Способ получения полиэтилена

 

О П И С А Н И Е -24ИЮЬ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетоких

Сециелиотичвских

Рввпублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено ЗО.Х1.1967 (№ 1200511/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.1Ч.1969. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 15Х1П.1969

Кл. 39с, 25/01

МПК С 081

УДК 678.742.2.02 (088.8) Комитет по велев изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения С. М. Самойлов, В. Б. Лосев, В. Н. Монастырский и А. П. Голосов

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА

Известен способ получения полиэтилена полимеризацией этилена при температуре 50—

200 С и давлении 700 — 3000 ат под воздействием радикальных инициаторов. Однако при нагревании полученного полимера он сохраняет механическую прочность только до температуры около 100 — 120 С. При более высоких температурах полиэтилен размягчается и превращается в текучую смолу, а выше 300—

330 С происходит его деструкция, в результате чего затрудняется эксплуатация изделий из полиэтилена, которые должны сохранять механическую прочность при температурах выше 100 С, а также переработка полиэтилена в изделия при температурах выше 300—

330 С.

Предлагается способ повышения температур, при которых происходит размягчение и потом деструкция полиэтилена при его нагреве. Это достигается сополимеризацией этилена с кремнийорганическими мономерами общей формулы СНа — — CHSi (OR) а, где R — углеводородный радикал с простой эфирной связью (С вЂ” Π— С). Сополимеризацию проводят под давлением 700 — 3000 ат и при температуре 50 — 200 С в присутствии перекисей или други х инициаторов радикальной полимеризации. Кремнийорганический мономер вводят в зону реакции без каких-либо дополнительных растворителей. Содержание кремн ийорганического мономера в реакционной смеси составляет 0,05 — 90 мол. %. Наилучшие результаты получают при давлении 1400—

2500 ат, температуре 80 — 170 С, инициаторах

5 ди-трет-бутилперекиси, перекиси лаурила или динитрплазоизомасляной кислоты и содержа нии кремнийорганического мономера в реакционной смеси 3 — 25 мол. о/о.

С увеличением содержания кремнийоргани10 ческого мономера сополимеры .представляют собой последовательно белые твердые пласти ческие массы, эластомеры и мягкие вещества, Все они плавятся при температурах, не превышающих температуру плавления полиэти15 лена и поэтому могут перерабатываться в изделия так же, как и полиэтилен путем формования из расплава. Например, твердые сополимеры хорошо прессуются в прозрачные пленки с близкими к контрольному полиэти20 лену механическими свойствами.

При длительной термообработке выше

100 С (в зависимости от содержания кремнийорганического мономера от 1 час и более) сополимеры твердеют и при дальнейшем на25 греваннп практически не размягчаются вплоть до 350=C. В одинаковых условиях при температуре 300 — 350 С деформация под нагрузкой термообработанных сополимеров на 60—

80% меньше, чем деформация полиэтилена. з0 При нагревании на воздухе скорость деструк241006

Таблица

Свойства сополимеров этилена с СН,=CHS; (ОС,Н4ОС,На)з х х х х х х с х м с х п с„и с о "

cd гг

0 n,м

Относительная деформапия (в %) при нагревании на воздухе со скорость.о

0.8 C/ëøí до е) Потеря в весе (в;;) при нагревании на воздухе со скоростью 1,7 С(мнн до

Элементарный состав сополимеров, вес. м

al on,„° х с д п oñÕ с х

l хOl гг с с хм о х,-„

Ххм <ñà

О с, Содержание

СН,сСН31 (ОсгнгОСгнг)г вес. аг

О хс, х

al с,о о с с и х о (» с примера

400=С

3ОО-С

340гС

350 С

380. С 400 С

360гС

140 С

137

103

160

14,63

13,81

13,54

14,43

14,60

600

71

112

108

107

114

85,25

81,53

78,92

84,08

85,45

2

4

Промышленный полиэтилен

1,5

12,6

20,4

5,0

27

18

22

29

21

24

23

14

21

22

66

20

95

100 113

148 450

61 77

100

100

100

14,54

85,48

Составитель В. Г. Филимонов

Редактор Л. К. Ушакова Техред Л. К. Малова Корректор А. П. Васильева

Заказ 1845(3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ции сополимеров этилена значительно меньше скорости деструкции контрольного полиэтилена. При одинаковой скорости нагревания потеря веса сополимеров при 380 †400 на

40 †600 меньше, чем потеря веса для контрольного полиэтилена.

Предлагаемый способ экономически перспективен, так как используемые по способу кремнийорганические мономеры в настоящее время уже производят в промышленном масштабе, например СН3 — — CHSi (ОС2Н4ОСЗН3) 3.

Пример 1. Раствор 0,025 г ди-трет-бутилперекиси в 5 мл СН2 — — СН$1 (ОСЗН4ОСзНв)3 загружают в качающийся автоклав объемом

420 смз, предварительно продутый этиленом и нагретый до 160 С. Давление этилена повышают до 1400 ат и реакцию ведут в течение

30 мин. Давление этилена в автоклаве поддерживают добавлением этилена после каждого,падения давления на 50 атм.

Получают 62,5 г продукта. Сополимер очищают растворением 5 г его в 500 мл кипящего бензола, горячим фильтрованием, осаждением в 2 л ацетона и сушкой под вакуумом до постоянного веса. После переосаждения выделяют 3,9 г твердого белого полимера, е) По пенетрации 0,1 кг стержня диаметром 4 мм.

Предмет изобретения

Способ получения полиэтилена полимеризацией этилена при температуре 50 †2 С и давлении 700 †30 ат.под воздействием радикальных инициаторов, отличаюи4ийся тем, что, который хорошо прессуется в прозрачные пленки. Относительная вязкость раствора из

0,035 г сополимера в 25 мл декалина при

100 С 1,172. Остальные свойства приведены в таблице. Состав рассчитан по данным элементарного анализа и подтвержден ИК-спектром.

Пример 2. Сополимер получают аналогично примеру 1. Берут 15 мл СН3 — — CHSi (ОС.Н4ОСвН:), и 0,008 г ди-трет-бутил-перекиси. Получают 51 г продукта. Свойства продукта приведены в таблице.

Пример 3. Сополимер получают аналогично примеру 1. Берут 25 мл мономера и

15 0,008 г ди-трет-бутилперекиси. Получают

39,6 г эластомера. Свойства продукта приведены в таблице.

Пример 4. Сополимер получают аналогично примеру 1. Берут 35 мл мономера и

20 0,008 г ди-трет-бутилперекиси. Получают

79,4 г твердого продукта, свойства которого приведены в таблице.

П р им е р 5. 55,5 г контрольного полиэтилена получают аналогично примеру 1. Относи25 тельная вязкость контрольного полиэтилена, определенная, как в примере 1, 1,162. с целью повышения термостойкости конечного продукта, процесс полимеризации проводят в присутствии кремнийорганических соединений

30 общей формулы СНв=СНЯ (OR)3, где R— углеводородный радикал с простой эфирной связью.