Способ получения виниловых полимеров — SU 975718 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1975718 Союз СееетскивСоциалист ическикРеспублик(1)М Кп 3 С 08 Г 4/52 Гоеударстееииый комитет СССР ио дедам изобретеиий и открытий(54 ) СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНИЛОВЬИ ПОЛИМЕРОВ личие гель-эФфекта, ведущее к ухудшению свойств конечного продукта, делает необходимым прерывание полимеризации аммиаком при малых степеняхконверсии. (окоЛо 20 ). Это существенно усложняет наработку полимерас однородным молекулярным весом и,следовательно,одинаковымифизико-меха О ническими свойствами.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способполучения виниловых полимеров полимеризацией мономеров, выбранных иэгруппы, содержащей метилметакрилат(ММА), ст.рол и винилхлорид, при температуре (-, 21 ) - 160 РС, в присутствииинициирующей системы, состоящие изтриалкилалюминия и кислорода.Загрузку инициатора в раствор мономера осуществляют при комнатной температуре, затем реакционную смесь охлаждают и выдерживают в течение нескольких часов при низкой температуре. Это необходимо для получения 25 полимеров с более высоким молекулярным весом, менее разветвленных и более стереорегулярных, так как реакции переноса цепи при низких температурах замедлены. Таким образом, низ котемпературная дер,;а обеспечивает Изобретение относится к технологии получения виниловых полимеров, в частности полиметилметакрилата, полистирола и поливинилхлорида и может быть использовано в химической промышленности, а полимеры - в народном хозяйстве для изготовления органического стекла, пленок, волокон, а также для изготовления изделий широкого технического и бытового назначения.Известен способ получения виниловых полимеров,в частности сополимера хлористого винила и этилена, заключающийся в том, что в процессе сополимериэации в массе или в растворе в качестве катализатора используют систему, состоящую из органоборана и кислорода или перекиси. Процесс осуществляют в температурном интервале -20 1 - (+201 оС при соответствующем давлении 113.Недостатком способа является высокая чувствительность используемого В-органического катализатора к кислороду, связанная со скоростью образования свободных радикалов. Это требует строго поддерживать определенное соотношение органоборана к кислороду в процессе полимеризации. Нае1Ю.А.Александров, Г,И.Макин, Н.В.Чикинова и П.Ф.КудрявцЕв"тНаучно-исследовательский институт химии пр Горбовскомордена Трудового Красного Знамени государстйвинем.университете им.Н,И.Лобачевского "д=сз-ц, 975718получение полимеров с улучшенными Физико-механическими свойствами, а также способствует более высокому выходу полимера. Затем температуру реакционной массы повышают для увеичения конверсии мономераГ 2 3. 5Однако укаэанным способом полимеризация в течение 24-48 ч протекает . лишь на глубину 6-38 конверсии, что усложняет наработку полимера. Кроме того, данный способ получения виниловых полимеров применим только для полимериэации мономеров в растворе, что сужает область использования способа.. 15Целью изобретения является повышение скорости процесса и увеличение выхода полимеров.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения виниловых полимеров полимеризацией мономеров, выбранных иэ группы, содеркащей ММА, стирол и винилхлорид, при температуре (-21 ) в (60) С в присутствии инициирующей системы, в качестве последней используют систему,состоящую из триалкилгаллия и кислорода взятых в количестве соответственно ,0,02-0,12 и 0,01-0,02 моль на 1 л реакционной массы.Способ осуществляют следующим об разом.В реакционный сосуд, содержащий мономер или мономер с углеводородным растворителем, вводят последовательно триалкилгаллий и кислород под давлением или воздух. После этого систему охлаждают и выдерживают при этой температуре несколько, часов. Затем температуру реакционной массы повышают и выдерживают еще несколь .ко часов.П р и м е р 1. В реакционный сосуд, содержащий 4,2 мл МИА, вводят 0,0573 г (0,12 м/л ) триметилгаллия и кислород под давлением 0,533 10 Па, 45:5 что составляет 400 мм рт.ст. (0,02 м/л ). Смесь выдерживают при -21 С в течение б ч до образования блока полимера. Остаточный мономер 5П р и м е р 2. Как в примере 1, только полимеризацию проводят в присутствии триэтилгаллия, Остаточный мономер 3.