Патент ссср 221287

 

22I2 87

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскит

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 18М.1966 (Л 1084433/23-5) с присоединением заявки ¹ 1084434/23-5

Приоритет

С|публиковапо 01.VI1.1968. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 4,Х.1968

Кл. 39с, 25/01

39с, 25,05

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК С 08f

С 084

УДК 678.7,021.9(088.8) Авторы изобретения

А. В. Златогурский, И. В. Гармонов, В. А. Кроль, Б. В. Мамонтов и

Д. P. Мнушкина

Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С. В. Лебедева

Заявитель

НЕПРЕРЫВНЫ И СПОСОБ ВЫДЕЛ ЕИИЯ КАРБОЦЕПНЫХ

ПОЛИМЕРОВ

Известен непрерывный способ выделения карбоцепных полимеров из их углеводородных растворов путем непрерывного введения раствора в избыток осадителя или охлаждением раствора с последующим непрерывным отделением осажденного полимера.

Предложенный способ |предусматривает предварительное разбавление исходного раствора полимера осадителем в соотношении ниже соответствующего порогу коагуляции полимера из раствора. Это значительно упрощает технологию процесса, так как вязкость раствора после разбавления его осадителем резко снижается, что позволяет легко транспоптировать раствор на любое расстояние. Кроме того, снижается содержание остатков растворителя в осажденном полимере, что также упрощает технологию, снижает энергетические затраты в процессе окончательной очистки полимера от растворителя.

По предлагаемому способу получают полимеры (например, стереорегулярные полибутадиеновые и полизопреновые каучуки, этиленпропиленовый каучук), свободные от низкомолекулярных фракций, придающих им неприятный запах, что дает возможность использовать эти каучуки в пищевой промышленности.

Один из вариантов способа заключается в непрерывном введении через фильеру предварительно разбавленного осадителем раствора полимера в осадитель, в котором происходит выделение полимера, экстракция растворителя и низкоъ|Олекулярных продуктов из полимера.

При этом осадитель подается параллельно llли по противотоку по отношеншо к вводимому раствору полимера. Этот способ выделения полимеров может быть осуществлен в одну илп несколько стадий.

При одностадийном способе нити или ленты выделенного полимера отделяются от смеси растворителя и осадителя с помощью шнекпресса или другого выгрузного устройства.

При двухстадийном способе выделения полимер из первого шнек-пресса экструзируется через фильеру в осадитель вторично. Остатки растворителя из выделенного полимера удаляются известными способами.

В качестве осадителей полимеров из их углеводородных растворов могут быть использованы кетоны, спирты, их простые и сложные эфиры, низкокипящие углеводороды, а также смеси этих веществ.

Углеводородные растворы полимеров обычно получают при полимерпзацш| соответствующих полимеров с применением в качестве растворителей любых углеводородов ароматического или алифатического ряда, например бензола, толуола циклогексана пли изопсптана.

30 Друтой вариант предлагаемого способа заключается в том, что раствор полимера в углсводородном растворителе непрерывно разбавляются осадителем при комнатной или повышенной температуре и при последующем охлаждении разделяют на две фазы, каж- 5 дая из которых содержит полимер желаемого молекулярного веса. Выделенные фракции полимера могут быть использованы самостоятельно в различных областях техники и в издел»ях спецназначения. Молекулярный вес выделенного полимера зависит от природы примененных растворителя и осадителя, их объемного соотношения, температурных перепадов, стадий разбавления и осаждения и абсолютного значения температуры, при которой происходит разделение фаз.

Пример 1. Раствор полимеризата цисполибутадиена в толуоле с содержанием

12 вес.% полимера и ацетон непрерывно смешивают в соотношении 2 вес. ч. полимеризата 0 на 1 вес. ч. ацетона при температуре 20 С.

Далее разбавленный ацетоном раствор полимеризата и ацетон не прерывно смешивают в соотношении 3: 1 при температуре 55 — 60 С, вторично разбавленный ацетоном раствор полимеризата подают в охлаждаемый разделитель фаз. Температуру смеси на выходе из разделителя фаз поддерживают в пределах

2 — 4 С. Фазу высажденного полимера, содержащую 33 — 36 вес.% полимера, непрерывно ЗО выводят двухчервячным шнек-прессом. Растворитель и осадитель из выделенного высокомолекулярного полимера удаляют на обогреваемом шнек-прессе при температуре

120 — 130 С. 35

Раствор с низкомолекулярной фракцией полимера из разделителя фаз направляют на непрерывно действующую колонну для отгонки осадителя и растворителя, а раствор из куба колонны с концентрацией низкомолекуляр- 40 ного полимера 13 — 15% направляют на повторное осаждение полимера. При выделении низкомолекулярной фракции полимера соотношение раствора полимера и ацетона составляет 1: 4. Полимер, выделенный во второй фа- 45 зе, имеет средний мол. в. 35000, количество его 3 вес.% от веса выделенного полимера.

