Способ получения наполненных полимеров
Патент 907005
Авторы
Способ получения наполненных полимеров
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски и
Социалнстичесиик
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii907005 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 06. 80 (21) 29ч0221/23-05 с присоединением заявки М— (5! )М. Кл.
С 08 Р 2/44
С 08 К 3/20
Государственный комитет (28) Приоритет по делам изобретений и открытий
Опубликовано 23. 02. 82 ° Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 25 . 02 . 82 (53) УДК 678 761
088. 8
Н. С. Ениколопов, А. А. Чуйко, С. А.
М. И. Хома, Р. В. Сушко, С. С. Алекса
В. П. Лаврентович и А. И.
{72) Авторы изобретения
Ордена Трудового Красного Знамени инс химии им. Л. B. Писаржевского Ордена
АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ
Изобретение относится к химии полимеров, в частности к способам получения наполненных полимеров путем полимеризации виниловых мономеров в присутствии добавок.
Известен способ получения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, согласно которому полимеризацию вито. ниловых мономеров проводят в присутствии минеральных наполнителей природного происхождения при рН)7 ilJ.
Недостатками этого способа являются неоднородность распределения на1S полнителя в полимере и, как следствие этого, невысокая термостабильность полимера.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения наполненных полимеров путем, свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наголнителей, согласно которому полимеризацию проводят в электрическом поле в присутствии 5-6 вес. i от веса мономера аэросила (2J.
Недостатками известного способа являются неоднородность получаемого полимерного порошка, трудность его переработки и низкая химическая стойкость к растворителям.
Цель изобретения — получение однородного порошкообразного полимера с повышенной термостабильностью и хими" ческой стойкостью к растворителям.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, в качест,ве наполнителей используют
1-20ь от веса мономера высокодисперс= ных минеральных окислов или их смесей „модифицированных бифункциональными ненасыщенными прсизводными силанов.
3 90700
В качестве высокодисперсных окислов используют SiO, TiO А1 0 и их смеси, модифицированные ненасыщенными соединениями, преимущественно силанами с двумя ненасыщенными груп5 пами (виниловыми, аллиловыми, акриловыми и др.) ..
Полимеризацию проводят эмульсионным или суспензионным методом с мономерами, которые полимеризуются ука- 1О занными способами (винил и винилиденхлорид,стирол, фгоропроизводные,метилметакрилат, производные этилена со сложными заместителями, полиэфиры).
Полимеризацию инициируют инициаторами свободнорадикальной полимеризации (персульфатами и органическими перекисями). Для гомогенизации и равномерного распределения наполнителя в полимере и снижения вязкости вводят zo эмульгаторы и стабилизаторы (алкилсульфонаты, высшие мыла, поверхностно-активные вещества) в сусгензию вода-мономер.
Процесс полимеризации проводят 2s при температуре полимеризации соответствующих мономеров до достижения конверсии мономеров 60-953 под давлением. Химическое взаимодействие между модифицированными наполнителями зв и полимерной матрицей обУсловлено относительно высокой (К-2 ммоль/г) концентрацией привитых групп (винил, аллил, акрил), которые вступают в реакцию сополимеризации с ненасыщенными мономерами. Относительно высокая концентрация привитых групп обусловлена высокой концентрацией гидроксильных OH-групп поверхности исходных окислов. 40
Пример 3. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, заливают 0,5 л дистиллированной воды, в которой растворяют 15 г поливинилового спирта-стабилизатора суспензии при нагревании до 60 С. Предварительно готовят суспензия, состоящую из 0,2 л винилиденхлорида и
103 винилаэросила от веса мономера.
Эту суспензию заливают в автоклав, туда же добавляют 0,03 г перекиси водорода, герметизируют автоклав и включают мешалку. Процесс ведут при
65ОС, выдерживают 4 ч. После полимеризации суспензию сливают, фильтруют промывают и сушат до порошкообразного состояния при 100ОС в вакууме.
rl р и м е р 4. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, загружают 0,5 л дистиллированной воды, в ней растворяют 2,5 r персульфата аммония и 45 г эмульгатора алкмлсульфоната.Предварительно готовят суспензию, состоящую из 0,35 л
Пример 1. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, загружают 0,5 л дистиллированной воды, добавляют 16 г эмульгатора - моноалкилсульфоната и 0,025 г
4$ инициатора полимеризации-персульфата натрия. Смесь нагревают до 40ОС, пропуская горячую воду в рубашку; перемешивая, растворяют введенные ингредиенты. Предварительно готовят Е суспензия, состоящую из 0,5 л винилхлорида и 1,53 от веса мономера аллилаэросила, и заливают в тот же автоклав, охлажденный жидким азотом, загерметизировав реактор, нагре- э вают его цо 65ОС, затем включают мешалку. Полимеризацию проводят 5 ч, после этого дегазируют полученный
5 4 латекс вакуумированием и продувкой азотом. Выгружают продукт, коагули" руют его электролитами, например
Na
Получение химически сшитого полимера характеризуется исчезновением в ИК-спектре частоты 1610 см колебаний двойной связи С=С у модифицированного слоя дисперсного окисла, как наполнителя, при введении его в мономер и сополимеризации с полимерной матрицей по двойным связям мономера и модифицированного слоя наполнителя.
