Способ получения сополимера n-винил-3(5)метилпиразола с винилацетатом

 

Использование: в химической промышленности для изготовления материалов с улучшенной термо- и химической стойкостью. Сущность изобретения: сополимеризация N-винил-3(5)метилпиразола с винилацетатом в водной среде в присутствии неионогенного эмульгатора с использованием инициирующей системы трисацетилацетонат марганца - уксусная кислота при молярном соотношении компонентов 1:(1 - 25) соответственно. Перед полимеризацией в реактор последовательно загружают воду, эмульгатор, уксусную кислоту, раствор трисацетилацетоната марганца в винилацетате и постепенно дозируют N-винил-3(5)метилпиразол. 2 табл.

Изобретение относится к получению сополимеров N-винил-3(5)-метилпиразола (ВМП), которые могут использоваться в химической промышленности для изготовления материалов с улучшенной термо- и химической стойкостью.

Известны способы получения (со) полимкров ВМП путем проведения радикальной полимеризации мономера в массе или в органических растворителях (ацетоне, бензоле, толуоле, этаноле, этилацетате) в присутствии радикального инициатора динитрила азоизомасляной кислоты (ДАК) при 50-70^оС, а также в суспензии (стабилизатор - поливиниловый спирт) в присутствии инициирующей системы бикарбонат натрия - персульфат аммония при 60^оС [1].

Наиболее близким к заявленному является способ получения сополимеров ВМП с винилацетатом (ВА) путем проведения радикальной сополимеризации мономеров в массе в присутствии радикального инициатора ДАК. Процесс проводят при одновременной загрузке мономеров и ниициатора при 70^оС. Соотношение ВМП:ВА = 1:3 - 1:19, ДАК берут в количестве 0,1-1% от массы мономеров [2].

Данный способ имеет следующие недостатки: процесс проводится при повышенной температуре, что увеличивает энергетические затраты на его проведение; проведение процесса в массе мономеров затрудняет отвод тепла, выделяющегося в ходе экзотермической реакции, что приводит к получению полимеров с широким молекулярно-массовым распределением и снижает термостойкость полимеров; высокая пожароопасность реакционной смеси.

Целью изобретения является снижение температуры процесса, повышение термостойкости и выхода сополимеров, снижение пожароопасности производства.

Поставленная цель достигается тем, что сополимеризацию ВМП с ВА проводят в водной среде в присутствии неионного эмульгатора с использованием инициирующей системы трисацетилацетонат марганца (ТАМ) - уксусная кислота (УК) при молярном соотношении 1:1 - 1:25 соответственно, причем сначала в реактор загружают воду. эмульгатор и уксусную кислоту, затем в реактор вводят раствор ТАМ в винилацетате и постепенно дозируют ВМП. Процесс проводят при 20-60^оС. Можно использовать неионогенные эмульгаторы из ряда: сольвар, проксанол, лаурилсульфонат натрия. Продолжительность реакции 1-3 ч, для выделения сополимеров эмульсию разрушают добавлением коагулирующих веществ (кислот, солей и др.), сополимер отфильтровывают и сушат.

Получаемые полимеры имеют более высокую молекулярную массу, о чем свидетельствуют увеличение характеристической вязкости, температуры начала деструкции, температуры максимальной скорости деструкции (табл. 1).

П р и м е р 1. Процесс получения сополимеров ВМП с ВА проводят по следующей рецептуре, мас.ч.: ВМП 100 ВА 400 Сольвар (содер- жащий 12% негидро- лизованных звеньев) 25 ТАМ 4 Уксусная кислота 1,7 Вода 500 (молярное соотношение ТАМ:УК = 1:2,5).

В реактор загружают воду и сольвар. После растворения сольвара в реактор при перемешивании добавляют уксусную кислоту и продувают его инертным газом. Не прекращая перемешивания и подачу инертного газа, в реактор загружают раствор ТАМ в винилацетате, а затем с помощью дозатора, постепенно вводят ВМП. Температура процесса 20^оС, продолжительность 3 ч. После завершения процесса разрушают эмульсию введением уксусной кислоты, отфильтровывают сополимер, сушат.

Выход 65,2%. Содержание звеньев ВМП в сополимере 0,25 мол. долей.

П р и м е р ы 2-4. Процесс получения сополимеров ВМП с ВА проводят по рецептурам, приведенным в табл. 2. Методика проведения реакции аналогична примеру 1.

Пример 5 показывает, что при одновременной загрузке мономеров получается сополимеры со значительно меньшим выходом.

П р и м е р 5. Процесс получения сополимеров ВМП с ВА проводят по рецептуре, аналогичной примеру 1. Методика проведения реакции аналогична примеру 1, но ВМП загружают в реактор одновременно с ВА. Выход 33,4%. Содержание ВМП в сополимере 0,44 мол. долей. Т.е. выход сополимера меньше, чем при постепенном дозировании ВМП в 1,95 раза, соатав сополимера сильно обогащен звеньями ВМП (в сравнении с примером 1).

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРА N-ВИНИЛ-3(5)МЕТИЛПИРАЗОЛА С ВИНИЛАЦЕТАТОМ путем радикальной сополимеризации мономеров в присутствии инициатора, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры процесса, повышения термостойкости и выхода сополимера, в качестве инициатора используют смесь трисацетилацетоната марганца и уксусной кислоты при молярном соотношении 1 : (1 - 25) соответственно, сополимеризацию проводят в водной среде в присутствии неионогенного эмульгатора, причем сначала в воду загружают эмульгатор и затем последовательно уксусную кислоту, раствор трисацетилацетоната марганца в винилацетате, после чего постепенно дозируют N-винил-3(5)метилпиразол.

РИСУНКИ

Рисунок 1