Способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола

Способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцкапкстмческкх

Республик (ll)

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.01.81 (21) 3234892/23-05 с присоединением заявки ¹â€” (23) Прморктет— (51) М. Кл.

С 08 F 120/14

С 08 F 12/08

С 08 F 6/24

ГопуаарствснныН квинтет

СССР по йелаи нзобретеннй н открмтнй

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 678.764 (088.8) Г. А. Коротков, Г. И. Шварева, С. Е. Пак, Н. А. Науменко, С. А. Серго

И. А. Опарина, Е. И. Милова и Л. П. Хорхоряна > (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОДУКТОВ СУСПЕНЗИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА ИЛИ СТИРОЛА

Изобретение относится к очистке суспензионных полимеров на основе метилметакрилата, стирола и других акриловых мономеров, пригодных для переработки методом литья и экструзии в различные изделия, для синтеза ионитов, приготовления лаковых композиций, в качестве мелющих тел для турбомельниц в произвосдтве красителей и др.

Суспензионная полимеризация проводится, как правило, в водной среде в присутствии растворимого в мономере инициатора и диспергатора, например водорастворимого полиэлектролита.

3а счет частичной растворимости инициатора и мономера в водной фазе образуется латекскый полимер, загрязняющий основной продукт, необходимость очистки которого обусловлена наличием на поверхности частиц образовавшегося бисера адсорбированного диспергатора и других добавок, применяемых при суспенэионной полимеризации (пластификатора, свето- и термостабилизатора и др.).

Известны способы получения суспензионных полимеров стирола и метилметакрилата, в ко4 торых очистка бисера от диспергатора, пластификатора и других органических примесей проводится путем обработки различными реагентами: водно-спиртовым раствором f 1), разрушающими ферментами (2) или органическими растворителями (3).

С точки зрения современного уровня химической технологии такие способы получения суспензионных. полимеров являются несовер1о шенными, так как на стадии очистки в полимерную пульпу (смесь полимера с маточным раствором) вводятся дополнительные вещества, в том числе органического характера, наличие которых в маточных растворах услОжня15 ет их утилизацию и не исключает необходимости дополнительных водных промывок частиц бисера.

Известен способ получения суспенэионного полиметилметакрилата, в котором с целью уменьшения образования латексного полимер» процесс полимеризации ведут в присутствии водорастворимых соединении (нитрат церия, роданид аммония, гексаметафосфат натрия

3 93 )451 н др.) . нгн ибирующнх процесс ла гекспой полимеризации (4) .

gap»t способ снижает содержание органических веществ в маточных растворах за счет снижения латекса, однако для сохранения па достаточном уровне эффективности диспергатора (щелочерастворимого сополимера метакриловой кислоты и метилметакрилата) необходимо в 2--3 раза увеличить его дозировку, вследствие чего содержание органических при- i0 месей в маточном растворе в общем итоге снижается незначительно и, кроме того, в нем пОявляются неорганические соли.

Известны способы получения супензионных полимеров, в которых в качестве диспергаторов применяются фосфорнокислые соли, например трикальцийфосфат, а на заключительной стадии процесса суспензию обрабатывают разбавленным раствором сол яной кислоты дл я перевода нерастворимых фосфорнокислых солей в растворимые хлористые соли. Далее очистку полимера ведут обычным способом, т.е. осуществляют водную промывку с последующим отделением частиц бисера от маточного раствора известными методами, например центрифугированием (Б) .

Использование диспергаторов типа трикальцийфосфата предотвращает образование латексного полимера в маточном растворе, однако требует кислой обработки суспензии, за которой следуют обычные методы очистки путем многократной водной промывки и использования обычных методов отделения частиц бисера на центрифугах (6(или на гидроциклопах (7), Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения

40 примесей. Очистка суспенэионного полиметилметакрилата проводится в циркуляционном потоке воздуха со скоростью 70 — 100 м/с, при которой образовавшуюся взвесь бисера и примесей направляют на сепарацию воздушным потоком со скоростью 2 — 3,5 м/с (8(.

В известном способе процесс сушки предшествует процессу очистки. Полимер, высушенный без предварительного удаления частиц латекса, имеет плохую сыпучесть и поэтому трудно транспортируется по технологической схеме на стадию очистки. Скорость воздушного потока, подаваемого на очистку, достаточно высока (70 — 100 м/с), что приводит к частичному механическому истиранию полимера с 55 образованием пылевидной фракции, наличие которой небезопасно с точки зрения правил и норм техники безопасности.

Не 1b изобретения искл мгле не образования пылевндиой фракции полимера.

