Способ очистки низкомолекулярных сополимеров

 

Использование: очистка низкомолекулярных сополимеров, получаемых анионной сополимеризацией в присутствии металлоорганических катализаторов. Сущность изобретения: водная обработка углеводородного раствора сополимера с последующим пропусканием полученной водной эмульсии через слой сорбента - шарикового алюмосиликатного катализатора - с объемной скоростью 1,39·10^-3 - 3,12·10^-3 с^-1 при 60 - 80^oС. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки низкомолекулярных сополимеров на основе диеновых и винилароматических мономеров, получаемых анионной полимеризацией в углеводородном растворителе под действием металлоорганических катализаторов, то остатков катализатора, содержащих ионы лития, калия, натрия.

Наличие в сополимерах ионов щелочных металлов отрицательно сказывается на переработке и хранении сополимеров.

Известен (1) способ извлечения легкогидролизующихся ионов металлов в жестком режиме с использованием сорбента силикагеля АСКМ (ТУ 38.301105 - 83). Однако этот метод не позволяет полностью удалить остатки катализатора из сополимеров.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ очистки низкомолекулярных гомо- и сополимеров, полученных анионной сополимеризацией в присутствии органометаллических катализаторов, содержащих ионы металлов, сорбцией на макропористых сорбентах ионообменниках (2).

Несмотря на достаточную эффективность очистки содержание ионов в полимере 10^-4 мас. в промышленности этот метод трудно осуществить по непрерывной схеме, поскольку длительная операция отстаивания (в течение 10 час) после обработки полимеризата водой и последующее центрифугирование усложняют и удорожают процесс.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки и упрощение технологии.

Поставленная задача решается тем, что получают водную эмульсию сополимера при интенсивном смешении продукта сополимеризации с водой в массовом соотношении от 1:0-7 до 1:1 соответственно, в качестве сорбента используют шариковый алюмосиликатный катализатор, причем полученную водную эмульсию сополимера непрерывно пропускают через слой шарикового алюмосиликатного катализатора с объемной скоростью 1,39·10^-3 3,12·10^-3 с^-1 при 60 80^oС.

С увеличением температуры проведения очистки вязкость полимеризата падает, легче происходит отделение слипшихся капель дисперсной фазы, и эффективность работы АСК повышается. Наиболее эффективно очистка происходит при 60 80^oС, при увеличении температуры выше 80^oС повышение эффективности не наблюдается, а энергозатраты возрастают.

Раствор сополимера после отделения воды направляют на стабилизацию антиоксидантом (ионол 0,2 0,6 мас. агидол-2 0,2 0,6 мас.) и выделяют на роторно-пленочном испарителе (РПИ). Вода после колонки с АСК (ТУ 38.10227 78 с изм. 1, 2, 3) поступает в рецикл.

Таким образом, данный способ может быть осуществлен на серийном оборудовании производства СК с исключением образования сточных вод.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, результаты очистки приведены в таблице.

Пример 1 (сравнительный), способ (2). 1А. Для отмывки 20% толуольного раствора (плотность 80 г/см³) низкомолекулярного сополимера, полученного полимеризацией с передачей цепи на растворитель, под действием модифицированного фенолятом калия (ВС-11) н-бутиллития с содержанием ионов лития 90·10^-4% и ионов калия 170·10^-4% обрабатывают пропиленоксидом (0,5 мас. на полимер), добавляют при 20^oС 5 мас. воды и смесь выдерживают 10 час. После этого полимеризат центрифугируют (3000 об/мин) в течение 10 мин, а затем пропускают через колонну, заполненную ионообменной смолой КУ-2 (аналог Вофатита) с объемной скоростью 2,08 с^-1.

Вариант 1Б, отличается от примера 1А тем, что 40% полимеризат ПБН, содержащий ионы лития -110·10^-4% и ионы калия - 170·10^-4% подают непрерывно в безобъемный смеситель. Образовавшуюся эмульсию с температурой 70^oС пропускают через колонку с КУ-2.

Пример 2. Из полимеризатора непрерывно, со скоростью 1 1,2 м³/час в безобъемный смеситель подают 1800 л 42%-ного толуольного раствора, полимеризата с плотностью 0,9 г/мл низкомолекулярного бутадиена (ПБН), полученного анионной полимеризацией с передачей цепи на растворитель, под влиянием модифицированного фенолятом калия (ВС-11) нормального бутиллития, с содержанием ионов лития 90·10^-4 и ионов калия - 170·10^-4% Полимеризат интенсивно смешивают с умягченной водой (1:1), подаваемой с той же скоростью при температуре 60^oС. Образовавшуюся эмульсию пропускают через колонку с шариковым АСК (объем катализатора 80 л) с объемной скоростью 1,38 с^-1. Полимеризат после отделения от воды направляют на выделение. В высушенном готовом продукте по анализу методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) содержится 0,63·10^-4% ионов лития и 0,31·10^-4 ионов калия. Результаты представлены в таблице.

Пример 3 осуществляют по методике примера 2 с тем отличием, что 20% полимеризат низкомолекулярного полибутадиена (ЛКН), подают для отмывки в безобъемный смеситель, Образовавшуюся эмульсию при температуре 70^oС пропускают через колонну с шариковым АСК с объемной скоростью 2,08 с^-1.

Пример 4 осуществляют по методике примера 2, с тем отличием, что 41% полимеризат ПБН подают для отмывки в безобъемный смеситель. Образовавшуюся эмульсию при температуре 80^oС пропускают через колонну с шариковым АСК с объемной скоростью 3,12 с^-1.

Пример 5 отличается от примера 2 тем, что подвергают очистке 41% полимеризат ПБН. Другие параметры приведены в таблице.

Пример 6 очистка 50% полимеризата низкомолекулярного бутадиенстирольного сополимера СБСН-80 (стирол 80%).

Пример 7 очистка 40% полимеризата низкомолекулярного полиизопрена.

Сравнительный анализ приведенных в таблице примеров свидетельствует о том, что данный способ позволяет осуществлять эффективное удаление остатков катализатора из низкомолекулярных сополимеров.

Формула изобретения

Способ очистки низкомолекулярных сополимеров, получаемых анионной сополимеризацией диеновых и винилароматических соединений в углеводородном растворителе в присутствии металлоорганического катализатора, от остатков катализатора, содержащих ионы лития, натрия, калия, путем водной обработки углеводородного раствора сополимера с последующим пропусканием полученной водной эмульсии сополимера через слой сорбента, отличающийся тем, что водную эмульсию сополимера получают при интенсивном смешении продукта сополимеризации с водой в массовом соотношении от 1:0,7 до 1:1 соответственно, в качестве сорбента используют шариковый алюмосиликатный катализатор, причем полученную водную эмульсию сополимера непрерывно пропускают через слой шарикового алюмосиликатного катализатора с объемной скоростью 1,39·10^-3 - 3,12·10^-3 с^-1 при 60 80^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1