Способ получения гранульных сополимеров

Способ получения гранульных сополимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 »«о 31.07.79 (21) 2804083/23-05 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.08,81. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 26.08..81 (51) М. Кл.

С 08 F 212/08

С 08 F 220/44

С 08 F 226/00

С 08 F 212/36

С 08 F 2/44 (53) УДК 678.74-1 36. 6 22. 02 (088.8) )оаударственный квинтет

IIo делам нзе4ретеннй н открытий (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛЬНЫХ СОПОЛИИЕРОВ

Изобретение относится к технологии получения гранульных сополимеров и может быть, использовано в химической промышленности, а сополимеры — в качестве полимерной основы при синтезе ионооб5 менных смол.

Известен способ получения гранульных сополимеров сополимеризацией виниловых мономеров с дивинилбензолом в водной фазе, где стабилизатором суспенФО зии является крахмал $1).

По этому способу не удается получить стабильного выхода гранул сополимера Ь размером более 0,5 мм (класс "А"—

0,5 — 1,4 мм), которые используют для т5 приготовления сорбенгов, применяемых в гидрометаллургии для извлечения метал-. лов из растворов и пульп, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ по20 лучения гранульных сополимеров водноэмуь льсионной сополимеризацией стирола, акрилонигрила или 2,5-метилвинилпиридина с дивинилбензолом и присутствии радикаль2 ных инициаторов, модифицирующих органических разбавителей и длинноцепных органических соединений в качестве стабилизаторов суспензии (2j.

Сополимеризацию по этому способу проводят в 18-20%-ных водных растворах хлористого натрия или хлористого аммония с добавлением 1-2% картофельного крахмала и 0,1-0,3% аминопарафинов марки АНПО-10 (С )-g ).

По известному сйособу удается попучигь сополимер с размером гранул до

0,8 мм. При этом выход сополимера класса "А" (более 0,5 мм) колеблется ог 20 до 60%. Такой низкий нестабильный выход сополимера требуемое о грануломегрического состава значительно удорожает себестоимость кот;ечного продукта.

11ель изобретения - увеличение выхода сополимера в размером гранул более

0,5 мм.

Эта цель достигается тем, что соглас-! но способу получения гранульных сополимеров водноэмульсионной сополимеризеци857 1

О Na

Ж О !

ОС2Н5

2,7

16,2

l8,5

46,5

16,0 ей сгирола, акрилонигрила или 2,5-метилвинилпиридина с дивинилбензолом в присутствии радикальных инициаторов, модифицирующих органических разбавителей и длинноцепных органических соединений в качестве стабилизаторов суспензии, процесс проводят в присутствии 0,1-2,0 od,% . (на объем водной фазы) полиэтилгидросилоксанов.

Применяют полиэтилгидросилоксаны ма- !о рок ГКЖ-10 и (или ГКЖ-11) ТУ 6-02-696-76 общей формулы

Сополимериэацию проводят в среде 0,720

2,0% раствора крахмала при добавлении

0,1-2 об.% полиэтилгидросилоксана. В случае необходимости водный раствор крахмала может быть приготовлен на основе

18-20/-ного водного раствора хлористого натрия или хлористого аммония.

Температура реакции сополимериэации

50-100 С, время 5-10 ч. В промышленных условиях процесс проводят под давлением 2-2,4 ати.

Полиалкилгидроксаны создают вокруг капель мономерной смеси защитный мономолекулярный слой, характеризующийся таким поверхностным натяжением, которое обеспечивает стабильное существование в условиях перемешивания капель органической фазы с размером 0,5- .1,4 мм до их превращения в. твердые частицы сополимера. Кроме этого, зашигный кремнийорганический слой на границе раздела фаэ мономерная смесь - BoflB уменьшает раст- @ воримость мономеров и модифицируюших разбавителей в водной фазе, что снижает потери исходных реагентов с маточником и увеличивает выход гранулированного сополимера.

П р и а е р 1. В трехгорлую колбу емкостью Gc30 мл, снабженную мешалкой и обратным холодильником, помешают

300 мл 20%-ного водного раствора хлоо ристого натрия, нагревают до 90-95 С и so в нем заваривают 3 r картофельного крахмала.

