Способ получения поли-n-винилкапролактама

 

Изобретение относится к химии полимеров и позволяет получить поли-N-винилкапролактам мол.м. 8<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">5</SP> - 1,6<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">6</SP> и выходом 90-98%, что достигается радиационной полимеризацией смеси 1 мас.ч. N-винилкапроллактама с 6-20 мас.ч. воды при перемешивании со скоростью 50-200 об/мин под действием γ-облучения интенсивностью 4-10 рад/с при общей дозе 0,04-0,10 Мрад и температуре 5-28°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 08 F 126/06, 2/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) 4453436/23-05 (22) 01.07.88 (46) 15. 12.90. Бил . 1(46 (72) 10.. I.Кири, Т.M.Карапутадзе, В.И.Шумский, С.+.Тимашев, JI À.Крылова, И.В.Добров, В.И.Луховицкий, I0.M.Попков, Г.Д.Иелухинл и В.В.Поликарпов (53) 678.764.743(088.8) (56) Кононов Н.<., Островский С.А. и

Устынюк Л.A. Новая технология некоторых синтезов на основе ацетилена.

M.: Наука, 1977, с.17-23..

Hardy О., TorIps T.. Preparation

of polyvinyllactabIs by (-irradiation

in blocks. — Pol, Sci, part С. 1963, ч.4, р.923.

Изобретение относится к области полимеров, а именно к способам полу чения поли-N†- винилкапроллктлма (ПВК), и может быть использовано в полиграфии, пищевой промьинленности и для очистки биологических жидкостей, осHoBaH>IHx на использовании поливинилллктлмов.

Целью изобретения является повышение молекулярной массы и выхода поли-N-винилклпролактлма.

Пример 1. В реактор с мешалкой, водяной баней, рубашкой и термометром вместимостью 2 л помещают

1 кг Н О и 50 г расплавленного 1>1-ви2 нилклпролактлма (ВК) . Смесь перемешивают мешалкой с числом оборотов а (П) 50 об/мин, охллждают до 5 С и поддержи влит в пр oIIer ce реакции. Под2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ-N- ВИНИЛКАПРОЛАКТА1 1А (57) Изобретение относится к химии полимеров и позволяет получить поли-N-винилкапроллктам мол.м. 810 а

1,610 и выходом 90-98/, что достигается рлдилцион ной полимеризацией смеси 1 млс . ч, N-винил капролла ктл ма с 6-20 млс.ч. snnbI при перемешивании со скорог гью 50-200 об/мнн под действием Ic -î(>.Iy÷eíèÿ интенсивностью

4-10 рлд/с при обшей дозе 0,04 а, О, 10 11рлд и температуре 5-28 С. 1 табл. нимают источник Сп и создают ин60 тенсивность в зоне реактора 10 рад/с.

После 3 ч облучения общая доза составляет О, 1 Мрлд. Остаточная концентрация ВК в растворе 0,1 (конверсия

987), Весовым методом измеряют концентрацию Полимера в воде, а с помощью вискозиметрл Убеллоде определяют характеристическую вязкость полимера fg) = 0,8 дл/г, что соответствует

М = 800-10

П р и и е р 2. Процесс полимеризации ВК проводят так,как описано в примере 1 зл исключением того, что температура поли. еризации составляет

28 >С. Пос.Ie 2,5 ч перемешивания и об" лучения определяют концентрацию остаточного ВК. Остаточная концентрация

1613446

10! 45

Пример 6 (контрольный) . Процесс полимеризации RI< проводят так же, как описано в примере 1, температуру о раствора поддерживают 32 Г. После

3 ч перемешивания и облучения полимер-.

30 ный раствор становился очень вязким и слегка мутным. Обнаружено, что большая часть полимера — в сшитом состоянии.

П р и g р 7 (контрольный), 11рр>5 цесс полимеризации RK проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что интенсивность в зоне излучения в зоне реактора 14 рад/с. УстановлеВК в растворе О, 157, (конверсия 97,67.) . (= О, 75 дл/г, Й, = 720.10

Пример 3. Процесс полимеризации RK проводят в реакторе вмести5 мостью 630 л. Загружают 460 кг воды и 40 кг винилкапролактама. Температура реактора поддерживалась 15-16 С.

Перемешивание осуществляется лопастной мешалкой с II = 80 об/мин. Интенсивность облучения 6 рад/с.

После 4,5 ч реакцию прекращают (О, 1 Мрад) и определяют остаточный

ВК. Остаточная концентрация RK в растворе 0,2 !. Степень превращения 97,57 (g) = 0 98 дл/г Й„= 1,1 10

Пример 4. Процесс полимеризации RK проводят так же, как описано в примере 1, но при этом температура реакции 10-11 С, интенсивность 20 (-облучения 4 рад/с и число оборотов

200 об/мин. После 2 ч 45 мин облучения (0,04 Мрад) и перемешивания определяют концентрацию остаточного мономера (0,37) . Вязкий раствор перемеши- 25 о вают в стакане и нагревают до 80 С.

