Способ получения ударопрочногополистирола

 

Союз Советскнх

Социалистических

Республик

ОП ИС АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнмтельное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05. 07. 79 (21) 2790111/23-05 (53)M с присоединением заявкм ¹

С 08 F 279/02

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1504,81. Бюллетень № 14 (53) УДК 678.746 °.22-136.22 (088.8) Дата опубликования описания 17р481 (72) Авторы изобретения Л. И. Гинзбург, Е. М. Таркова, Н. Г. Подо

Е. И. Егорова, В. A. Кроль, В. Г. Рупышев

Т. П. Иванко, Л. Н. Лобашова, E. Н. Филим > (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНОГО ПОЛИСТИРОЛА

Изобретение относится к производству пластических масс, в частности к получению ударопрочного полистирола, т.е. сополимера стирола с бута- и диеновым каучуком. Указанный сополимер находит применение как конструкционный материал для изготовления корпусов телевизоров и радиоприемников, телефонных аппаратов, для внутренней облицовки холодильников и т.п.

Такие конструкционные материалы должны обладать комплексом физико механических свойств, обеспечивающих хорошую;перерабатываемость материала и высокие эксплуатационные качества 15 изделий.

Физико-механические. свойства ударопрочного полистирола зависят, например, от количества каучука в сополимере, а также от размеров частиц 20 каучука и распределения их в матрице полистирола. Оптимальных размеров частиц каучука и оптимального распределения нх в матрице смеси добивают" ся различными приемами.

Известен способ получения ударопрочного полистирола путем полимеризации раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии 20-50Ъ от общего веса каучука олигодиена с кон- 30 цевыми моноперацетальными -группами, имеющего молекулярную массу 30007000. Введение в полимеризуемую смесь указанного соединения приводит к получению полимера с хорошими фиэикомеханическими свойствами, с низким содержанием остаточного стирола и с такими размерами и распределением частиц каучука в матрице смолы, которые обеспечивают высокий блеск (глянцевитость) поверхности (1 ).

Однако в процессе прививки стирола на полибутадиен моноперацетальные группы олигодиена, как правило, не могут быть полностью израсходованы, а наличие остаточных моноперацетальных групп в полимере приводит к быстрому старению полимера. Кроме того, использование олигодиена с концевыми моноперацетальными группами приводит к увеличению себестоимости ударопрочного. полистирола на 2-5Ъ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является способ получения ударопрочного полистирола, включающий полимеризацию раствора высокомолекулярного бутадиенового кау.чука в стироле в присутствии низко1 молекулярного полибутадиена (с моле3

821448 кулярной массой 300-20000),взятого в количестве 15-50% от общей массы .высоко-.и низкомолекулярного полибутадиенов. Полученный данным способом полимер"имеет повьзценное удлинение при разрыве без потери сопротивления истиранию, что дает в целом улучшенную общую твердость (2 }.

Однако применяемый низкомолекулярный полибутадиен не имеет измеримой величины вязкости по Муии к на . основании этого не может рассматрнватъоя как каучук. Он выполняет функцию внутреннего пластификатора, н улу ааение удлинения при разрыве без потери сопротивления нсткранию является естественным следствием применения пластификатора, хорошо совмещающегося с полимером. Кроме того, в (2 ) не приводятся сведения об ударопрочности полученных продуктов.

По приведенным нике данным ударо- 20 прочность продуктов, полученных согласно (2), низка (см. контрольный пример 7 и таблицу).

Цель изобретения — повышение ударопрочности продукта. 25

Поставленная цель достигается тем, что в способе палученкя ударопрочного. полистирола путем полнмернзацын раствора высокомолекулярного бутаювенового каучука в сткроле в прн- 30 сутствыи низкомолекулярного полибутадиеиа, взятого в количестве 5-15% от общей массы высоко- к ыиэкомолекулыриого полибутадкенов, в качестве низко олекулярного полибутадыена ис- 35 полъэуют полибутадиен с вязкостью ,по Иуыи 5-20.

Ниэковюлекулярыый полкбутадкен с вязкостъю по Муки 5-20 представляет собой полимер с молекулярной массой порядка 95000-160000, содержащий 40 не менее 80В звеньев 1,4-цис. Его получают полимериэацией в растворе

ыа катализаторам типа Циглера-Натта.

Ииэковюлекулярный полибутадыен вводится в количестве 5-15% от сумжар- 45

sore веса высоко« и низкомолекулярного полибутадиенов. В качестве высокомолекулярного полибутадиена используют каучук с молекулярной массой порядка 250000-300000, содержа- 50 .щий не мейее 98В эвенъев 1,4-цкс, с вязкостью по Муни около 50.

Наряду со стиролом могут быть использованы эамещенные стиролы, такие Фсак 4-метилстирол, винилтолуол, а также производные акриловой и мет-. акриловой кислот.

Процесс проводится цолимериэацией в массе, а также (при необходимости) в присутствии растворителей, таких как этилбенэол, толуол и др. 60

Пример 1. В реакционный сосуд емкостью 500 мЛ, снабженный мешалкой и обратным холодилъником, :,загружают 423 r с1ирола, 25,65 г цис-полибутадиена с вязкостью по Му- 65 ни 52 усл. ед. и 1,35 r низкомолекулярного полибутадиена с вязкостью по Мунн 5 усл.ед. Общая концентрация аучуковой фазы в растворе состазлят 6 масс.% (из них 95% высоко- и 5% ниэкомолекулярного полибутадыенов).