Смесь перемешивают в течение 1015 мин и охлаждают до 50 С. Затем в раствор добавляют 1 мл ГКЖ-11 и пос- 55 ле 10-минутного перемешивания в колбу загружают мономерную смесь:

70 г акрилонитрила (НАК), 21,7 r диви50 4 нилбензола (ЛВЬ) 50%-ного, 27,5 г алкилбензина и 1,1 г перекиси бензоила.

Мономерную смесь диспергируюг и полимеризуют по известному температурному режиму, ч:

Подъем температуры и выдержка при 60 С 4 ч

Подъем и выдержка при

80 С 4 ч

Подъем и выдержка при

96-100 С 2 ч Колбу охлаждают, сополимер отделяют от магочника, промывают водой и сушат.

Получают 86 r сополимера, в том числе 75 г сополимера класса "А (87,2%) следующего гранулометрического состава,%:

0,5 - 0,6 мм 9,1

0,6-0,8 мм 32,0

0,8- 1,0мм 33,5

1,0 —. 1,2 мм 22,5

1,2 - 1,4 мм. 2,7

Налее известным способом сопопимер превращают и катионит КМ-2П. Сорбент имеет следующую характеристику.

Полная обменная емкость по N a-иону,мг-екв/г 7,3

Удельная набухаемосгь в воде, мл/г 3,5

Емкость .по железу, мл/г 55

Пример 2. В установку, описанную в примере 1, помещают 300 мл

1,5%-ного водного крахмал .-ного раствора

После охлаждения до 50 С в дисперснонную среду добавляют 3 мл ГКЖ-10 и раствор перемешивают в течение 10 мин.

Затем в колбу при перемешивании загружают мономерную смесь стирола 20

ЙЗБ 29 г (50%-ного), нитрила азо-бис-изомасляной кислоты 1,5 r, нефтяных сульфоксидов (HCO) 45 г.

Смесь диспергируют и полимериэуют по режиму, ч: о

Нагрев до 80 С 1,5 о

Выдержка при 80 С 2,0

Нагрев и выдержка при

96-100 С 3

Колбу oxaaellaIoT, сополимер отделяют от магочника, промывают водой и сушат.

Получают 81 r готового продукта, в том числе 73 г класса А (90,2%), который характеризуется следуюшими показателями:

Гранулометрический состав,%

0,5 —. 0,6 мм

0,6 - 0,8 мм

0,8-; 1,0 мм

1,0 ф 1,2 мм

1,2 —. 1,4 мм

857150

3

0,5

2,5

2,2

Механ кческая прочность,% 99,5

Насыпной вес г/см + 0,57

Содержание серы,% 5,2

Коэффициент набухания в воле 1,0

Полученные гранулы сополкмера используют в гкдрометаллургик лля кзвлечения редко-земельных элементов.

П р к м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 2 с той лишь разницей, что в 10 дисперсионную среду добавляют 5 мл

ГК3 -10, а в качестве модифицирующего разбавителя используют бензофенон. Получают 78 г готового продукта, в том числе 66 r класса "А" (84,6%), который 15 характеризуется следующими показателями:

Гранулометрический состав,%

0,5 - 0,6 мм 24,1

0,6-: 0,8 мм 36,8

0,8 - 1,0.мм 18,0

1,0-: 1,2 мм 13,6

12- 14мм 7,4

Механическая прочность,% 98,8

Насыпной вес,г/см 0,52

Коэффициент набухания

25 в воде 1,0

Полученные гранулы сополимера используют в гидрометаллургки для извлечения легких металлов.

Введение полкалкклгилроксксилокса- 30 нов в дисперсионную среду на стадии сополимеризации не отражается на качестве готовой продукции.

В таблице представлена сравнительная характеристика свойств катконига КМ-2п, 55 полученного известным и предлагаемым способами.

Пример 4. В установку, описанную в примере 1, помешают 300 мл 20%-ного водного раствсра хлористого натрия и заваривают в нем 3 r картофельного крахмала.

В эмульсионную среду, охлажденную до

50 С, добавляют 0,3 мл ГКЖ-11, 1,0мл 45 аминопарафина и при непрерывном перемешивании приливают мономерную смесь, состоящую из 70 г НАК, 23,6 г LU35 (46,8%),28,08 r алкилбенэкла, 1,21 r перекиси бензоила.

