Способ получения ударопрочного привитого сополимера стирола

 

378390

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскив

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22Х1.1971 (№ 1675435/23-5) М. Кл. С 08f 25 i00

С 08f 19/00. с i ðíñoåäøêííåì заявки №

Г1рноритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 678.746.22-1 3 (088.8) Опубликовано 18.IV.1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 10Х111.1973

Авторы изобретения

С, С. Иванчев, T. А. Толпыгииа, Е. И. Егорова, Г. Д. Баллова и Л. Ф. Ивачева

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНОГО

ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРА СТИРОЛА

2 или

О О О !

1 11 1!

К,ООС вЂ” R, — СООСЙз

Изобретение относится к получению ударопрочных структур на основе каучука и стирола, широко используемых для изделий промышленного и бытового назначения.

Известны способы получения ударопрочного привитого сополимера стирола путем форполимеризации стирола с полибутадиеновым каучуком и последующей блочно-суспензионной полимеризацией в переменнотемператур- 10 ном режиме с vñïoëüçoâàíèåì перекисных инициаторов, например перекиси бензола и третбутилбензоата.

Указанный способ отличает длительность процесса получения полимера, необходимость 15 применения смесей инициаторов для обеспечения прививки и полимеризации в широком температурном интервале, а увеличение концентрации инициатора резко ухудшает свойства полимера. 20

По предлагаемому способу получения ударопрочного привитого сополимера стирола в качестве перекисных инициаторов применены диперекиспые или триперекисные соединения 25 общей формулы

О О О О

1! 11 11 !!

R ООС вЂ” R, — СООС вЂ” R, — COOR, где R< и R — треталкильные радикалы-, Яв (СН2) е, или (СН2) з, или СоН4, R> — алкильные, арильные или арилалкильные радикалы.

При осуществлении способа ускоряется процесс полимеризации и улучшаются физико-механические показатели полимера.

Пример 1. В реактор емко сть ю 14 л, снабженный мешалкой 100 об)мин и холодильником, загружают 91,97 вес. ч. стирола и

5 вес. ч. полибутадиенового каучука. Растворение каучука проводят при температуре 80 С в течение 3 час. После окончания растворения в реактор загружают 2 вес. ч, пластификаroра (бутилстеарата или медицинского вазелинового масла) и триперекись 0,0 -(карботретбутилперокси) -сукцинила в количестве

0,00239 моль/л (0,1 вес. ч.). Затем повышают температуру до 95 С в течение 1 час. Процесс форполимеризации проводят до конверсии

30% в течении 4,0 час . Регулятор молекулярного веса — нормальный лаурилмеркаптан в количестве 0,03% вводят четырьмя равными порциями с интервалами в 1 2 час. Непосредственно перед проведением суспензионной ста378390

25

230. 10з

55

65

3 дии процесса в охлажденный форполимер вводят дополнительное количество 0,006 моль/л (0,25 вес. ч.) указанной перекиси. Блочно-суспензионную полимеризацию форполимера проводят в реакторе, аналогичном ранее описанному, но снабженном лопастной мешалкой, вращающейся со скоростью 300 об/мин.

В этом реакторе предварительно приготавливают водную фазу, состоящую из 100 вес. ч. воды и 2 вес. ч. сульфата бария. Используемый в качестве стабилизатора суспензии свежеприготовленный раствор сульфата бария получают сливанием растворов хлористого бария и сульфата магния и добавлением к раствору Ва$04 поверхностно-активного вещества — вторичного алкилоульфата натрия («Прогресс») — 0,007 вес. ч. После загрузки форполимера при соотношении его к водной фазе 1: 1 реактор продувается азотом, В течение 5 час температуру повышают до 140 С.

При температуре 70 — 80 С (во время подъема температуры до 140 С) вводят углекислый кальций — 0,1 вес. ч. При температуре 140 С реакционную массу выдерживают 1 час.

Процесс характеризуется стабильностью и незначительным налипанием. Общая продолжительность процесса форполимеризации и блочно-суспензионной полимеризации составляет 10,0 час.

Физико-механические показатели полученного продукта

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс.см/см 12,4

Относительное удлинение, о 39

Молекулярный вес растворимой части 294 10

Содержание остаточного материала, % 0,32

Текучесть раоплава, г/10мин 1,7

Содержание геля, % 20,1

Пример 2. Порядок проведения процесса и используемая в качестве инициатора перекись аналогичны примеру 1, но триперекись

0,0 -(карботретбутилперокси)-сукцинила в количестве 0,00956 моль/л (0,4 вес. ч.) вводится только на стадии форполимеризации. Продолжительность стадии форполимеризации при температуре 85 С до конверсии 30% составляет 2,5 час. Стадия блочно-суопензионной полимеризации проводится без дополнительного введения инициатора по следующему режиму: подъем до 130 С в течение 4 час, выдержка при 130 С в течение 2 час. Общая продолжительность процесса, включающая форполимеризацию и блочно-суспензионную полимеризацию, составляет 8,5 час.

Процесс характеризуется стабильностью и незначительной налипаемостью.

Свойства полученного сополимера

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс.см/см 11,5

Относительное удлинение, 37

Содержание геля, % 21 65

Молекулярный вес растворимой части 294 10

Содержание остаточного мономера о/ 0,84

Текучесть расплава, г/10 мин 1,7

При мер 3. Порядок проведения процесса и используемая перекись аналогичны примеру 1, но общая концентрация три перекиси

0,0 — (карботретбутилперокси) - сукцинила

0,01434 моль/л (0,6 вес. ч.) . Причем

0,00956 иоль/л (0,4 вес. ч.) вводится на стадии форполимеризации и 0,00478 моль/л (0,2 вес. ч.) — на стадии блочно-суопензионной полимеризации. Стадию форполимеризации проводят при температуре 85 С до конверсии

30% в течение 2,5 час.