Полимер, полученный в первой фазе, имеет средний мол. в. 198000, характеристическую вязкость в бензольном растворе 2,33, пластич- 0 ность по Карреру 0,41. Полимер прозрачный, без запаха.

Пример 2. Раствор полимеризата стереорегулярного сополимера этилена и пропилена в экстракционном бензине с содержанием 55

10 вес.

2 — 4 С. Фазу выделенного полимера, содержащую 25 вес.>/, полимера, непрерывно выводят двухчервячным шнек-прессом. Осадитель» растворитель из выделенного высокомолекулярного полимера удаляют»а обогреваемом шнек-прессе при температуре 120 — 130=С.

Раствор с низкомолекулярной фракцией полимера из разделителя фаз направляют на непрерывно действующую колонну для отгонки осадителя и растворителя, а раствор из куба колонны с содержанием низкомолекулярного полимера 10 вес.>/> направляют на повторное осаждение полимера. Полимер, полученный во второй фазе, имеет средний мол. в. 40000, количество его 3 вес. % от веса всего выделенного полимера, Пример 3. Раствор полимеризата цисполиизопрена и изопентана с содержанием

13 вес.% полимера и н-бутанол непрерывно смешивают в соотношении 2 вес. ч. полимеризата на 1 вес. ч. бутанола при температуре

50 С и подают в охлаждаемый разделитель фаз, Температуру смеси при выходе из разделителя фаз поддерживают в пределах 2 — 4" С.

Фазу осажденного цисполиизопрена, содержащую 30 вес.% полимера, непрерывно выводят двухчервячным шнек-прессом. Растворитель из осажденного полимера удаляют на обогреваемом шнек-прессе при температуре

120 — 130 С.

Раствор с низкомолекулярной фракцией полимера из разделителя фаз направляют на непрерывно действующий выпарной аппарат для удаления растворителя и осадителя.

Полимер цисполиизопрена, выделенный в первой фазе, без запаха, средний мол. в.

210000. Полимер, получаемый во второй фазе, имеет средний мол. в. 30000, количество его

2% от веса взятого полимера на выделение.

Пример 4. Раствор полимеризатов цисполибутадиена, цисполиизоп рена в толуоле и ацетон непрерывно смешивают в соотношении

1: 1: 1 при температуре 20=С. Далее разбавленные ацетоном растворы полимеризатов и ацетон непрерывно смешивают в соотношении

3 вес. ч. разбавленных полимеризатов на

1 вес. ч. ацетона при температуре 55 — 60 С, Вторично разбавленные растворы полимеризатов подают в охлаждаемый разделитель фаз. Температуру смеси на выходе из разделителя фаз поддерживают в пределах 2 — 4 С, Фазу осажденных полимеров, содержащую

32 вес.>/p полимеров, непрерывно выводят двухчервячным шнек-прессом. Осадитель и растворитель из смеси выделенных полимеров удаляют на обогреваемом шнек-прессе при температуре 120 — 130 С.

Раствор с низкомолекулярной фракцией полимеров из разделителя фаз направляют на непрерывно действующую колонну для отгонки осадителя и растворителя, а раствор из куба колонны с концентрацией низкомолекулярных полимеров 10 — 12% — на повторное выделение полимеров. Смесь полимеров, выде221287

Общее весовое соотношение раствора полимера к осадителю

Количество

1 (1 ( (: Растворитель

1 (Осадитель, стадий

1 выделения

Полимер

Цисполибутадиеи и цисполиизопреи

Сополимер этилена и пропилеиа

Сополимер этилена и пропилеиа

Полибутадиеи

Ацетон

Этилацетат

Толуол

1:2

Экстракциоииый бензин

То ке

1:2

Метилэтилкетои

Ацетон— метанол

1:2

Толуол ленных во второй фазе, составляет 3 вес.>/р от взятых полимеров на выделение.

Полимеры, выделенные в первой фазе, запаха не имеют.

П р и»! е р 5. Раствор полимеризата стереорегулярного сополимера этилена и пропилена в экстракционном бензине с содержание„

10 вес.% сополимера и этилацетат непрерывно смешивают в соотношении 2 вес. i. полимери- 10 вата на 1 вес. ч. этилацетата при температуре

20 С. Далее разбавленный этилацетатом рас— вор сополимера и этилацетат непрерывно смешивают в соотношении 2 вес. ч. разбавленного раствора сополимера на 1 вес. ч. этнлаце- 15 тата при температуре 55 — 60-С. Вторично разбавленный этилацетатом раствор сополимера подают в охлаждаемый разделитель фаз. Температуру смеси на выходе из разделителя фаз поддерживают в пределах 2 — 4 С. Фазу выде- 20 ленного высокомолекулярного полимера, содержащую 20 вес.% сополимера, непрерывно выводят двухчервячным шнек-прессом. Растворитель из выделенного сополимера удаляют на подогреваемом шнек-прессе при темпсрату- 25 ре 120 †1 С.

