Способ получения полиметилметакрилата

Способ получения полиметилметакрилата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистические

Республик

ОП ИСАНЙЕ (ii! 581 (6l ) Дополнительное к авт, свнд-ву(22) Заявлено29.04.76 (21) 2354864/23 0 с присоедннеииеав заявки М— (23) Приоритет— (51)M. Кл.

С 08 F 120/14

Гваударстеенньй нюмнтет

СССР не делам нзвбретвннй н впсрытнй

Опубликовано 05. 1 1,79, Бюллетень )нв 4 (53) УДК 678 744 .3 35 (088. 8) Дата опубликования описания;05.11 79.

C. Д. Ставрвва, И. П. Чааачева, А. H.. Права

Р.:, E. П. Ефремова, Г. И. Измайлов и Л. Н, Го одкова

Ф

ВА "Йi .

Московский ордена Трудового Красного Знамейй.институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМ ЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

Изобретение относится к способам получения полиметилметакрнлата.

В настоящее время полиметилметакрнлат в промышленных условиях получают в присутствии различных перекисей при повышенных температурах.

Известен способ получения полиметилметакрилата в массе, где для снижения температуры реакдии используют окис10 лительно-восста новительные системы, состоящие в частности из перекисей и третичных аминов. Однако.при этом в реакционную систему добавляют, как пра15 вило различные промоторы, главным образом содержащие соединения «1).Кроме того, полимеризационный процесс проводят в две стадии: сначала в присутствии перекисей при повышенной температу-

20 ре получают сироп полиметилметакрилата, с конверсией 10-20%, а затем уже понижают температуру и вводят соответствующий инициатор.

Известен также способ полимеризации метилметакрилата в массе в присутствии . перекиси бензоила и диэтиланилина, при о чем скорость полимеризации при 40 С составляет 15-20% в 1 ч при эквимольной концентрации перекиси и амина, равной 0,05 м/л, а максимальная конверсия (85-90%) достигается за 130-150 мин

«2).С концентрацией амина 0,01 моль/л в тех же условиях скорость полимеризации равна 10% в 1 ч, а предельная конверсия (837) достигается за 210 мин.

Однако н с этой инициирующей системой для получения высоких скоростей реакции полимеризацию проводят при повышенных температурах (40-60 С), причем гельаффект сохраняется, т.е. соотношение скоростей реакции непосредственно на стадии гель-эффекта и на стационарном участке равно 5,5.

Однако этот способ характеризует низкая скорость полимеризации при низких о температурах (порядка 10-40 С), а также сохранение гель-эффекта.

3 5816

Цель изобретения — увеличение сгорости полимеризации и уменьшение гельэффекта.

Это достигается тем, что в качестве перекиси используют перекись лауркла„ а в качестве третичного амина-дкметилj3 -толуидин при их мольном соотношении

1:1 - 100 соответственно и процесс проводят при 10-15 С, Предлагаемый способ позволяет про- 10 водить полимеризацию в одну стадию до больших глубин превращения (80-97 %).

Преимущественное действие каталитической системы: перекись лаурила — диметип-tl-толуидин наблюдается при 1050 С, однако температура 25-ЗОоС является наиболее оптимальной.

Амин (диметил- И -толукдин), являясь инициатором полимеризацки, одновременно служит и регулятором молекулярного

20 веса полимера, так как в силу своих электронодонорных свойств он способен участвовать в реакциях передачи цепи.

Введение в реакционную систему аМинов

25 приводит к снижению полидисперсности Ч

Ч= — Ц, Так для полиметилметам крилата, полученного в присутствии одной перекиси, Ч в 4-6 раз больше, чем величина полидисперсности полимера, 30 полученного в присутствии системы: перекись - амин (диметкл- И-толуидин, тетраметил- ц -фенилендиамин).

Увеличение концентрации диметил- р —толуидина.приводит к снижению гель

35 эффекта, которык наблюдают прк глубокой полимеризации.метилметакрилата.

В данном процессе явление самоускорения полимеризации в вязких средах приводит к резкому .разогреву реакционного объема, что затрудняет отвод тепла от реактора. Перегрев приводит к нарушению однородности полимерной массы и ухудшению свойств полимеров, главным образом оптических, которые в производстве органического стекла являются определяющими..

