Способ получения модифицированного полиметилметакрилата

Способ получения модифицированного полиметилметакрилата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ

Сева Советских

Социалистических

Республик

<щ 891692 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 150480 (21) 2910570/23-05 с присоединением заявки М— (23) Прнорнтет—

Опубликовано 23,12.81, Бюллетень Й9 47

Дата опубликования описания 2 31281 (р„ g+ 3

С 08 F 220/14

Гесудврствеяямя коиятет

СССР

«е девам изобретения я еткритяй (53) УДК 678.744.33 (088.8) В.Д.Мальков, A.Е.Куликова, Т.В.Смирнова, И.Н.Разинская, В.A.Èýâîç÷èêoýà, В.A.×åpí вин и Т.В.Нануева

1т 4"

1 (22) Авторы изобретения (23} 3аявнтель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО

ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения модифицированного олиметнлметакрилата,. используемого в качестве ударопрочного материала.

Известен способ получения удароррочного полиметилметакрилата путем сьишения порошка полиметилметакрилата с порошком модификатора с последующим вальцеванием и прессованием полученной композиции.

Модификатор представляет собой привитой сополимер, полученный сополимериэацией 50-1003 алкилметакрилата, 0-50% винилового мономера и <2% сшивающего мономера в присутствии каучука - сополимера 50-90% алкилакрилата, 5-303 стирола и 1-20% бутаЗциена. Соотношение прививаемых моноМеров и каучука составляет 1-6:4 (1) .

Недостатком. известного способа является невысокая ударная вязкость

Композиции, неравномерное распределение модификатора в полимерной композиции, что приводит к получению нестабильноГо по физико-механическим свойствам материала.

Известен также способ получения ударопрочного ПММА путем растворения

Морошка модификатора в метилметакрилате с последующей форполимерпэацией смеси и заливкой в формы, где происходит полимеризация. смеси до степени конверсии мономера 95%.

Модификатор получают. путем эмульсионной полимеризации. алкилакрилатов

{{Cq e) или их смеси со стиролом и

8-25% от веса мономеров.бифункциональных соединений .и эмульсионной п лимеризации метилметакрилата с посл дующим смешением полученных латексо в соотношении 1-2:1..

Модификатор равномерно распределя ется в композиции,. позволяет получить материал со стабильными физикомеханическими .свойствами (23 .

Недостатком известного способа является невысокая ударная вязкость модифицированного ПММА. При содержании в композиции 53 модификатора получают ударную вязкость до 37-42 кгс тсм/см по сравнению с 12 кгс-см/см для немодифицированного ПИМА (ГОСТ

4647-69), т.е. ударная вязкость увеличивается в 3,0-3,5 раза.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения модифицированного полиметилметакрилата лаЗО тексной сополимеризацией 20-27 вес.ч

891692 смеси 75-78 мас.% бутилакрилата, 2124 мас.Ъ стирола и 1-4% мас.% аллилметакрилата с последующим дознрованием 80-73 вес.ч. метилметакрилата в полученный латекс и проведением поли меризации до полной конверсии мономе ра. Доэирование метилметакрилата осу . ществляют в течение 3 ч.

За время дозирования-степень конверсии метилметакрилата достигает

908. Далее продолжают полимериэацию до исчерпания мономера. Степень конверсии прививаемого.мономера (ММА)

99,1%.

Известный способ позволяет получить.непосредственно модифицированный ПММА в виде порошка, который мож- 15 но подвергать дальнейшей переработке.

При этом исключается, стадия смешения модификатора с полиметилметакрилатом или,растворения модификатора в метилметакрилате (33. 20

Однако ударная вязкость модифицированного ПИМА, полученного известным способом,: недостаточно высока. Ударная вязкость по.Динстату модифициро-, ванного IIMNA составляет 16,5 кгс-см/ см (для немодифицированного ПММА ударная вязкость .3,3 кгс ° см/см ). t

Цель изобретения —, повышение удар-. ной вязкости полиметилметакрилата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получеиия модифицированного полиметилметакрила". та латексной сополимеризацией 20

27 вес.ч. смеси 75-78 мас. В.бутилакрилата, 21-24 мас. Ъ стирола, 1-4 мас. Ъ аллилметакрилата. с последующим доэи рованием 80-73 вес.ч.. метилметакрилата в полученный латекс и проведением полимериэации-до полной конверсии sroномера, дозировку метилметакрилата троводят до достижения степени кон- 4О версии метилметакрилата 8-16Ъ.

Пример 1,. A. Синтез латекс

Його эластомера.

Исходные компонентыр вес.ч.:

Бутилакрилат 78 (78 .мас.Ъ,ц

Стирол . 21 (21 мас.В

Аллилметакрилат - 1 (1 мас.В)

Эмульгатор диоктилсульфосукцинат натрия 2 5Î

Деиони зиров ан н ая вода 300

Инициатор-персульфат калия 0,3

Na HI 04. 12Н 10 йаН Р04 2Н УО 0,3

В реактор, снабженный термометром мешалкой, обратным. холодильником, меринком для дозирования мономеров и трубкой для ввода азота,.загружают воду, эмульгатор.и инициатор,- нагре- 60

Мают до 85б С при перемешивании (число оборотов мешалки 120 в минуту) и загружают в реактор мономерную смесь

Реакционную смесь перемешивают при

85 С в течение 3 ч. Полимеризацию за 65 канчивают,перемешивая смесь при 95ЦС ч. Конверсия мономеров 99,5%. Размер латексных частиц 0,25 мк. Содержание гель-фракции 80%.

В. Синтез привитого сополимера.

