Способ получения карбоцепных полимеров

Способ получения карбоцепных полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

6

4.А. Лавров и В.П. Соловьева

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени Йорддца 1

Октябрьской Революции технологический институт им. Ленсовета изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОЦЕПНИХ ПОЛИИЕРОВ

Изобретение относится к технологии получения карбоцепных полимеров, в

-частности полимеров, винилацетата (ВА), стирола (СТ) и акрилонитрила (АН), и может быть исS пользовано в химическои промьпплен-ности, а полимеры — для изготовления пленок, листов, покрытий.

Известен способ получения карбоцепных полимеров таких, как нолиме10 тилметакрилат(П1ЯЛ), поливинилацетат (ПВА), полистлрол (ПС) путем полимеризации мономеров в маcñå, растворителе или суспензии в присутствии триацетилацетоната марганца (13, 15 (TAN) и катализирующих добавок таких, как галогенсодержащие соединения, эфиры, кетоны, спирты.

Недостатком этого способа является необходимость проведения процесса

O при повьппенной температуре б0-70 С.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ получения карбоцеп2 ных полимеров полимеризацией винильных мономеров. выбранных из группы, содержащей винилацетат, стирол и акрилонитрил, в присутствии инициирующей системы, состоящей из триацетилацетоната марганца и карбоновой кислоты, выбранной из группы, содержащей муравьиную, уксусную, малоновую, янтарную и глутаровую кислоту Е2), Согласно этому способу полимеризация проводится в массе, растворителе или суспензии в инертной атмосфере при 70-8 1 С при введении о

ТА11 и карбоновой кислоты в мономер.

Выход полимера составляет 40-90Х, мол. масса — 130000-300000.

Недостатками известного способа являются получение полимеров с невысокой молекулярной массой из-за большой роли обрыва вследствие образования активных центров в самой массе полимеризующегося мономера; необходимость проведения полимериэа-, 7775

Иолекулярная масса

Выход, Ж

Концентрация карбоновой кислоты, моль/л

I1 R0

Время процесса

Карбоновая кисКонцентра

Иономер ция ТАМ, моль/л мономера

Пример, ¹ лота

45 ° 10

1,02 .10

1,0 ° 10

1,0 ° 10

1,7 ° IО

8 ° 10

4 ° 10

8.10-3

10 3

8 103

30 мин

ВА

Уксусная

11уравьиная 15 10

40 мин

То же

15 ° 10

l5 l0

15 10

70 мин

Иалоновая

60 мин

Янтарная

120 мин

Глутаровая ции при повышенных температурах, что обусловлено высокой энергией актива-. ции разложения TAM и его производньж в среде мономера.

Цель изобретения понижение температуры процесса, повышение его ско" рости и молекулярной массы полимеров.

Эта цель достигается тем, что способу получения карбоцепных полимеров полимеризацией винильных мономеров, выбранных из группы, содержащей винил" ацетат, стирол и акрилонитрил, в присутствии инициирующей системы, сос" тоящей из триацетилацетоната марганца и карбоновой кислоты, выбранной из группы, содержащей муравьиную, уксусную, малоновую, янтарную и глутаровую кислоту, процесс проводят в водной среде в присутствии в качестве эмульгатора блок-сополимера оки" сей. этилена и пропилена, при этом до начала полимеризации триацетилацетонат марганца вводят в мономерную фазу до концентрации (4-8)

-3

l O моль/л мономера, а карбоновую кислоту — в водную фазу, содержащую неионогенный эмульгатор, до концент.— рации (15-45) ° )О моль/л воды.

Способ осуществляется следующим образом.

В реактор, снабженный рубашкой для нагрева и охлаждения реакционной смеси, мешалкой для перемешивания, обратным холодильником, штуцерами для ввода компонентов и отбора проб, сначала загружают водную фазу, которую готовят растворением в деионизированной воде проксанола и введе4 нием требуемой по рецептуре карбоновой кислоты до рН 3,0-4,0. Затем в реактор добавляют мономерную фазу в виде раствора триацетилацетоната марганца в мономере. При перемешивании обеих фаз при 15-20 в течение

10-20 мин в токе азота получают .= эмульсию, в которой развивается полимеризация мономера и через 0,5-2 ч

10 заканчивается с 95-99,5Ж выходом полимера.

Процесс перемешивания образовав.шегося белого латекса прекращают.

Латекс имеет размер частиц 0,0115 0,3 мм и рН 3,9-4,0. Он пригоден для самостоятельного применения. Полимер из него выделяют известными способами: добавлением коагулирующих веществ (кислот, солей), фильтр рацией и сушкой.

Образующийся полимер имеет мол. массу более 1 млн.

3 Пример ы 1-8. Полимеризацию мо- . д нбмера проводят при соотношении водной и мономерной фазы 3:1 <,по весу).

В винилацетате (BA) растворяют

TAN — 8 ilO у Д (íà 30 г ВА—

0,0906 г ТАИ) в воде растворяют эмульгатор (7,5% от веса мономера) и добавляют уксусную кислоту—

-3 молЬ

15 10 @„ (0,1 мл на 90 г воды)

Полимеризацию проводят при 20 С в течение 90 мин, выход 99Ж, рН латекса 3,6. Иол. масса ЛВА — 1,07 106.

В таблице представлены полимеры полученные полимеризацией. мономеров о при 20 С с использованием различных кислот и их концентраций.

897775

Продолжение таблицы

6 (6 (1 2

7 (8

3 4

8 10

8 ° !П

8, 10-3

i,O.1О

15 610

15 !О

45 ° 10 моль

0,! -,-д;99,5 4 ° 10

Ст

Уксусная

40 ч

70 1,0 ° 106

80 1,0 10

80 150000

То же

120 мин

90 мин

То же

«и

ВА

5 ч

Сравнительный по прототипу, температура полимеризации 70-80 С.

Формула изобретения

Составитель А. Горячев

Редактор Л. Веселовская Техред С.Мигунова Корректор У, Пономаренко

Подписное

Заказ 11870/33 Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москвад Ж вЂ” 35 Раушская наб.z д. 4/5

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

Как следует из примеров предложенный способ позволяет получать более высокомолекулярные полимеры с высоо кой скоростью при 15-20 С до глубо20 ких конверсий.

2$

Способ получения карбоцепных полимеров полимеризацией винильных мономеров, выбранных из группы, содержащей винилацетат, стирол и акрилонитрил, в присутствии инициирующей системы, состоящей из триацетилаце36 тоната марганца и карбоновой кислоты, выбранной из группы, содержащей муравьиную, уксусную, малоновую, янтарную глутаровую кислоту, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью по-3$ нижения температуры процесса, повышения его скорости и молекулярной массы пОлимеров, процесс проводят в водной среде в присутствии в качестве эмульгатора блок-сополимера окисей этилена и пропилена, при этом до начала полимеризации трнацетилацетонат марганца вводят в мономб.рную фазу до концентрации (4-8) ° 10 моль/л мономера, а карбоновую кислоту — в водную фазу, содержащую неионогениый эмульгатор, до концентрации (15-45) 6 10 моль/л воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дженкис А., Лодвис А. Реакционная способность, механизмы реакции и структура химии полимеров.

М., "Мир", 1977, с. 29-48.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 231802, кл. С 08 Г 118/08, 1968 (прототип).