Раствор с низкомолекулярной фракцией сополимера из разделителя фаз направляют на непрерывно действующую колонну для отгонки осадителя и растворителя, а раствор из ку- 30 ба с концентрацией низкомолекулярного сополимера 10 — 12% — на повторное осажде11ис полимера. Во второй фазе выделяют 5Р/р полимера от всего количества взятого полимера на выделение. 35

Пример 6. Раствор полимеризата цисполибутадиена в толуоле с содержанием

12 вес.р/р полимера и смесь ацетона с метиловым спиртом (7: 1) непрерывно смешивают 40 в соотношении 2 вес. ч. полимеризата на

1 вес. ч. смеси ацетона с метиловым спиртом при температуре 20 С. Далее разбавленный смесью ацетона с метиловым спиртом полимеризат непрерывно смешивают со смесью аце- 45 тона и метилового спирта в соотношении 3: 1 при температуре 55 — 60- С. Вторично разбавленный смесью ацетона и метилового спирта полимеризат подают в охлаждаемый разделитель фаз. Температуру смеси на выходе из 50 разделителя фаз поддерживают в пределах

2 — 4 С. Фазу осажденного высокомолекулярного полимера, содержащую 45 вес.р/р пОлиiep2, непрерывно выводят двухчервячным шнек-прессом. Осадители и растворитель из выделенного полимера удаляют на обогреваемом шнек-прессе при температуре 120 — 130 С.

Раствор с низкомолекулярной фракцией полимера из разделителя фаз направляют иа непрсрывно действующую колонну для отгонки

Осадитслсй и pacxBopliTBлЯ. Ол11 гол!еды, Выдслснные во второй ф23е, представляют собой

М2СЛОООРазн\ 1О МВСЛ С CI!;IÜÍÛÌ НЕПРИ1!ТНЫМ запахом. Полимер, полученный в псрвои фазе без запаха, прозрачньш, имеет .pcäíiø мол. в.

202000, пластичность по Карреру 0,40.

Пример 7. Раствор полимсризата цисполибутадиепа в толуоле с содержанием

12 вес.р1р полимера непрерывно ра3бавляют ацетоном при 20 C в соотношении на 1 вес. ч. полимеризата 0,6 вес. ч. ацетона. Далее разбавленный ацетоном раствор цисполибутадиена продавливают через многоместную фильеру в колонну, наполненную ацетоном. В нижнюю часть колонны по противотоку подают ацетон. Выделяющийся полимер непрерывно выводят из !и::кнсй части колонны двухчерBß 1IIÛЗ! ШНЕК-ПРCCСОЗ! И ВТОРИЧHО 3КСТРУЗII P\ JoT через 3!ногоз!ест!1у!О фильеру Во вторую колонну, анало1ичну1о гсрвой. Количество ацстОня, испре1)ывио !!Одавасз!Ого по п1эотивотоку, составляет 1.4 все. ч. от подаваемого полнмеризата. 1:13 нижней части второй колонны выходит полимер, соде жащий 5- — 6 вес.% толуола и 16 — 17",. „ацетона. Отгонку оставшихся в полимере растворителя и осадителя производят на червячно-отж!!31!1Ом прс;сс при

120 †1 С.

Пример 8. Раствор полимеризата цис!10лиизопрена в изопснтане с содержанием

12 вес.э, р палимсРа непРсРывно Разбавл iio! бутиловыз! спиртом при 0 С в соотношении на 1 Вес. ч. полимеризата 0,4 вес. ч. бутилоBolo спирта. Далее разбавлс1шый бугиловым спиртом раствор циспол1шзопрсна продавл:iвают через многоместную !рильсру в колонну, заполненную бутиловым спиртом. Б ниж !юю часть колонны по противотоку подают буп1ловый спирт. Выделяющийся пол;!мер непрерывно ВыВОдят ИЗ нижней части ко loHII BI JBj хче13Вячным шнек-прессом и В Гори !ИО ЗкструЗиру221287

Предмет изобретения

Составитель В. Г. Филимонов

Редактор Л. К. Ушакова Техред А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 283319 Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типографии, пр. Сапунова, 2 ют через многоместную фильеру во вторую колонну, аналогичную первой. Количество бутилового спирта, непрерывно подаваемого по противотоку, составляет 1,1 вес. ч. от подаваемого полимеризата. Из нижней части второй колонны выходит полимер, содержагций

4 — 5 вес.% изопентана в 10 — 12, бутилового спирта. Оставшиеся в полимере растворитель и осадители отгоняют на подогреваемом червячно-отжимном прессе при 120 — 130 С, Полимер без запаха.

В таблице приведены результаты выделения полимерных продуктов из углеводородных растворов различными осадителями.

Непрерывный способ выделения карбоцепных полимеров из их углеводородных растворов путем непрерывного введения раствора в избыток осадителя или путем охлаждения раствора с последующим непрерывным отделением осажденного полимера, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии про1о цссса и снижения содержания остатков растворителя в осажденном полимере, исходный раствор полимера разбавляют осадителем в соотношении ниже соответствующего порогу коагуляции полимера из раствора.