В предлагаемом способе получения полиметилметакрилата компоненты иниции50 рующей системы применяют в широком диапазоне Концентраций, что позволяет получать полимеры различного молекулярного веса и использовать кх для различных целей. При избытке диметил- и-толуидкна

55 по сравнению с перекисью лауркла (100: . 1) при 20-30 С гель-эффект полностью д отсутствует„т.е. полкмеркзация осуществляется с постоянной скоростью, .Явление

86 4 самоускоренкя отсутствует, предельной конверсии (90 o) достигают за 7 ч, Следует особо подчеркнуть, что использование в качестве перекисного компонента перекиси бензокла не дает такого эфФекта. В силу своего строения к электроноакцепторных свойств перекись бензоила настолько активно взаимодействует с аминами, что предельная конверсия полкмеризацик в этих условиях не превышает 3050 %. Особенность химического строения перекиси лауркла (наличие длинных алифатическкх цепей) приводит к уменьшению скорости реакции ес с аминами. Это создает Опткмальныэ условия для достижения высоких степеней конверсии к снижения нежелательного гель-эффекта.

Кроме того, использование перекиси лауркла менее опасно по сравнению с перекисью бензокла с точки зрения техники безопасности.

П р к м е р 1 (для сравнения). Метклметакрклат с растворенными в нем

0,05 моль/л перекиси лауркла (ПЛ) к .3,05 моль/л дкметил- vl -толуидина (QMT) заливают в стеклянную ампулу в токе инертного газа к выдерживают прк 40 С.

Скорость процесса полкмеризации составляет 30% ч, предельной конверсии (93%) достигают через 90 мин.

П р к м е р 2 (для сравнения). Повторяют пример 1 с О, 05 моль/л ПЛ к о

0,01 моль/л QNT прк 40 С, скорость полкмеркзацкк 18% ч, предельной конверсии (82%) досткгают за 150 мкн, отношение скоростей в период ускорения к до гель-эффекта равно 3,2.

Пример 3. Повторяют пример 1 с 0,05 моль/л ПЛ к 0,1 моль/л QMT прк 40 С. Скорость полкмеркзацкк 40%ч, предельной конверсии (93%) достигают за б О мкн.

П р к м е р 4. Повторяют пример 1

- О, О 1 моль/л ПЛ к О, 1 моль/л ДМТ при 50 С. Скорость процесса полимеризаики 30%ч, предельной конверсии (90%) достигают за 90 мкн.

П р к м е р 5. Повторяют пример 1 с 0,05 o b/ ПЛ 0,2 M. / ДМТ прк ЗО С. Скорость процесса полкмеризацик 30%ч, предельной конверсии (90%) достигают за 80 мкн.

Пример 6. Повторяют пример 1

- 0,01 моль/л ПЛ и 1,0 моль/л ДМТ при 30 С. Скорость процесса полкмеркзации 15%ч. Е этом случае полностью отсутствует гель-эффект к предельной конверсии (90%) достигают за 7 ч.

86

Формула

6. изобретения

Составитель В. Полякова

Техред С. Мигай Корректор Г. Назарова

Редактор JI. Письман

Зак а з" 66 3 О/2 Тираж 585 Подпис ное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 5816

Пример 7. Повторяют пр гмер 1 с 0„1 моль/л IIII и 0,2 моль/л ДМТ, температура 30 С, скорость процесса полимеризации 40%ч, предельной конверсии (95 ) достигают за 60 мин.

Пример 8. Метилметакрилат с растворе иным н в нем О, 05 моль/л перекиси лаурила и 0,05 моль/л диметил-Итолуидина заливают в стеклянную ампулу в токе инертного газа и выдерживают

6 при 10 С. Скорость пропесса полимеризации составляет 4,6 ч, предельной конверсии (92 ) достигают через 20 ч.

Из приведенных примеров видно, что при равных условиях время достижения предельной конверсии меньше, а скорость полимеризапии метилметакрилата в 1,5-

2 раза больше по сравнению с известным способом. Кроме того, введение избытка амина по сравнению с перекисью (100:1)

I и снижение температуры процессе до о

20-30 С полностью исключает гель-эффект.

Способ получения полиметилметакрилата путем полимеризации метилметакрилата в массе в присутствии органической перекиси и третичного амина, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения скорости полимеризации и уменьшения гель-эффекта, в качестве перекиси используют перекись лаурила, а в качестве третичного амина - диметил- 0-толуидин при их мольном соотношении 1:1-100 соответственно и процесс проводят при

10-50 С.

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3166539, кл. 260-.89, 5, 1965.

2. Пеплянин Г. В., Рафиков С, Р„

Особенности инициирования полимерйзации метилметакрилата системой - перекись бензоила- й, И -дизтиланилин», доклады АН СССР, 1973, 211, 376.