Способ получения бутадиен-нитрильного каучука

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕН- . НИТРИЛЬНОГО КАУг1УКА водноэмульсионной сополимеризацией бутадиена с нитрилом акриловой кислоты в присутствии ргдикального инициатора и биологически разлагаемых анионактивного и неионогенного эмульгаторов с последующим выделением каучука из латекса, о т- : личающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств-конечного продукта, снижения пенообразования латекса и расхода электролита на коагуляцию, в качестве неионогенного эмульгатора применяют 1-2 мас.% от сомономеров полиэтиленгликоля с молекулярным весом 400-5000.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

gyp С 08 Г 236/ 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2764907/23-05 (22) 11.05.79 (23) 12.12.78 (46) 15.12.84. Бюл, Р 46 (72) В,E. Голованов, A.В.Севергин, A,Н. Голованова, Л.И. Клепова, В.Г. Филь, С.В. Ефремов, В.В. Поляков, В.Б. Григорьев, Г.П. Филинов, В.В. Моисеев, М.Г. Быханова, Л.А. Зяблова, А.М. Семенов, Ю.М. Грайвер, Э.Я. Девирц, А.А. Донцов и Т,П. Комарова (53) 678.762.2-134.532.02(088.8) (56) 1. Синтетический каучук. Под ред.

И.В. Гармонова. Л., "ХимияЯ, 1976, с, 144.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 398107, кл. С 08 D 3/02, 1975 (прототип).

„„ЯЦ„„77ОО92 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА водноэмульсионной сополимеризацией бутадиена с нитрилом акриловой кислоты в присутствии радикального инициатора и биологически разлагаемых анионактивного и неионогенного эмульгаторов с последующим выделением каучука из латекса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств. конечного продукта, снижения

:пенообразования латекса и расхода электролита на коагуляцию, в качестве неионогенного эмульгатора применяют 1-2 мас.7. от сомономеров поли- Е

O этиленгликоля с молекулярным весом

400-5000.

2 1 цательно влияет на сушку каучука, повышая его липкость.

При исключении канифоли приходится соответственно увеличить количество алкилсульфоната натрия. При этом резко возрастает образование устойчивой пены на стадии отгонки мономеров из латекса, увеличивается количество коагулюма в аппаратах системы отгонки, снижается производительность оборудования.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств конечного продукта, снижение пенообразования латекса и расхода электроса в качестве неионогенного эмульгатора применяют 1-2 мас.%. от сомонороо, полиэтиленгликоля с молекулярным в::.".îì 400-5000. Указанные полиэтиленгликоли (ПЭГ) являются доступными нетоксичны. Особенность применения их заключается в том, что агрегативная устойчивость эмульсии или латексных частиц, стабилизованных ими, обеспечивается структурно-механической прочностью адсорбционных слоев.

Пример 1. Сополимеризацию бутадиена с нитрилом акриловой кислоты по данному и известному >2 ) способам проводят по рецептам,,представленным.в табл. 1.

Температура реакции. 5+2 С. Глубина полимеризации 65%, время полимеризации 11+1 час.

После отгонки незаполимеризовавшихся мономеров латекс коагулируют.

Б табл, 2 приведены результаты по устой.-.ивости латексов при полимеризации и дегазации, а также условия их коагуляции.

Как видно из результатов таблицы 1, при получении латексов по предлагаемому способу из рецепта поллмеризации исключен лейканол, сульфат натрия. Снижено общее количество эмульгатора. При этом по устойчивости при полимзризации и по термической неустойчивости латексы, полученные по пользование в качестве одного из эмульгаторов мына диспропорциониро- . ванной канифоли, являющейся дефицитным продуктом. Кроме то- î,,,она отри1 77009

Изобретение относится к промьппленности синтетического каучука. .Известен способ получения каучуков водно-эмульсионной сополимеризацией в присутствии радикальных ини5 циаторов, эмульгаторов, регуляторов и диспергаторов. В качестве змульгаторов применяют обычно неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), соли карбоновых кислот, сульфаты, сульфонаты, ионогенные поверхностноактивные вещества (НПАВ) — продукты конденсации окиси этилена со спиртами, кислотами, аминами f1 ).

Наиболее близким по технической

15 сущности к изобретению является спо- лита на коагуляцию. соб получения бутадиен-нитрильного Эта цель достигается тем, что в каучука водноэмульсионной сополиме- способе получения бутадиен-нитрильризацией бутадиена с нитрилом акрило- ного каучука водноэмульсионной соповой кислоты в присутствии радикаль2О лиме- изацией бутадиена с нитрилом ного инициатора и биологически раз- акбиловой кислоть: в присутствии ралагаемых анионактивного и неионоген- дикального инициатора и смеси биолоf ного эмульгаторов с последующим выде- гически разлагаемых анионоактивного лением каучука из латекса (2). и неионогенного змульгаторов с послеВ качестве неионогенного ПАБ

25! . дующим выделением каучука из латекиспользуют вещества общей формулы

R0-(СН СН 0)„Н, где R — алкил или алкиларил, п — целое число не менее

5 в количестве 0,1-1% от веса каучука. Основной. целью введения НПАВ со Д гласно известному способу является " продуктами, биологически разлагаются, снижение .расхода электролита и улучшение свойств выделенного каучука (при коагуляции улучшается крошкообразование, образующаяся крошка легко промывается и формуется в ленту, расход хлористого натрия при коагуляции латекса снижается с 2000-2500 кг на 1 т каучука до 1400 кг) .

