Способ получения поли- -винилсукцинимида
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II) 486028
Со1оа Советских
Социалистических
Республик (61) Доно IIIIITcльнос к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.11.73 (21) 1972661 23-5
151) i1. Кл. С OSI 7,12
С 11РНСОСДННСППСМ:1 ЯЧК11 о
Государстве11нык комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (23) Приор)гост
Ог) блпковано 30.09.75. Ьюллетень ¹ 36 (1:>) УДК 678.765(OSS.S) Дата oil% Ол н "овация 0IIIIc«II ill 0 1 .0 1. /6 (72) Авторы изобретения
Ф",д,д : .".Ã..; а д Ф Николаев, В. М. Бондаренко, Л. Е. К. убнко а и С. А. Голенищева (71) Зияьптель
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ-N-ВИНИЛСУКЦИНИМИДА
Изобретение относится к способу получения полимера N-впнилсукцинимида (ПВСИ), предста)вляющего ценность в качестве термостойкого полимера) и основы для получения разнообразных водорастворимых полиэлектролитов, широко п)рименяемых во многих отраслях техники.
Известно, что Х-винилсукцинимид (13CI 1) легко полимеризуется в разли II-:bix условиях (блоке, воде, органических растворителях), в п1рисутствии инициаторов радикальной катионной полимеризации, а также под действием у-лучей. При этом образуются в основном полимеры набухающие, ilo нерастворимые в известных органических растворителях. Для уменьшения разветвлс нноcòè и исключения сши)вки полимер):bi# цепей при полимеризации ВСИ вводят переносчики цепи.
Известен способ получения ПВСИ путем полимеризации ВСII в водном растворе в присутствии инициатора персульфата калия при 80 С. Однако даже при значительном разбавлении требуется ввсделние 16% формальдегида и 10% мочевины от веси мономера, что позволяет снизить молекулярный вес полимера и добиться его растворимости в хло)рированных углеводородах.
Недостатками такого способа полимеризации ВСИ является введение большого количес1ва переносчиков цепи, что загрязняет коне нный продукт и требует сгO;IOIIOëíèтельной очистки. Кроме "ого, и, оцссс проводится при повышенной температуре 60—
80 С. Все это усложняет технологический ,процесс получения полпмсра, добавки зигР Я З Н а110 т 11 P 0 |1 V Ii T l i I I P C 11 H T C T II I 10 Т менению в медицине.
С ЦЕЛЬЮ ПС)кп)ОЧЕНПя ЭТИК НС IOCT 2о Полимеризация может протекать и при более высоких концентр;1цнях моцомсри, но в этом случае получается полимер, слиц1ком гетерогенный по молекулярному весу, поэтому желательно полимеризацню проводит1 25 при концентрации 0,4 — 0,6 мол/;I. TelIiTeipaTypa реакции полимернзацпи 5— 50 С. Проведение полимерпзацпн ниже 5 С приводит к сильному сннженшо cкорости процесса. Повышение температуры нышс зо 60 С уменьшает выход полимера ввиду бы486028 N-Винилсукцинимид Дистиллированная вода Персульфат аммония Сульфит натрия 0,025 0,02 строго разложения инициатора. Псрсульфат аммония берут в количестве 0,1 — 5% от веса мономера (около 0,5 — 2%). На 1 моль персульфата аммония (натрия, калия) берут 1,5 моль сульфита натрия. Уменьшение количества иннцатора ниже 0,01% от веса мономера сильно замедляет процесс полимеризации, а увеличение выше 5% . приводит к получению низкомолекулярного поли1мера. 1О Процесс полимернзации проводят в присутствии кислорода воздуха. По мере прохождепия реакции полимеризации образующийся полимер из-за нера.створнмости в воде выпадает в осадок. Процесс протекает с большой скоростью 25 — 50% в ис. По окончании превращения ВСИ выпавший полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30 — 100 С. ПВСИ представляет собой белый волокнистый полимер с температурой размягчения 200 — 240 С, хо,рошо растворимый в хлороформе, дихлорэтане, метиленхлориде, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, пиридине, уксусной кислоте. Другие окислительно-восстановительные системы на базе персульфата и различных восстановителей позволяют получать только частично растворимый полимер. Во многих случаях процесс полимеризации прои пониже (ных температурах (до 50 С) в присутствии кислорода воздуха вовсе не протекает. Так, прн проведении процесса полимеризации с использованием в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты получается полимер, набухающий сильно