Г1оставленпая пель достигаетсч тем, что в способе очистки продуктов суспензионной Ilo- . лимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения примесей, очистку осуществляют коагуляцией примесей неорганической кислотой с последующей классификацией суспензии восходящим водным потоком со скоростью 0,2--0,5 м/ч и противоточной промывкой оседающего полимера водой при скорости подачи последней 1—

2 м/ч.

Концентрация неорганической кислоты в растворе составляет 0,4 — 0,8%, температура коагуляции 70 — 95 С.

При добавлении неорганической кислоты к суспензии вязкость последней значительно уменьшается вследствие того, что макромолекулы диспергатора, обеспечивающего высокую вязкость дисперсионной среды, претерпевают конформационные изменения — полимерная цепь иэ распрямленной и вытянутой превращается за счет электростатических сил отталкивания в свернутый клубок.

Частицы полимера находятся в среде, вязкость которой соизмерима с вязкостью воды; они легко перемещаются в ней и процесс разделения частиц бисера и латекса происходит в классификаторе легко и быстро.

На чертеже приведена принципиальная схема получения суспензионных полимеров по предлагаемому способу.

Пример 1. К 400 мл суспензии, полученной полимеризацией метилметакрилата (ММА) в водной среде в присутствии инициатора — перекиси лаурила и диспергатора—

MKM (щелочерастворимого сополимера метакриловой кислоты и ММА),добавляют 1,8 г

98 -ной серной кислоты при 95 С, .перемешивают в реакторе 1 и вводят ее в классификатор 2. Одновременно в нижнюю часть промывателя подают воду со скоростью 1 м/ч.

Восходящий водный поток со скоростью

0,2 м/ч промывает оседающий бисер в промые вателе 3 и классифицирует скоагулированный латекс и бисер в классификаторе 2. Скоагулированные латексный полимер и примеси собирают в сборнике 4. Продолжительность обработки полимера в восходящем водном потоке составляет 10 — 15 мин.

Пример 2, К 300 мл суспензии, полученной полимеризацией стирола в водной среде с инициатором — перекисью бензоила и диспергатором — МКМ, добавляют 3,8 г

62 o-ной азотной кислоты при 70 С, перемешивают в реакторе 1 и вводят ее в классификатор 2. Одновременно в нижнюю часть промывателя 3 подают воду со скоростью

5 939451 6

2 м/ч. Восходящий водный поток промывает бу с 100 мл дистиллированной воды отбира оседающий полимер в промывателе 3 н клас- ют 10 г полимера из нижней части промььсифицирует скоагулированные латекс и би- вателя 3 и определяют помутнение воды ме сер в классификаторе 2 прн скорости 0,5 м/ч. тодом нефелометрии.

Латекс и примеси собирают в сборнике 4.

Продолжительность обработки полимера в Зля сравнения определяют помутнение вовосходящем водном потоке 10 — 15 мнн. ды при контакте с исходным полимером неПолученный предлагаемым способом поли- посредственно после синтеза, а также с полимер имеет хорошую сыпучесть и прозрачен. мером, очищенным по способам (8) и (6).

Полноту очистки определяют по коэффициенту!0 Полученные результаты представлены в светопропускания следующим образом: в кол- таблице.

Пока имер, очищенны тель лированная вода звестно му

Коэффициент светопропускания,%

98,8

98,0

93.1

28,2

Таким образом, изобретение позволяет исключить образование пылевидной фракции полимера в процессе очистки его суспензии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения

Способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения примесей, отличающийся тем, что, с целью исключения образования пылевидной фракции полимера, очистку осуществляют коагуляцией примесей неорганической кислотой с последующей классификацией суспенэии восходящим водным потоком со скоростью 0,2 — 0,5 м/ч и противоточной промывкой оседающего полимера водой при скорости подачи последней 1-2 м/ч.

1. Авторское свидетельство СССР Х 132820, кл. С 08 F 120/12, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР М 395408, кл. С 08 F 120/14, 1970.

3. Патент Великобритании л- 893722, кл. 2(6)Р, опублик. 1962.

4. Авторское свидетельство СССР N 474539, кл. С 08 F 120/146, опублик. 1973.

5. Патент США N 3716505, кл. 260-17А, опублик. 1971.

6. Авторское свидетельство СССР Р 169783, 40 кл. С 08 F 220/14, 1962.

7. Авторское свидетельство СССР Р 215501, кл. С 08 F 2/00, 1967.

8. Авторское свидетельство СССР М 712413, кл. С 08 F 20/14, 1978 (прототип), 939451

/иИОта

Сугпгнэия

Составитель В. Полякова

Техред Л. Пекарь

Корректор М. Демчик

Редактор Л. Пчелинская

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4589/35

Подписное

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