Исходные компоненты, вес.ч.:

Эластомерный .латекс, полученный на стадии A

100 (25 вес ч в пересчете на сухое вещество) 1,5

Метилметакрилат 75

Ронгалит .1,5

Гидроперекись кумола

Лаурилмеркаптан 0,1

Деиониэирован ная вода 8,5

В реактор загружают эластомерный латекс, водную фазу и ронгалит, нагревают содержимое реактора до 80 С и дозируют в течение 20 мин смесь метилметакрилата и лаурилмеркаптана, с растворенной в ней гидроперекисью кумола. По окончании доэирования конверсия метилметакрилата составляет 83.

Пблимеризацию продолжают до полного исчерпания мономера в течение

5 ч. Полученный латекс коагулируют

105-ным раствором сульфата алюминия, .фильтруют и промывают. Сополимер суат при 70 С в вакуумном шкафу. Конверсия метилметакрилата 99%., Полученный порошкообразный модифицированный ПМИА монолитизируют в смесительной камере пластографа фирмы Врабендер при 190-210 С в течение 10-15 мин. Полученный монолитный материал распрессовывают в прессе при давлении 150 кг и 165-170 С в ппоскопараллельные диски диаметром 106-120 мм и толщиной 2-3 мм.

Из получеиных.дисков вырезались образцы для испытаний на ударную вязкость по Динстату.

Пример 2. Процесс проводят по примеру 1, но на стадии В дозируют мономерную. смесь в течение

30 мин. По окончании дозирования конверсия метилметакрнлата составляет. 133. После этого полимеризацию продолжают в течение 4,5 ч.до полного исчерпания,мономера. Конверсия метилметакрилата"995.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 1, но на стадии В дозируют.мономерную смесь в течение

40 мин. По окончании дозирования

:конверсия метилмвтакрилата.составляет 16%, после чего полимеризацию процолжают в течение 5 ч до полного исчерпания мономера. Конверсия метилметакрилата 993.

891692

Физико-механические свойства модифицированного полиметилметакрила-. ха, полученного по предлагаемому .и известному способам представлены в таблице.

Как следует из таблицы, дозирование NMA в течение 20-40 мин, обеспечивающее степень конверсии ММА к моменту окончания дозирования 8-16Ъ, позволяет повысить ударную вязкость модифицированного ПММА до 25-35 кгсл ксм/см по сравнению с 16,5 кгс см/ см - к известным способам, при этом разрушающее напряжение при растяжении остается на уровне известного способа.

Дозирование метилметакрилата в .г5 течение 15 и 50 мин, которое обеспечивает степень конверсии ММА к моменту окончания доэирования 5 и 2ОЪ соответственно, приводит к снижению ударной вязкости до 14-15,4 кгс см/ ;ф см < (примеры 5,6).

Модифицированный ANNA, содержащий меньшее количество эластометра, имеет низкую ударную вязкость. При содержании 17 вес.ч. сополимера бутилакрилата (78 мас.Ъ),стирола (21 мас.Ъ) и аллилметакрилата (1 мас. Ъ) удар-. ная вязкость модифицированного ПММА снижается до 8 кгс ° см/м1, при этом

Время выдержки реакционной смеси ч

Способ получения

Время дозироваиия, мин

Степень конверсии

NMA по окончании дозирования MMA,Ú

Ударная вязкость Динстат) .кгс л лсм/см

Разрушающее н апряжени е при растяжении кг/см

Предлагаемый

580

35

570

4,5

13

580

40

Для сравнения

575

16,5

1/2

180

Известный

570

15,4

50

580

20 сополимериэацией 20-27 вес.ч. смеси

75-78 мас. Ъ бутилакрнлата, 21

24 мас. Ъ стирола и 1-4 мас. Ъ аллия6g .метакрилата с последующим дозироваФормула изобретения

Способ получения модифицированного полиметилметакрилата латексной разрушающее напряжение при растяже- нии практически не изменяется (600 кг/

/см ) .

Введение в ПИМА 30 вес.ч. эластомерного полимера приводит к резкому снижению разрушающего напряжения при растяжении до 300 кг/см 1, при этом ударная вязкость .достигает величины

40 кгс ° см/см (Динстат). Получают полимер с низкими прочностными свойствами.

Базовым объектом является суспензионный цолимвтилметакрилат, имеющий следующие характеристикиг ударная вязкость 5,3-5,6 кгс ° см/см (Динстат), разрушающее напряжение при растяжении 700 кг/см . Модифицированный

ИММА, полученный по предлагаемому способу, обладает по сравнению с известным образцом, высокой ударной вязкостью 35-25 кгс см/см при незначительном уменьшении величины. разру-. шакщего напряжения при растяжении (580 кг/сеа ) .

Таким гзбраэом, изобретение позволяет получить ЩЮИ с повьваенной ударной проЧяостью, повысить срок службы товаров народного потребления, увеличить их надежность при эксплуатации.

Физико-механические свойства вк дифнцнрованного ПМИА

891692

Составитель. В. Полякова

Редактор В.Иванова ТехредЖ.Кастелевич Корректор;З.Синицкая

Эаказ 11145/35 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и -открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4 нием 80-73 вес.ч. ьютилметакрилата в полученный латекс и проведением полимеризации до полной конверсии мономера, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения ударной вязкооти полиметилметакрилата, дозировку метилметакрилата проводят до достижения степени конверсии метилметакрилата 8-16%.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент CIA Ю 3922321, кл. 260-881, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 621 700 кл. С 08 L 33/08, 1976.

3. Патент Великобритании

Р 1431564, кл. С 3 Р, опублик. 1974 (прототип).