Способ получения сополимеров,содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья

Способ получения сополимеров,содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>927801 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 11.1179 (2! ) 2854672/23-05 У М К з

С 08 F 8/12

С 08 F 220/56 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 0582. Бюллетень N9 18

153} УДК 678 ° 745 (088. 8) Дата опубликования описания 150582 (72) Авторы изобретения

В.И.Траченко, Е.Н.Зильберман, С.И.Данов Й.7. ."Йл

1 !

Горьковский политехнический институт им. A.А. Жданова

БИь,; " ..: ., (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ, СОДЕРЖАЩИХ

АКРИЛАИИДНЫЕ И АКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ЗВЕНЬЯ

Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частнос-. ти к получению полимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, которые могут применяться в химической промышленности и, в частности, при получении синтетических волокон на основе полиакрилонитрила.

Известен способ получения полимеров, содержащих акриламидные и акрилоннтрильные звенья, путем сополимеризации акрилонитрила с акриламидом в 51,5Ъ-ном водном растворе рода-, нистого натрия, при 70 С в .течение

30-60 мин (1).

Однако при этом конверсия акрилонитрила достигает, 85-90%, а конверсия акриламида — полная. Следовательно в данном процессе требуется удаление непрореагировавшега акрилонитрила и возвращение его .на стадию полимериэации, что,усложняет технологическую схему. Кроме того, акриламид — весьма дефицитный и дорогостоящий мономер.

Известен способ получения аналогичных полимеров путем гидролиза полиакрилонитрила в присутствии серной кислоты. Сернокислотный гидролиз полиакрилонитрила проводится при

20-25 С и продолжительности процесса 5 ч, после чего из реакционной смеси полимер, содержащий акриламидные и акрилонитрильные звенья, высаживается водой, а затем промывается большим количеством воды для удаления серной кислоты. Попытка сокращения продолжительности реакции за счет повышения температуры не приводит к желаемому результату, так как в. этом случае получают полимеры, не содержащие акрилонитрильных звеньев (2).

Недостатками способа являются большое количество сточных вод, трудоемкое разделение реакционной смеси, утилизация большого количества разбавленной серной кислоты, которая

20 образуется на стадии выделения полимера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения сополнмеров, содер25 жащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, гндролиэом полиакрилонитрила в водном растворе роданистых солей, в присутствии катализаторанеорганического или органического

30 основания (3J.

927801

Условия гидролиэа

Температура,ОС Время, мин

Пример

60

28

100

60

100

Таблица 2

Пример

Содержание акриламидных звеньев, %

Условия гидролиза

Время,мин

Температура, С

Концентрация полимера в раство- ре, мас.%

100

8,2.30

4,0

8,2

4 0

100

41

Недостатком этого способа является необходимость вымывания и/или нейтрализации основания после достижения заданной степени гидролиза, что усложняет технологию.

Цель изобретения — упрощение технологии.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения сополимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, гидро- 10 лизом полиакрилонитрила в водном растворе роданистых солей, в присут ствии катализатора, в качестве катализатора используют двуокись марганца или катализатора . на основе t5 ак тивиров анной металлической меди.

В предлагаемом способе катализатор удаляется иэ реакционной массы фильтрованием и может быть использован многократно. 20

В результате гидролиэа получаются полимеры, содержащие 5-50% акриламидных звеньев. При этом время проведения реакции 30-60 мин. В случае применения частично гидратированного 25 полиакрилонитрила в производстве синтетического волокна, полученная в результате гидролиэа реакционная масса может непосредственно быть использована для формования волокна.

П р и м е .р 5. В ампулу помещают

2 r двуокиси марганца и 10 мл 8,2%ного раствора полиакрнлонитрила 45 (характеристическая вязкость 4, 0 дл/г) в 52%-ном водном растворе роданистого натрия. Ампулу выдерживают при

80 С 1 ч, после чего вязкую реакционную массу разбавляют 10 мл водноПример 1. 30 r сплава

Дьюара (50% Си, 45% М и 5% Zn) обрабатывают 200 .мл 25%-ного водного раствора едкого натра при 20-25 С

15 ч. Осадок отфильтровывают и проьивают водой до нейтральной реакции и полученный скелетный медный катализатор используют при гидролизе полиакрилонитрила.

В стеклянную ампулу помещают

2 r скелетного медного катализатора и 0,3 г полиакрилонитрила (характеристическая вязкость 3,9 дл/г) растворенного в 15 мл 52%-ного водного раствора роданистого калия и выдерживают при перемешивании 30 мин о при 80 С. Иэ реакционной смеси полимер высаживают водой, затем промывают водой до отрицательной реакции на роданид калия и после сушки анализируют ИК-спектроскопически, а также определяют содержание в нем азота, по которому судят о составе сополимера. Выделено 0,32 г полимера, который содержит 5% акриламидных звеньев и 95% акрилонитрильных звеньев. Характеристическая вязкость

4,0 дл/г.

Результаты примеров 2-4, проведенных по методике примера 1, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Содержание акриламидных звеньев % го раствора роданистого натрия. Катализатор отфильтровывают и полимер высаживают водой. В полученном полимере (0,35 г) найдено 32% акриламидных звеньев и 68% акрилонитрильных звеньев. Результаты опытов 6 - 9 приведены в табл. 2.

927801 формула изобретения

Составитель О. Рокачевская

Редак тор И. Митройка Техред A. Бабинец Корректор С. Шекмар

Заказ 3164/34 Тираж 512 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

Пример 10. В обогреваемую трубку помещают 20 г катализатора

СНМ-1 (55% СиО; 26% ZnO; 10% Af О остальное влага) и при 200 С в течение 15 ч продувают через слой катализатора смесь азота с водородом (20 об.%) со скоростью 50 мп/мин.

В укаэанных условиях восстанавливает-, ся только окись меди, а другие окислы, входящие в состав катализатора, не претерпевают изменений. 10

B стеклянную ампулу помещают 3 r восстановленного катализатора и

0,4 r полиакрилонитрила, растворенного в 15 мл 52%-ного раствора роданистого калия, и выдерживают при 15 перемешивании 1 ч при 100 С. Далее реакционную массу обрабатывают как в примере 1 ° Выделено 0,45 г полимера, содержащего 35% акриламидных и

65% акрилонитрильных звеньев. 20

Таким образом, использование изобретения позволяет упростить технологию получения сополимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, при воэможности многократного использования применяемых катализаторов.

Способ получения сопоиимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, гидролизом полиакрилонитрила в водном растворе роданистых солей в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, в качестве катализатора используют двуокись марганца или катализатор на основе активированной металлической меди.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бурд E.З. и другие. Исследование условий получения сополимера акрилонитрила с акриламидом и свойства волокон íà его основе. - Журнал прикладной химии. 9 1 т. 49, 1976, с 2685- 2688.

2, Зильберман Б.Н. и другие. Превращения полиакрилонитрила и сополимеров акрилонитрила с изобутиленом в присутствии серной кислоты. — Высокомолекулярные соединения. 9 7, т. А15, 1973,с. 1648-1653.

3. Заявка ФРГ 9 2552614, кл. С 08 F 8/12, 1978 (прототип).