Способ получения полистирола

 

. сИ C А :Н.

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

632705 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02.04.76(21) 2842490/2 05 с присоединением заявки №вЂ” (23} Приоритет (43) Опубликовано15.11.78. Бюллетень Х. 42 (45) Дата опуоликования описания25.11.78

z (5l) М. Кл.

С 08 F 112/08

Гасударственный номнтет

Совета Мнннотров СССР

h0 делан нзооретеннй н открытий (53) УДК 678.746..22(088.8) И. А. 1 рицкова, A. H. Праведников, Л. И. Седакова, С. С. Иванчев и В. H. Павлюченко

{72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСТИРОЛА

Изобретение относится к области получения полистирола методом эмульсионной полимеризации .

Эмульсионная полимеризация сгирола широко применяется B промышленности, поскольку позволяет проводить полнмери- Б зацию при умеренных температурах с высокой скоростью.

В качестве v.íèöèàroðoâ при эмульсионной полимеризаиии сгирола используют персульфагы аммония и калия, перекиси и т0 гидродерекиси динигрнлазоизомасляной кислоты и другие инициаторы (1)

Известен способ получения полистирола путем полнмеризации стирола в водной эмульсии в присутствии эмульгагора и ра- i5 дикального инициатора (2J . . Этот способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостаток этих способов состоит в 20

roM, что для проведения полимеризации требуется значительное количество инициа; тора (1-2% or веса мономера), причем, на синтез полистирола,как правило, расходуется лишь незначительное количество,or взятого инициатора, а оставшийся инициатор загрязняет готовый продукт. Инициагор практически не удаляется из полимера на стадии выделения и очистки и заг»рязняет готовый продукт, что приводит к преждевременному старению полистирола.

Кроме того, по известным способам не удается получить высокомолекулярный полистирол с достаточно большими скорос» . тями полимеризации. Полнстирольные лагексы, полученные по известным способам, не обладают достаточно высокой устойчивостью к действию электролитов и механическим воздействиям.

Бель изобретения — улучшение физнкомеханических свойств полимера и упрощение технологии npoueccs, г.е. уменьшение концентрации инициатора.

Эта цель достигается тем, чгое в качестве инициатора используют 15 ° 10 -15.10 Ъ

or веса сгирола гидроперекиси общей формулы

632705

О

tl

М 37 2 20 (2

С Н О-С-й

2 5 1

00Н

О и

СН вЂ” С -ОН, (СН !

С=О

Пример 2. Процесс проводят согласно примеру 1, но количество гидроперекиси 1,5 . 10 г. Время полимериза-2 ции до 96%ной конверсии 8,5 ч. Молекулярный вес 14 млн. Ударная вязкость

26 кгс см/см

2 1 " г -Н,СН3

Молекула инициатора имеет дифильную 10 структуру, она состоит из полярной полиоксиэтиленовой части и гидрофобной части, содержащей гидроперекисную группу.

Полярная часть молекулы стабилизирует латексную частицу, т.е. выполняет роль - эмульгатора. Гндроперекисная группа молекулы инициатора химически связывается с полимерной цепочкой. Таким образом, каждая полимерная цепочка оказывается химически связанной с молекулой эмульга- 20 тора, следствием чего является повышенная устойчивость полистерольных латексов к различного рода воздействиям.

Количество инициаторе по изобретению в несколько тысяч раз меньше, чем по и 25 вестному способу, а молекулярный вес полимера в 10-20 раз выше, чем по извест ным способам.

Полистирол с таким высоким молекулярным весом приобретает совершенно новые свойства - он становится ударопрочным.

Еще одним преимуществом предлагаемого способа является то, что полученный полистирол практически не содержит остатков инициатора, т.е. является высокочистым, поскольку количество гидроперекиси, взятой для синтеза, ничтожно.

Пример 1. В реактор подают

100 мл стирола, 200 мл водного 4/-ного раствора эмульгатора U-20 (/С Н О/С Н4 О/ Н/) и 1,54 10 г любой из приведенных выше гидроперекисей. Содержимое реактора тщательно део газируют, нагревают до 50 С и перемешивают при этой температуре 9 ч. Готовый 4 продукт получают в виде полистирольного латекса или выделяют полистирол приливанием 100 мл изопропанола к латексу.

Выход полистирола 97%, молекулярный вес, определенный методом вискозиметри, 50

16 млн. Ударная вязкость полимера

28 кгс - см/см

Пример 3 (сравнительный). Процесс проводят согласно примеру 1, но б рут 1 г динитрилазоизомасляной кислоты.

Процесс ведут 12 ч до 90% конверсии.

Молекулярный вес 1 млн., ударная вязкость 10 кгс ° см/см

Пример 4 (сравнительный). Процесс ведут согласно примеру 1, но вместо гидроперекиси берут 2,5 г перекиси бензоила. Время полимеризации до 90% конверсии 35 ч. Молекулярный вес полимера 300 тыс. Ударная вязкость

9 кгс см/см

Пример 5. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в качестве эмульгатора берут алкилсульфонат натрия при концентрации 4!о, количество гидропере-2 киси 7 ° 10 r. Время полимеризации до

98 /-ной конверсии 8 ч свойство продукта, как в примере 1 °

Полистирольные латексы, полученные по предлагаемому способу, обладают повышенной устойчивостью к действию элект ролитов и механическим воздействиям. Так, порог коагуляции латексов, полученных по примерам 3 и 4, составляет при нормальных условиях 1,0 моль/л Md@504 а латексы, полученные по примерам 1,2,5, не коагулируют под действием Nn> 50< при этих условиях.

Размер латексных частиц не изменяется после четырехчасового испытания на приборе Марона (примеры 1,2,5). Латек-, сы, полученные по примерам 3 и 4, увеличиваются в размерах с 1500 до 1800

А при испытании на приборе Марона в гечение 2 ч. Укрупнение частиц говорит о начале процесса скрытой коагуляции, r.e. о потере латексом устойчивости под действием механических нагрузок.

Таким образом, по предлагаемому способу можно получить ударопрочный полиотирол и высокоустойчивые полистирольные латексы, а также полистирол, не содержащий остатков инициатора.

Формула изобретения

Способ получения полистирола путем водноэмульсионной полимеризации стирола в присутствии инициатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств полимера и упрощение технологии процесса, в качест-2 ве инициатора используют 1,5 10

1,5 10 /о or веса стирола гидроперекиси общей формулы.

О

1 с н о(сно) — с-сн с н о-с-в

2 5 1 1 оон где R u R -Н,СН

632705

II

СН вЂ” С вЂ” ОН ! сн

I с=о

2 г

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Николаев А. ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе.

M. Химия", 1966, с. 94.

2. Хомиковский П. М. Кинегика и гопохимические особенности эмульсионной полимеризации. "Успехи химии, 1 958, 27, с. 1025.

Составитель В. Полякова

Редактор Т. Иевягко Техред А. Алатырев Корректор Н. Ковалева

Заказ 6498/22 Тираж 599 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по лелам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4