Пример c.. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, заливают 0,5 л дистиллированной воды, в которой растворяют 15 г винилового спирта - стабилизатора суспензии. Для лучшего растворения смесь нагревают до 60 С при помешивании.
Пр едварительно в стироле (0,3 л) растворяют 0,06 r перекиси бензоилаинициатора полимеризации. В эту смесь вводят 5 вес.4 акрилпропилтитаноаэросила от веса стирола. Включают мешалку и при нагревании (80 C) выдерживают 3-4 ч. После полимеризации суспензию вакуумируют от непрореагированного стирола, выгружают, отфильтровывают, промывают и сушат в вакууме при 80 С до порошкообразного состояния.
5 9070 метилметакрилат а и 15 вес. ь аллилалюмоаэросила. Суспензию заливают в автоклав, при постоянном перемешивании нагревают до 80оС и выдерживают
2 ч. Смесь выгружают,коагулируют
5 электролитами, фильтруют и сушат до порошкообразного состояния при 65"
70оС.
Пример 5. U автоклав емкос- >в тью 1 л, снабженный мешалкой и рубашкой заливают 0,7 л дистиллированной воды и в ней растворяют при нагрева" нии 35 г алкилсульфоната, затем добавляют смесь персульфата и тиосульфата калия (0,4 r). Реактор охлаждают жидким азотом, пропуская его через рубашку. Вводят предварительно приготовленную суспензию, состоящую из 0,1 винилфторида и 18 от веса мо- gp номера акрилаэросила. Автоклав герметизирулт и нагревают до 70о С при
05 6 постоянном и ремешивании. После падения давления до 3-4 ати автоклав охлаждают и, продувая азотом, ва" куумируют, смесь коагулируют, фильтруют, промывают и сушат в вакууме при 90 С до порошкообразного состояния.
Полученные полимеры исследовали на химическую стойкость к растворителям при кипячении. Определяли размеры частиц, температуры разложения полимера на воздухе, термостабильность при 180 С и электрическое сопротивление. Данные приведены в таблице.
Таким образом, изобретение позволяет получать наполненные полимеры в виде монодисперсных по размерам частиц порошков, химически связанных с наполнителем, и обладающие повышенной термостабильностью и химичес,кой стойкостью к растворителям.
907005
l о
Iо g
)
Е
K
lЭ
К о.
CD
Ю
Э
Б
K с
Ю
С) ! ) С)
Ю м
S
Y! о
О)
1о
О1
1 м\
С)
=1 сЧ
CD
Ю
О1
K оI
IfI)
К
CD
С:) м
Е
Э
j с
)S
X
Э
Щ
lg
Ц
С(Э
1 о
l2
Iо
Ig а м
Ю
Ю м
CD
1
S х
1 о
Й
Iи (0
CD
1 Г\
С ) I
Y
IL о
1Э
IZ; а
1 о
Ig
Iо
IQ
CD
Ю м
О\ л
С) 1 о
Ш
Iи
>
Б
Iо
Э
Ш
1
1
I
1
I
1
I
1
1
I !
1
1
1 I
I>Ъ о
g (Q
IS а о и
Iо
Щ а
1о о х
)S о
I о
g, lg
К о
Э у
E
S х
S х
Iv
S а
Э
IЫ
Ig
CL
lg х о
CL
Э
S с о с
1
1 !
1
I
1 !
1 ! о о о
1 О с. о
1
1
1
1
I !
1
1
I
1
1 !
1 !
1
1
I !
1
1 1
I 1
1 1
l 1
1 1
1 1
1 I
1 — I!
1 1
I 1
1 1
1 -- 1
1 1
1 I
1 1
1 1
I
1 м
1
I
1
1
1
1 СЧ
1
1
1
1 ! л1
1
=г
S Е
+ х о z
Я
Д л
Щ л CL
CL Э
Э
CrJ
Ig О
C) С
5 PQ
r э
lg
CL К
Е
}- r
Ig ЭО а у.о
Q P л
C C; Э
ХсеХ
I- ай
Iо о
r и.
IQ o
ЭО
Ь- Ю о со
X а s э а
1- с
Э 3
Э IZ K
=с а.с Э
S о r
1 Э
Э.Z
К К а с
Ф
С)
1 о
Ю
Ф
LA м
)г л
С)
<СЪ сС) м )
CD
СЧ с!
Ю
LA
E о
X о л
Q Э о к х х
V Э
Э
У Ig
5. S а l1- о
Y a
Э С с о
1) V
9070 формула изобретения
Способ получения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения однородного порошкообразного полимера с повышенной термостабильностью и химической стойкостью к растворителям, в качестве наполнителей используют 1-20/ от веса моно05 10 меров высокодисперсных минеральных окислов или их смесей, модифицированных бифункциональными ненасыь;енными производными силанов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Великобритании
Н 1419310, кл. С 3 Р, опублик. 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
N 528305, кл. С 08 9 2/44, 1976 прототип) .
Корректор М. Аемчик
Подписное
Составитель В. Чупов
Редактор Г. Кацалап Техреду " ПекаРь
Заказ 513/31 Тираж 512
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11)0Я Москва Ж-Я Рауаская наб,i 8 4L)
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4