Недостатком известного способа является то, что получае;.ые в процессе полимеризации латексы обладают высокой пенообразующей способностью и то, что в процессе .полимеризации для повышения стабильности латекса применяют токси .ный лейканол. Лейка-

KJIp.осу >Kcc. i AH ПАВ, не поцверг ется не только биохимич скому распаду, но и затрудняет этот процесс у других веществ, ухудшая при этом органолептические своиства

50 очищенной воды. Попадая в водоемы, он загрязняет их ухудшает работу очистных сооружений, В известном способе возможно ис770092 4 цию латекса (в 3,5-7 раз), но и улучшить свойства получаемого каучука. предлагаемому способу, аналогичны латексам, полученным по известному способу (см. табл. 2). Количество хлористого натрия на коагуляцию латекса резко сокращается. 5

Химический состав и физико-механические показатели каучуков, полученных по предлагаемому способу, в сравнении с каучуками по известному способу представлены табл. 3. 10

Таким образом, предложенный способ, по сравнению с известным позволяет не только снизить токсичность

Применение Н ЯО при коагуляции не вызывает затруднений, так как все оборудование цехов полимеризации и коагуляции изготовлено из нержавеющей стали.

При получении 1 т каучука по известному Г2 1 способу расход лейканола составляет 4,5 кг, мыла канифоли—

34 кг, предлагаемый способ позволя,ет исключить лейканол и мыло канифоли и снизить расход хлористого натрия по коагуляцию латекса в 3,5-7 раз. Таблица 1 процесса за счет исключения из рецептуры полимеризации лейканола и умень-15 шить расход электролита на коагуляРецепт полимеризации

Весовые части на мономеры

Наименование компонентов

По данному способу

74 55

54 74 74 54

Бутадиен

Нитрил акриловой кислоты

Ч5

46 26

46 26 26 46! Алкилсульфонат натрия

2,5

1,0 2,5

2,0

,Калиевое мыло диспропорционированной канифоли

1,5

1,5

ДС-10 (эмульгатор) 0,3

0,3

0,3

0,3

Лейканол

Сульфат натрия 0 5

0,5 1,5

1,0

Калиевое мыло синтетических жирных кислот

2,0 2,0 2,0

Полиэтиленгликоль, M.â, 400

1,0 2,0

Полиэтиленгликоль

M.в. 1650

1,5

Полиэтиленгликоль, M.в. 5000

2,0

1,0

0,02 0,016 0,012

0 02 0 02 0 02 0 02

Трилон Б

0,01 0,038 0,006

0,01 0,01 0,01 0,01

Сульфат двухвалентного железа., семиводный

По известному способу $2) 770092

Продолже«ие табл. 1

Наименование компонентов

Весовые части на мономеры

По данному способу По известному способу(2) Ронгалит

Гипериз

0,3 0,09 0,12

Дипроксид

Третич.додецилмеркаптан

Вода

Стоппер: диметилдитиокарбомат нат0,25 0,25 0,25

0,15

0,25 0,25 0,25 рия

Таблица 2

По известному способу t2j

По данному способу

Н аименование ,параметров

Количество коа.гулюма при полимеризации

Термическая неустой1 чивость, Ж

2,5

2,9

2,4 1,7 2„7

Температура коагуляции, С

Комнатная о, Температура промывки, С

Комнатная

8 — 9 рН коагуляции

Расход Na01 кг/т каучука

1400

200 200 200

Расход 11>S0<, кг/т каучука

6 6 6

0 12 0 1 0 12 0 12

0,08 0,08 0,08 0,08, 0,26 0,26 0,3 0,3

0,26 0,26 0,3 0,3

270 250 250 270

0,72 0,08 0,07

0,08 0,07 0,07

0,3 0,09 0,12

270 200 270

50-60

40-50

770092

Таблица 3

Химический состав и физико-механические свойства

- каучуков и их вулканизатав

Наименование показателей

По предлагаемому способу

По известному способу 2) 1 2 3 4 5

6 7

Содержание в каучуке, мас.%

29,9 38 связанного нитрила алкилсульфоната натрия

0,32 0,4

0,21

0,15 хлористого нат0,015 0,032 0,04 0,04

0,05

0,044 0,03 рия антиоксиданта неозона Д

2,3 3,0

2,01

3,0 2,5 2,6

3,0 свободных органических кислот

0,42

0,36 0,35

0,48 0,32

0,6 0,5 связанных органических кислот

0,007

0,15 0,14

О, 13

0,15

0,2 отс.

0,2 золы

О, 11 О, 14

0,13

0,08 0,06. О, 18

0,22

0,2 0,4

0,23

0,25

0,3 0,28

2150

1860

Время вулканизации при 143 С, мин

60 80

60 60

Напряжение при 300% растяжения, кгс/см 1I4 96

100 111

107

Прочность на разрыв9 кгсlсм2

342 297

323 334

326

326

315

Относительное удлинение., %

650 640

695 674

660

665

660

28 24

22 26

22

29,7

14,4

Набухание в смеси изооктантолуола, %- 12

10,6 †Ч

Коэффициент мороза стойкости по Относигельному уллиненин зри - С

Потери в весе при

105 С, мас,%

Жесткость каучука, гс

Остаточное удлинение, %

Набухание в смеси бензин-бензола (3:1), %

40 29 8 29 5 39 9 39 5

1800 2000 2100 1750 2050

0,3<> 0, l4 0,29 0,36 0,3