Мономерную смесь полимериэуют по следуюшему температурному режиму,ч:

11рдъем температуры и выдержка при 60 С 4

Подъем температуры и вы55 держка прк 80оС 4 ! (одъем температуры и выдержка при 96-100 С 2

После оюнчания процесса полимеризации сорбент отделяют от маточника, промывают водой, сушат.

Получают 83 г сополимера, в том числе 66 r сополимера класса А" (80%)

=ледуюшего грануломегрического сосга%.

0,5-;0,6 мм 13,3

0,6 - 0,8 мм 27,4

0,8 а 1,0 мм,, 29,8

10 12 мм 240

1,2 - 1,4 мм 4,5

Йалее полученный сополимер превращают в кагионит КМ-2П, имеющий следующую характеристику:

Полная обменная емкость по фа-иону, мг кв/г 6,4

Удельную набухаемость, мл/г 3,2

Емкость по железу, млlг 51

Пример 5. В грехгорлую колбу по примеру 1 загружают 250 мл 0,7%-ного раствора крахмала при соотношении органической и волной фаз 1:2. Крахмальный

I расгвср охлаждают до 50 С и добавляют

0,07 r метода и 5,0мл ГКЖ-10.

После 10-минутного перемешивания в колбу загружают полимеризационную смесь, состоящую из 70 г 2,5 МВП, 14,8 г ЙВБ (45%), 26,07 г инертного разбавигеля БР-1, 2,12 r перекиси Ъенэоила. Мономерную смесь полимеризуют ко следующему температурному режиму,ч:

Подьем температуры

or 50 до 8Cl С

Выдержке при 80 С

Ю

Подьем температуры до 90 С

Выдержке при 90 С

После охлаждения ксабы сополимер огделяюг or магочника, промывают водой, сушат.

Получают 80 r сополимера, в том числе 71,4 г класса А (89.3%) следую

; щего трануломегрического состава,%:

0,5 -. 0,6 мм 6,8

0,6 ь 0,8 мм 30

0,8 - 1,0 мм 35,2

1,0-; 1,2 мм 26

1,2-: 1,4 мм 2,0

Сополимер, полученный на основе 2,5

МВП и ЙВБ, имеет следуюшие показатели:

Насыпной sed,ã/cì > 0,48

Содержание 2,5 МВП,% 9

Коэффициент набухания в 10% Н 504 в СН30Н

60

7,3

3,З

Известный

Предпагаемый (пример 1) 90

3,5

7.3

87,2

Сосгавитепь А. Горячев

Редактор Н, Лазаренко Техред Корректор С. Шекмар

Заказ 7139/38 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по жлам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, уп, Проектная, 4

857 1 далее известным способом сопопимер

2,5 МВП и ДВБ апкилируют димегипсульфатом и получают анионит ВП-1Ап, имеющий спедуюшую характеристику:

Полную обменную емкость, 5 мг-экв/г 4,8

Удельную набухаемость, смз/г 3,2

Механическую прочность,% 99

Таким образом, предлагаемый способ п позволяет увеличить выход товарного продукта с одной технологической операции, не ухудшая его качества, т.е. увеличить производительность оборудования, сократить расход исходных реагентов за счет

Формула изобретен ия

Способ попучения гранульных сонопи» меров водоэмульсионной: сополимеризацией стиропа, акрилонигрипа ипи 2,5-метилвинилпиридина с дивинилбенэолом в присутствии радикальных инициаторов, модифицируюших органических раэбавителей и дпинноцепных органических соединений в качестве стабилизаторов суспензии, о г— и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью 40 увеличения выхода товарного продукта, снижения растворимости компонентов мономерной смеси в водной фазе и воэможности утилизации маточных раствсров, повысить надежность процесса гранульной

-попимеризации за счет стабилизации выходов кондиционного сопопимера и исключения брака.

Увеличение выхода товарного сопопимера, полученного по предлагаемому способу, с размером гранул бопее 0,,5 мм (кпасс А -0,5 — 1,4 мм), поэвеаит увеличить выпуск смоп, что ликвидирует дефицит сорбентов в гидрометалпургии. увеличения выхода сополимера с размером гранул более 0,5 мм, процесс проводят в присутствии О, 1-2,0 обЛ (на обьем водной фазы) попиэтилгидросипоксанов.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 113036, кл. С 08 F 212-08, 1967, 2. Карбоксилвный кагионит КМ-2П.

Информационный листок N 75-0092, НИМИ, 1975 (прототип).