П р и м е р 3. В реакционный сосуд, содержащий 5,5 мл стирола, вводят 0,0346 г (0,055 м/л ) триметил" 55 галлия и кислород под давлением 0,53310 Па (Оу 02 м/л ). Смесь выдерживают при -21 фС в течение 2 ч, затем при 60 С в течение 48 ч до образования блока полимера, Остаточный мо номер 3,5.П р и м е р 4. Как в примере 3, только вйачале смесь выдерживают при -21 С в течение 2,5 ч, а затем при 80 С в течение 6 ч до образо вания блока полимера. Остаточный мономер 3.П р и м е р 5. В реакционный сосуд, содержащий 5,1 мл винилхлорида(ВХ), вводят 0,057 г (0,097 м/л )., триметилгаллия и кислород под давлением 0,533 10 Па (0,02 м/л ). Смесь выдерживают при . -21 С в течение 2 ч, а затем при 20 С в течение 4 ч, Конверсия ВХ 22.П р и м е р 6. В реакционный сосуд, содержащий 4,5 мп ИМА в растворе 5 мл н-нонана, вводят 0,037 г (0,054 м/л ) триметилгаллия и кислород под давлением 0;533 10 Па (0,02 м/л ). Смесь выдерживают при -210 С в течение 2 ч. Конверсия мономера 78,2П р и м е р 7, В реакционный сосуд, содержащий 1 мл ВХ В 5 мл н-но- нана, вводят 0,045 г (0,065 м/л ) триметилгалли и кислород под давлением 0,533 10 Па (002 м/л ). Смесь выдерживают при -21 С в течение 2 ч, а затем при 20 С в течение 2 ч. Конверсия мономера 11.П р и м е р 8. В реакционный сосуд, содержащий 4,5 мл МИА, вводят 0,012 г (0,023 м/л ) триметилгаллия и кислород поддавлением 0,533 10 Па (002 м/л ). Смесь выдерживают при -21 С в течение 2 ч, а затем при 60 фС в течение б ч до образования блока полимера. Остаточный мономер 5.П р и м е р 9, В реакционный сосуд, содержащий 4,5 мп ММА, вводят 0,055 г (0,106 м/л ) триметилгаллия и воздух при атмосферном давлении (парциальное давление кислорода 0,203 10 Па (001.м/л ). Смесь выдерживают при -21 С в течение 2 ч, а затем при 60 в течение б ч до образования блока полимера. Остаточный мономер 5.П р и м е р 10. В реакционный сосуд, содержащий 3,2 мл НИА и 3,4 мл стирола Ьс ) при их соотношении 50: 50 мол., вводят 0,0445 г (0,06 м/л ) триметилгалли и кислород под давлением 0,533 10 Па (0,02 м/л ). Смесь выдерживают при -21 С, а затем при бОС в течение 5 ч. Конверсия 5.П р и м е р 11, Как в примере 10 только затем выдерживают при 600 С в течение 48 ч до образования блока сополимера. При последующем вмдерживании блоков полимера при 90 фС в течение 2 ч содержание остаточного мономера снижается до 2,4-2,9.Как видно иэ примеров, процесс полимеризации предлагаемым способом идет до глубоких степеней превращения (конверсии) как в массе, так и в растворе в течение 6-8 ч. При этом отмечается отсутствие гель-эФФекта и налипания полимера на стенках реактора. Регулируя температуру,975718 формула изобретения Составитель В.филимонов Техред Л.Пекарь Корректор С,Шекмар Редактор Н.Рогулич Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8927/39 филиал ГПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и скорость инициирования, можно получать полимеры с,заданным молекулярным весом и определенными физико- механическими свойствами.Преимуществами изобретения, по сравнению с известным являются: прове .дение процесса полимеризации до степени конверсии 95-98, что обеспечивает высокий выход конечного продукта, причем процесс протекает за 6-8 ч (в известном степень конвер- О сии 6-38, время полимеризации 24-48 ч),осуществление полимеризации как в растворе, так и в массе, т.е. расширение воэможности применения способа и конечного продукта, 15 регулирование процесса полимериэации с помощью температуры и скорости инициирования с целью получения полимеров с заданным молекулярным весом, отсутствие налипания на стен-; ках реактора, что позволяетизбавиться от необходимости его чистки. Способ получения виниловых полимеров полимериэацией мономеров, выбранных из группы, содержащей метилметакрилат, стирол и ,винилхлорид, при температуре (-21) -(+60 й, в присутствии инициирувщей системы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью.повышения скорости процесса и увеличения выхода полимеров, в качестве инициирующей системы используют систему, состоящую иэ триалкилгаллия и кислорода, взятых в количестве соответственно 0,02-0,12 моль и 0,01- 0,02 моль на 1 л реакционной массы. Источники информации,принятые во.внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании Р 1111313,кл, С 3 Р, опублик. 19682. Патент Великобритании 01005202,кл. С ЗР, опубдик. 1965 (прототип ).