Способ получения монодисперсных полистирольных латексов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 l) e(st) С 08 F 112/09 2/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (56) 1. Buske N.R. Faserf.Textil

Zeitschrifé.ро1утегs, 1977, В328, 193-198.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3465277!23-05, 27.01 ° 83 (прототип).

О 0

II

Ноос О с+сн -сн ф Π— с — с сООн

О

;(Снз)ЗС 00 С С 00 С(СНЗ)Ь(СИ3)3С ОО С С 00 C(CH3)3 о о где n = 9-120. (21) 3603204/23-05

4 (22) 09.06.83 (46) 07.03.85. Бюл. В 9 (72) Н.И. Воробьева, А.И. Каданцева, И.А. Грицкова, А.Н. Праведников, В.А. Федорова, В.А. Дончак, В.А. Пучин, Г.М. Кузьянц, Т.И. Жаворонкова, Е .П. Ерохин и В.Н. Иилютин (71) Московский институт тонкой химической технологии им.И.В.Ломоносова, Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова, Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола и Всесоюзный государственный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский и проектный институт химико-фотографической промышленности (53) 678 ° 746(088.8) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНОДИСНЕРСНЬИ ПОЛИСТИРОЛЬНЫХ ЛАТЕКСОВ путем эмульсионной радикальной полимеризацни стирола в присутствии эмульгатора и персульфата калия нри нагревании и перемешивании, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения латекса размером частиц

1,3-1, 1 мкм, увеличения его монодисперсности и повышения устойчивости латекса к действию электролитов, в качестве эмульгатора используют

О, 1-1,0 Ж от массы стирола полиэйира общей формулы

1143751

+-„- о с сооп

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения монодисперсных полистирольных латексов, и может быть использовано для создания полимерных носителей для иимунохимии.

Известен способ получения монодисперсных полистирольных латексов путем эмульсионной радикальной полимериэации стирола в присутствии пер- 10 сульфата калия при нагревании и перемешивании, в котором в качестве эмульгатора используют дигексилсульфосукцилат натрия или додецилбензилсульфонат натрия )1) .

1$

Недостатками этого способа явля-, ются низкие размеры частиц латекса (менее О, 2 мкм) и высокая полидисперс-, .

1 ностье

Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности и достигаемым результатам является способ получения. монодисперсных полистирольных латексов путем эиульсионной радикальной полимеризации стирола в 25 присутствии эмульгатора и персульфата калия при нагревании и перемеQ

II нООс О c+ сн2 — сн, (= 44с- о - Оо-с- ®нщ

1I где n = 9-120. 35

Эиульгатор предварительно растворяют в стироле, в качестве инициатора используют персульфат калия, взятый в количестве О, 1-1,0 мас.% от концентрации мономера. Полимери- 40 зацию проводят при 50-70 С и посо тоянном перемешивании.

Уиеньшение концентрации эмульгатора ниже О, 1 % от массы стирола приводит.,к потере стабильности латек- 45 са и выпадению коагулюма в процессе полимеризации. Повышение концентрации используемого в качестве эмульгатора полиэфира более 1% от массы стирола приводит к увеличению по- 50 лидисперсности полученного латекса.

Уменьшение концентрации инициатора полимериэации приводит к уменьшению размера латексных частиц и увеличению времени полимеризации, а 55 повышение концентрации инициатора вызывает возрастание полидисперсности полученных латексов. шивании, в котором в качестве эмульгатора используют моноалкилфталаты или олиго-или полиэтиленгликольмалеинатбензоаты (2) .

Недостатками известного способа являются низкие размеры частиц латекса (0,5-0,7 мкм), высокая полидисперсность и низкая устойчивость латекса к действию полиэлектролитов. Так, при обработке этих латексов 1%-ным раствором ЯаС1 образуется 50% коагулюма.

Целью изобретения является получение латекса размером частиц 1, 11,3 икм, увеличение его монодисперсности и повышение устойчивости латекса к действию электролитов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения монодисперсных полистирольных латексов путем эмульсионной радикальной полимеризации стирола в присутствии персульфата калия при нагревании и перемешивании, в качестве эмульгатора используют О, 1-1,0 Х от массы стирола полиэфира общей формулы

Используемый полиэфир в отличие от известных эмульгаторьв хорошо растворим в стироле и практически нерастворим в воде. В этом случае процесс иикроэмульгирования очень затруднен, так как процесс массопереноса в данном случаемалоэффективен, дробление капель мономера также малоэффективно и заканчивается на образовании капель стирола большого размера, что приводит в конечном итоге к увеличению размера латексййх частиц.

Увеличение устойчивости латексов объясняется более высокими стабилизирующими свойствами используемого колиэфира.

Пример 1. В ампуле с мешалкой смешивают 10 ил (9,06 r) отдегазированного стирола, в которои предварительно растворяют 0,01 r перексидного полиэфира общей формулы (I); где n = 9, добавляют 40 мл воды и 0,01 r персульфата калия, нагревают при перемешивании до 70 С

1143751

3 и выдерживают 5 ч. Конверсия мономера составляет 94,0Х, готовый продукт получают в виде латекса. Характеристика процесса и свойства латекса приведены в таблице. 5

Пример 2. В ампуле с мешал- кой смешивают 10 мл отдегазированного стирола в котором предварительно растворяют 0,05 г пероксидного полиэфира (и = 9), добавляют 40 мл и 10

0,01 г персульфата калия, нагревают при перемешивании до 70 С и выдержка вают 5 ч. Конверсия мономера составляет 92Х, готовый продукт получают в виде латекса, свойства которо- 15 го приведены в таблице.