Процесс полымерыэацын проводят в атмосфере аргона с перемешнваннем при

120ОС до конверсии 25-28 масс.%. Затем полимеризацию продолжают беэ перемешнвания при 150 С в течение 5 ч после чего температуру повышают до

200-210 С и проводят полимериэацию еще в течение 0,5-1 ч. Конечная конверсия по стиролу составляет

99,8 масс.%. Частицы каучуковой фазы з готовом продукте имеют размеры от 0,5 до 6,0 мкм.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что ыспользуемая в полимеризацин смесь каучуков состоит из

24,3 r (90 масс.В) цис-полыбутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл. ед. и

2,7 r (10 масс.В) нызкомолекулярного ! цис-полибутадиена с вязкостью по Му.— нн 5 усл.ед. Частицы каучуковой фазы в готовом продукте имеют размеры от

1 до 5 мкм.

Физико-механические свойства готового продукта приведены э таблице.

Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что используемая в полимернэации смесь каучуков состоит из.

22,95 r .(85 масс.В) цис-полыбутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл.ед. ы

4,05 г (15 масс.%) низкомолекулярного полыбутадиена с вязкостью по Мунк

5 усл.ед. Размеры частиц каучуковой фазы в готовом продукте находятся в пределах от 2 до 4 мкм.

Фнэыко-механические свойства готового продукта приведены э таблице.

Пример 4. Полымерызацню проводят в тех же условиях, что ы в примере 1, однако используемая смесь каучуков состоит ыз 25,65 r (95 масс.В) цнс-полкбутадиена с вязкостью по Му-мы 52 усл.ед. ы.1,35 г (5 масс.В) цис-полибутадиена С вязкостью по Муки .10 усл. ед. Общая концентрация каучуковой фазы в растворе составляет

6 масс.В. Конечная конверсия по сткролу не менее 99,75 масс.В. Частицы имеют размеры от 1 до 7 мкм.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.

tl p и м е р 5. Отличается от при мера 1 тем, что в качестве каучуковой фазы используют смесь каучуков, состоящую ыэ 25,65 r (95 масс.В) цыс-полибутаднена с вязкостью по Мунк 52 усл. ед. ы 1,35 г (5 масс.%) цнс-полыбутадиена с вязкостью по Муки 20 усл.ед.

Размеры частиц каучуковой фаэы в ro821448

Товом продукте находятся в пределах от 3 до 8 мкм.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице., Пример 6 (крнтрольный).. Материал получают на основе полибутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл.ед. без добавки низкомолекулярного полибутадиена. Суммарная концентрация каучука в растворе стирола составляет

6 масс.Ъ. Метод получения такой же, как и в примере 1. Конечная конверсия по стиролу составляет не менее

99,8 масс.Ъ. Частицы имеют размеры от 0,5 до 10 мкм.

Свойства сополиме в

Номер примера

Количество ннэкомолекулярнсго полибутадиена, масс.Ъ

Вязкость по Муни добавки, условные единицы

ПТР;

r/

/10 ми

Раз рушаю щее напряжение при pac" тяжении, кгс см

Размер частиц каучуковой фазы, мкм

Ударная вязкость по Шарпи, кгс см/см оверхость

0,5-6 222

1-5 215

2-4 209

3-8 221

1-7 219

3,5 Глянцевая

3,8 То же

4 9 р О

3,2 Матовая

59

61

20 з з то же

10

6 (контрольный) 3 0

0,5-10 220

45.7 (контрольный) 20

Не имеет 23

9 5

232

)Показатель текучести расплава определяется при 200 С и нагрузке

5 кг.

Формула изобретения

55 . Источники информации, принятйе во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2566568, кл. С 08 F 279/02

1978.

У

2. Заявка Франции Ю 2344582, pcs . С 08 F 279/04, опублик. 1977 (прототип). ВНИИПИ Заказ 1711/38 Тираж 530 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. роектная, I Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый сйособ позволяет получать ударопрочный полистирол с повышенной ударной прочностью.

Способ получения ударопрочного полистирола путем полимеризации раствора высокомолекулярного бутадиенового каучука в стироле в присутствии низкомолекулярного полибутадиена, взятого s количестве 5-15% от общей массы высоко- и низкомолекулярного

Пример 7 (контрольный по прототипу). Полимериэацию осуществляют, как и в примере 1, однако в качестве каучуковой фазы используют

18 r (80 масс.Ъ) полибутадиена с вязкостью по Муни 35 усл.ед. и 4,5 г (20 масс.Ъ) жидкого полибутадиена (молекулярная масса 2900,fg )

= 0,185 дл/г) в толуоле,(содержание

1,4 цис-звеньев F 80%). Общая концентрация каучуковой фазы в растворе составляет 5 масс.%. Соотношение высокомолекулярного и низкомолекулярна"

ro полибутадиенов в каучуковой фазе

4: 1. Частицы каучуковой фазы в готовом продукте имеют размеры от 0,5 до 8,5 мкм.

Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице. полибутадиенов, о т л и ч а ю щ и Яс я тем, что, с целью повышения ударопрочности продукта, в качестве ниэкомолекулярного полибутадиена использует полибутадиен с вязкостью по Мунк 5-20.