком длителен. Кроме того, при низкой температуре вода не удаляется из полимера, и для получения пористого материала необходима до10 полнительная операция высушивания, Полимеры на основе полиэтиленоксида, кроме того, дороги.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка.

15 Эта цель достигается тем, что в качестве полимерного эмульгатора используют 0,5—

3% от веса мономера или мономерной смеси гидролизованного сополимера этилена с винилацетатом со степенью гидролиза 5 — 70%

20 и содержащего 8 — 20% этилена.

С целью устранения указанных недостатков предлагается способ получения пористого полимерного материала на основе стирола путем эмульгирования воды в стироле или

его смеси с мономерами в присутствии полимерного эмульгатора с последующим отверждением эмульсии, отличающийся тем, что в качестве эмульгатора используют гидролизованный сополимер этилена с винилацетатом, 30 содержащий 8 — 20% этилена, со степенью

539897

P И М Е P Ы

Показатели

50

67

33

Относительная величина объема пор, % стойчивость эмульсии к нагреву при 90 С, час

0,53

0,39

0,66

0,35

0,40

0,37

0,64

Относительная плотность, г/см

3 гидролиза 5 — 70% в количестве от 0,5 до 3% от веса мономера.

Эмульсия воды в стироле, полученная с помощью указанного эмульгатора, устойчива к нагреву — выдерживает нагревание в течение 5 — 6 час при 90 С. Это позволяет проводить процесс при высокой температуре и тем самым ускорить процесс полимеризации. Кроме того, отпадает необходимость в отдельной операции высушивания пористого материала.

Эмульгатор, используемый в предлагаемом способе, позволяет удержать в дисперсии до

300% воды, однако введение больших количеств воды (более 200%) нерационально, так как проводит к уменьшению механической прочности материала.

Гидролизованный сополимер этилена с винил ацетатом сравнительно дешев.

Данный способ пригоден для полимеризации стирола или смеси стирола с сомономерами, такими, как акриловая и метакриловая

Пример 2. В 100 вес. ч. стирола растворяют 10 вес. ч. метилакрилата, 1 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (16% этилена, степень гидролиза 35%), 0,5 вес. ч. перекиси бензоила. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании 200 вес. ч. воды. Полимеризацию эмульсии «вода в масле» проводят в ампулах при 90 С. в течение

5 час, Получают полимер сухой на ощупь, рыхлый с крупными сообщающимися порами.

Свойства его приведены в таблице.

Пример 3. В 100 вес. ч. стирола растворяют 10 вес. ч. метакриловой кислоты, 1 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (10% этилена, степень гидролиза 20%), 0,5 вес. ч, перекиси бензоила. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании

200 вес. ч. воды. Полимеризацию эмульсии

«вода в масле» проводят в плоской стеклянной форме с расстоянием между стенками

10 мм при 90 в течение 5 час. Получают полимер рыхлый с крупными сообщающимися порами, сухой на ощупь. Свойства его представлены в таблице.

Пример 4. В 100 вес. ч. стирола растворяют 25 вес. ч. метакриловой кислоты, 1,25 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (8% этилена, степень гидролиза 16% ), 0,625 вес. ч. перекиси бензоила. Добавляют в

15

50 кислоты, их эфиры, малеиновый ангидрид и другие сополимеризующиеся со стиролом в количестве 5 — 25 вес. ч. на 100 вес. ч. стирола.

Процесс полимеризации ведут в присутствии радикалобразующих инициаторов, например перекиси бензоила.

Эмульсию «вода в масле» отверждают в формах или в ампулах при 90, продолжительность реакции 5 — 6 час.

Пример 1. В 100 вес. ч. стирола растворяют 0,5 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (10% этилена, степень гидролиза

16%), 0,5 вес. ч. перекиси бензоила. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании 60 вес. ч. воды. Отверждение эмульсии «вода в масле» проводят в ампулах при

90 С в течение 5 час. Получают полимер, плотный, с мелкими сообщающимися порами, сухой на ощупь. Свойства его приведены в таблице, токе аргона при непрерывном встряхивании

250 вес. ч. воды. Полимеризацию эмульсии

«вода в масле» проводят в форме, аналогичной использованной в примере 3, при 90 С в течение 5 час. Получают полимер, плотный, со средними сообщающимися порами, сухой на ощупь. Свойства его представлены в таблице.

Пр имер 5. Растворяют в 100 вес. ч. стирола 25 вес. ч. малеинового ангидрида, 1,25 вес. ч, сополимера этилена с винилацетатом (20% этилена, степень гидролиза

70% 0,875 вес. ч. перекиси бензоила, 2 вес. ч. едкого натра. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании 60 вес. ч. Полимеризацию эмульсии «вода в масле» проводят в форме, описанной в примере 3, при

90 С в течение 5 час. Получают полимер, плотный, со средними сообщающимися порами, сухой на ощупь. Свойства его приведены в таблице.

Пример 6. В 100 вес. ч. стирола растворяют 10 вес. ч. метакриловой кислоты, 3 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (10% этилена, степень гидролиза 5%), 05 вес. ч. перекиси бензоила. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании 200 вес. ч. воды. Полимеризацию эмульсии «вода в масле» проводят в стеклянной форме, описанной

5 в примере 3, при 90 С в течение 6 час. Получают полимер плотный с мелкими сообщающимися порами, сухой на ощупь. Свойства

его приведены в таблице.

Пример 7. В 100 вес. ч. стирола растворяют 5 вес. ч. метакриловой кислоты, Звес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (10% этилена, степень гидролиза 16%), 05 вес. ч. перекиси бензоила. Добавляют в токе аргона при непрерывном встряхивании 105 вес. ч. воды, в которой растворяют 0,2 вес. ч. персульфата калия и 0,1 вес. ч. двууглекислого калия. Полимеризацию эмульсии «вода в масле» проводят в форме, описанной в примере 3, при 90 С в течение 5 час. Получают полимер плотный, наполняющий гипс, с мелкими сообщающимися порами. Сухой на ощупь.

П р и м ер 8 (по прототипу).

А. В 90 вес. ч. стирола растворяют 5 вес. ч. эмульгатора (винилацетат, привитый на полиэтиленоксид, имеющий мол. в. 1600), Без доступа воздуха при легком перемешивании вводят 1500 вес, ч. воды. Эмульсия отверждается при комнатной температуре через 5 суток. Отвержденный блок содержит 90 /о во539897 ды; его высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 50 — 90 С.

Б. В 98 вес. ч. стирола растворяют 5 вес. ч. эмульгатора (винилацетат, привитый на со5 полимер полиэтиленоксида с тетрагидрофураном). Без доступа воздуха при легком перемешивании вводят 150 вес. ч. воды. Эмульсия полимеризуется в течение 10 час при 30 С и при 80 С вЂ” в течение 48 час.

Формула изобретения

Способ получения пористого полимерного материала путем эмульгирования воды в стироле и его смеси с винильными соединениями

15 в присутствии полимерного эмульгатора с последующим отверждением эмульсии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии и удешевления процесса, в качестве полимерного эмульгатора используют

20 0,5 — 3% от веса мономера или мономерной смеси гидролизованного сополимера этилена с винилацетатом со степенью гидролиза 5—

70 /о, содержащего 8 — 20 /о этилена.

Источники информации, принятые во вни25 мание при экспертизе;

1. Патент США М 3244772, 260 — 861, 66 г. (прототип).

Составитель В. Полякова

Редактор Ф. Хлебников

Техред А. Камышникова

Корректор Е. Хмелева

Заказ 3007/9 Изд. № 352 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2