Пример 3. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, в котором предварительно растворяют 0,1 пероксидного поли- 20 эфира (a = 9), 40 мл воды и 0,01 r персульфата калия, нагревают при перемешивании до 70 С и вьщержио вают 5 ч. Конверсия мономера составляет 93Х. Характеристика про- 25 цесса и свойства латекса приведены в таблице.

Пример 4. В ампуле с мешал кой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, в котором предварительно растворяют 0,01. r пероксидного полиэфира, где n = 40, 40 мп воды и

0,1 г персульфата калия, нагревают при перемешивании до 50 С и выдерживают 7 ч. Конверсия мономера состав-

S ляет 89Х, готовый продукт получают в виде латекса, свойства которого п иве ены в табли е. р д ц

П-р и м е р 5. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мп отдегазированно- 4О го етирола, в котором предварительно растворяют 0,05 r пероксидного полиэфира, где n = 80, 40 мп воды,0,01 г персульфата калия, нагревают при перемешивании до 50 С и выдерживают

7 ч. Конверсия мономера составляет

90Х. Характеристика процесса и свойства латекса приведены в таблице.

Пример 6. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, в котором предваритель;но растворяют О, 1 г пероксидного полиэфира, где n = 120, 40 мл- воды и 0,1 г персульфата калия, нагревают при перемешивании до 50оС выдержи- 55 вают 7 ч. Конверсия мономера состав-. ляет 92Х. Свойств латекса приведены в таблице.

П р и м е. р 7: (сравниТельный) .

В ампуле с мешалкой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, 40 мл воды, О, 1 г персульфата калия и О, 1 r этиленгликольмалеинатбензоата, нагревают до 50 С и выдерживают 8 ч о при перемешивании. Конверсия мономера составляет 90Х, продукт получают в виде латекса, свойства которого приведены в таблице.

Пример Я. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, 40 мл воды, 0,08 г персульфата калия и О, 1 г пероксидного полиэфира (n = 120), нагревают до

50 (! и выдерживают 8 ч при перемео шивании. Конверсия мономера составляет 90Х, продукт получают в виде латекса свойства которого приведены в таблице.

Пример 9. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мп отдегазированного стирола, 40 мл воды, 1,2 г персульфата калия и О, 1 г пероксндного полиэфира (п = 120), нагревают до

50 С и выдерживают 8 ч при перемео шивании. Конверсия мономера составляет 90Х, продукт получают в виде латекса, свойства которого приведены в таблице.

Л р и м е р 10. В ампуле с мешал- ° кой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, 40 мп воды, 0,1 г персульфата калия и 0,08 г пероксидного полиэфира (n = 120), нагревают до 50 С и выдерживают 8 ч при перео мешивании. Конверсия мономера составляет 90Х продукт получают в виде латекса, свойства которого при- . ведены в таблице. Пример 11. В ампуле. с мешалкой смешивают 10 мл отдегазированного стирола, 40 мп воды, О, 1 г персульфата калия и. 1,2 г пероксидного полиэфира (n = 120), нагревают до

50 С и выдерживают 8 ч при перемешивании. Конверсия мономера составляет 90Х, продукт получают в виде латекса, свойства которого приведены в таблице.

Пример 12. В ампуле с мешалкой смешивают 10 мп отдегазированного стирола, в котором предварительно растворяют 0,046 г пероксидного полизфира с n = 120, 40 мл воды, О, 1 г персульфата калия, нагревают при перемешнвании до 50 С и выдерживают 7 ч. Конверсия мономера

1143751

Характеристика, процесса

Свойства латексов

Количество коагулюма при действии NaCl,X

Пример

Полидисперсность

Темпера- Продоло тура, С иительКонвер- Диаметр сия мо- часность ч номера, тиц, мкм

70

94,0

1,01

1,2

92,0

1,01

93,0

1,3

1,01

1,0

90,0

1,2

1,01

1,2

1,3

90,0

1,01

92,0

1,2

1,005

1,0

90,0

0,7

30,0

90,0

0,8

20,0

90,0

0,8

1, 15

1,0

90,0

1,0

90,0

1,3

92

1,01

13 (известный j2) ) 50

89.

0,7

32.14 (известный (1) ) 70

7 0 85,0

0,5

1,5

2,0

За®шв 850/22 Тир 475 Подщвсщрф

Фааыаш ЯПП Ч3атаит, г.Узаюред, ул.Нроектшая, 4 т составляет 92Х. Свойства латекса приведены в таблице.

Пример 13 (известный). В ампуле с мешалкой смешивают 10 мл от- дегазированного стирола, в котором предварительно растворяют 0,046 г олигогликольмалеинатбенэоата, 40 мл воды, 0,1 г персуль@ата калия, нагревают при перемешивании до 50 С и выдераивают 8 ч. Конверсия .мономера составляет 89Х.

Таким образом, изобретение позволяет получать монодисперсные латексы полистирола с размером частиц

1, 1-1,3 мкм, устойчивые по отношеЗ нию к электролитам с узким распределением частиц по размерам, что повышает возможность использования их в качестве иммуносорбентов. Наличие у латексов редиспергируемости позволяет транспортировать их в твердом виде.