Происходит осаждение полимера, после чего горячую воду декантируют, а полимер высушивают в вакуум-сушильном шкафу. Выход полимера 45 г высокомо- 30 лекулярного IIRI< (907). (gg = 0,85 дл/г, что соответствует tI = 840 10

Э Пример 5. Б реактор с мешал— кой, поляной рубашкой и термометром вместимостью 2 л помещают 1 кг 11 0 и 167 г RK. (корость мешалки задают

150 об/мин. Реактор термостатируют прохладной водой так, чтобы температура раствора поддерживалась в пределах 15-17 С. Интенсивность $ -облуче- ð ния 4 рад/с. Время облучения 6 ч 45 мин (О, 1 Мрад) ° Конверсия составляет 987. (() полимера 1,2 дл/г. (М „ = 1,6 х . х 10). но, что выделенный полимер имеет М „

250 ° 10 .

Пример 8 (контрольный) . Процесс полимеризации проводят так же, как описано в примере 1, Но при этом скорость перемешивания смеси RK и воды мешалкой составляет 40 об/мин. После облучения в течение 3 ч интенсивность 10 рад/с, а остаточная концентрация мономера в растворе составляет 0,5Х, т.е. конверсия 907.. Присутствие токсичного мономера вынуждает проведение стадии экстрации RK. Дпя удаления ВК (до 0,17) требуется 500 мл хлористого метилена. Характеристическая вязкость ПВК в дозе 0,75 дл/г.

Пример 9. Процесс полимеризации RK проводят аналогично примеру 1,но при этом скорость перемешивания смеси составляет 200 об/мин.

После проведения процесса остаточная концентрация ВК в растворе 0,127., т.е, 97,6Х превращения. Значение (f) выделенного полимера 0,85 дл/г.

Пример 10 1контрольный) . Процесс проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что скорость перемешивания смеси составляет 250 об/мин.

Остаточная концентрация мономера

0,097„т. е. 98,27, превращения. Значение (() выделенного полимера 0,8 дл/г, Пример 11 (сравнительный по прототипу) . В реактор из нержавеющей стали с рубашкой и мешалкой вместимостью 2 л помещают 150 г мономера °

Перемешивание ведут со скоростью

200 об/lMH Реактор охлаждают водой (10-1500).

Поднимают источник Со и созда о ют интенсивность в зоне реактора

4,5 рад/с. Время облучения 2 ч 45 мин.

После проведения процесса получается густая вязкая масса, которую весьма трудно выделить из реактора.

Анализ остаточного RK в растворе показал, что в массе содержится 95 г мономера. Эта соответствует 36Х-ному превращению. Полимер удается выделить только путем осаждения в осушенный диэтиловый эфир. Причем эфир составляет 4 л. Зто связано с хорошей растворимостью ПВК в органических растворителях.

Характеристи ческая вязкость полимера составляет 0,35 дл/г, т.е. 180 х

3 х 10 . Данные приведены в таблице.

Были проведены эксперименты с использованием р; створителя М-метил5 1613446 6 пирролидона, как аналога ВК. Для по- перемешивании, о т л и ч а ю щ и йлучения высокого выхода полимера (85X) с я тем, что, с целью повышения мотребуется доза 1-2 Мрад, что существен- лекулярной массы полимера и его выхоно выше указанной дозы. да, полимеризации подвергают смесь

Формула изобретения

1 мас.ч. N-винилкапролактама с 6

20 мас.ч. воды, а перемешивание осуСпособ получения поли-N-винилка- ществляют со скоростью 50-200 об/мин пролактама путем радиационной поли- при интенсивности -облучения 4 меризации N-винилкапролактама при 10 10 рад/с при общей дозе облучения

5-28 С под действием -облучения при 0,04-0,10 Мрад.

Условна получении н свойства поливннплкапролектама (111 дл/г твоиение мономер

Пример, °

Интенсн ность g лучеиип

Лал/с вода

Скорость переме° иванна, об/мнн

Обив доза

71р ад

Han,íáña4 полимера реме закипи, ас онвернн,г г 840, ВК,мас.ч.(Пел, мас.ч.

Ь,о 108 г,г 1о

1, 1. 106

8,4»08

1,6 !О о,eo

О,7S

0,98

0,85

1,го

50 п

1ООО

I го

I 5-16

10-11

15-17

1О,О

3,Оп

2,50

4,50

27,5

6,7S

0,10

98,0

97,6

97,5

90,0

98,0

° t

40000

167

1ООО

11,5 го

6,0

r,о

4,О во

150

О. О4

О,1O и

32

10,0

3,00

О ° 10

Синтмй полимер

2,5 108 и п

t4,О

0,16 98,0 п ю,о

n,1о

9O,Î

О,76 и п

0,85 и

N и

О,ЬО

250

97,6

150 О

Составитель ВаЧупов техред Л.Серд10кова Корректор С.Черни

Редактор Ю.Середа

Заказ 3865 Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская набчв д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

4

6 йонтрольнмй 7 йонтроль7вай

8 йонг роль3еай 9

8оитроль3ВИ1

1О

Конг рольISEA

12

Сравиительнмй по протоТЯПУ

10-15 4 ° 5 2,75 200 002 360 18 10