лишь в органических растворителях. Применение в,качестве восстановителя тиосульфата натрия не вызывает образованиия полимера в присутст- 4о вии кислорода воздуха. Только использование окислитель но-восстано вительной системы персульфат (натрия, калия) аммония — сульфит натрия обеспечивает получение растворимого поли- 45 мера в различных органических растворителях при проведении процесса в присутствии кислорода воздуха. Предлагаемый способ получения поливинилсукцинимида открывает возможность 50 практического использования его для изготовления водорастворимых полимеров пролонгированного действия (полимер прн действии щелочей легко раскрывает пмидпый цикл и IlpBBpBIIIàåòñÿ в поливиниламндоян- 55 тарную кислоту). П,р и м е р 1. Процесс получения, полн-Хвиннлсукцинимида п!роводят по следующей рецептуре, вес. ч.: В реактор загружают М-виннлсукцинимид н 3/4 количества дистиллированной воды, После полного растворения мономера за гружают и нициатор, растворенный в оставшемся количестве воды. Процесс полимеризации проводят в статических условиях в присутствии кислорода воздуха при 20 С. Через 2 час образовавшийся полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30100 С. Выход полимера 66%. Найдено, %: С 57,45; N 10,9; Н 5,6. Вычислено, %: С 57,60; Х 11,2; Н 5,5. Полимер растворим в хлороформе, метиленхлориде, дихлорэтане, пиридине, уксусной кислоте, диметилсульфоксиде. Характеристическая вязкость (т1), определенная в хло,роформе при 20 С составляет 2,8. Молекулярный вес полимера рассчитывается по формуле и равен соответственно 1020000; (т1) 0,33.104 M П р и м ер 2. Процесс получения поли- винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч.: iN-Винилсукцинимид 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,05 Сульфит натрия 0,04 Порядок проведения полимернзации и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1. Выход 96%. Найдено, %: С 57,50; N 10,80; Н 5,60. Вычислено, %: С 57,60; N 11,20; Н 5,50. Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-N-винилсукцинимид, полученный в примере 1. Характеристическая вязкость (т1) 1,75; мол, вес 575000. Пример 3. Процесс получения поли-М-винилсукцинимида проводят по следующей рецептурр е, в ес. ч.: N-Винилсукцинимид 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,1 Сульфит натрия 0,08 Порядок проведения процесса и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1. Выход полимера 98%. Найдено, %: С 57,50; N 10,9; Н 5,6. Вычислено, %: С 57,60; iN 11,2; Н 5,5. Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-винилсукцинимид, полученный в примере 1. Характеристическая вязкость (q) 1,4; мол. вес. 457000. П р и и е р 4 (сравнение). Процесс получения поли-N-винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч: N-ВСИ 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,025 Лскорбиновая кислота 0,0! 8 Порядок загрузки компонентов, условия проведения сополимеризацпи а налип:чны примеру 1. Выход 75%. 4860-8 Предмет изобретения Составитель О. Рокачевская Редактор Л. Герасимова Техред 3. Тараненко Корректор Е. Рожкова 3;::::. 32"9 3 Изд. K 1850 Тираж 496 Подписное ЦНИИП11 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открыти» Москва, Я(-35, Раушская наб., и. 4 5 Типография, пп. Г апунова, 2 Найдено, о/о. С 57,3; N 10,85; Н 5,4. Вычислено, /о. С 57,6; N 11,2; Н 5,5. Полученный полимер нерастворим, но сильно набухает в органических растворителях. П.р и м е р 5. Процесс получения поли-Хвинилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч: N-ВСИ 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,025 Тиосульфат натрия 0,025 При проведении процесса в условиях, аналогичных примеру 1, полимер не образуется. Способ получения поли-N-винилсукцинимида путем радикальной полимеризации N-ви5 нилсукцинимида в водном растворе в присутствии катализатора, отличающийся тем, что, с целью получения полимера, растворимого в органических растворителях, и упрощения технологии процесса, в качестве ката10 лизатора используют окислительно-восстановительную систему, в которой окислителем является персульфат аммония или щелочного металла, и восстановителем сульфит натрия.