Блочно-суспензионную полимеризацию проводят по примеру 1. Общая продолжительность процесса составляет 8,5 час.

Процесс характеризуется стабильностью и незначительной налипаемостью.

Свойства полученного сополимера

Содержание геля, 24,4

Молекулярный вес растворимой части

Содержание остаточного мономера, % 0,39

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс.см/см 11

Относительное удлинение, о 40

Текучесть расплава, г/1О мин 1,9

Пример 4. Порядок проведения процесса аналогичен примеру 1, но в качестве инициатора как форполимеризации, так и блочносуспензионной полимеризации используется перекись бензоил - (карботретбутилперокси)сукцинила. Общая концентрация перекиси

0,0136 моль/л (0,5 вес. ч.), причем 0,0019 моль/л (0,1 вес. ч.) вводится на стадии форполимеризации, 0,0117 моль/л (0,4 вес. ч.) — на стадии блочно-суспензионной полимеризации. Процесс форполимеризации проводят при температуре 95 С до конверсии 33 — 35% в течение

2,5 час.

Общая продолжительность процесса составляет 8,5 час.

Процесс характеризуется стабильностью и незначительной налипаемостью.

Свойства полученного сополимера

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс см/см2 10,3

Относительное удлинение, 46

Текучесть расплава, г/10 мин 2,5

Содержание геля, о 18

Молекулярный вес растворимой части 270. 10з

Содержание остаточного мономера, % 0,91

Пример 5. Порядок проведения процесса аналогичен примеру 1, но в качестве инициатора как форполимеризации, так и суспен378390 но с использованием в качестве инициатора полимеризации смеси перекиси бензоила с третбутилпербензоатом. Общая концентрация перекисей 0,0148 моль/л (0,3 вес. ч.). Перекись бензоила в количестве 0,00263 моль/л (0,07 вес. ч.) вводится на стадии форполимеризации. Процесс форполимеризации проводится при температуре 90 С в течение 4—

5 час. Блочно-суспензионную полимеризацию проводят с использованием перекиси бензоила (концентрация 0,0048 моль/л) и третбутилпербензоата (концентрация 0,0056 моль/л) в течение 5 час. Общая продолжительность процессов полимеризации составляет 10 час.

Свойства полученного полимера

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс см/см 8,7

Относительное удлинение, /о 34

Текучесть расплава, г/10 мин 2,I

Содержание геля, % 24,0

Молекулярный вес растворимой части

25 Остаточный мономер, о/о

178-10

0,51

Молекулярный вес растворимой части, тыс.

Время полимеризации, час

Ударная вязкость, к2с см/вм

Остаточный мономер, Номер примера

Индекс расплава

Содержание геля, %

Относительное удлинение, о, 1

3

5

6 (контрольный) 12,4

11,5

11,0

10,3

10,8

8,7

20,1

21,6

24,4

18,0

17,5

24,0

294

294

264

178

0,32

0,84

0,39

0,91

0,35

0,51

8,5

8,5

8,5

7,5

1,7

1,7

1,9

2,5

2,5

2,7

39

37

46

О О О

11 1! 1!

R,OOC — R, — CO0CR, или

30 рпзации и улучшения физико-механических 35

Составитель Ю. Корольков

Техред Т. Миронова

Редактор Н. Белявская

Корректор Н. Стельмах

Заказ 2459/Ч! Изд. Хе 485 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретеппй и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская нзб., д. 4j 5

Типография, пр. Сапунова, 2 зионной полимеризации использовали триперекись 0,0 -(карботретбутилперокси)-фталоила. Общая концентрация перекиси

0,0085 моль/л (0,45 вес. ч.) . Причем

0,00189 моль/л (0,1 вес. ч.) вводится на стадии форполимеризации и 0,00661 моль/л (0,35 вес. ч.) — па стадии блочно-суопензионной полимеризации. Процесс форполимеризации проводят до конверсии 30 /о при температуре 95 С в течение 2,5 час. Блочно-суспензионную полимеризацию проводят в течение

5 час. Общая продолжительность процесса составляет 7,5 час.

Процесс характеризуется стабильностью и незначительной налипаемостью.

Свойства полученного полимера

Ударная вязкость (на образцах с надрезом), кгс см/смз 10,8

Относительное удлинение, /о 45

Молекулярный вес растворимой части 264 ° 10з

Содержание геля, 17,5

Содерхкание остаточного мономера, /, 0,35

Текучесть расплава, г/10 мин 2,5

Пример 6 (контрольный). Процесс проводится в аналогичных примеру 1 условиях, Предмет изобретения

Способ получения ударопрочного привитого сополимера стирола путем форполимеризации стирола с полибутадиеновым каучуком и последующей блочно-суспепзионной полимеризации полученного форполимера в присутствии перекисных инициаторов, отлича(ои1ийся тем, что, с целью ускорения процесса полимехарактеристик полимера, г, качестве перекисных инициаторов, применяют диперекисные илп триперекисные соединения общей формулы

Свойства полученных полимеров приведены в таблице.

О О О О

11 11 11

R ООС вЂ” R, — COOC — R, — COOR, где R и R — треталкильные .радикалы;

К2 — (СН2) 2, или (СН2) з, или СвН», R> — алкильные, арильные или арилалкильные радикалы.