Непрерывный способ получения ударопрочного полистирола

 

НЕПРЕРЫВНЫа СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНОГО ПОЛИСТИРОЛА Путем форполймериэации в массе раствора хау-. е. чука в стироле,промежуточной полиме«{жаации в массе с регулированием конверсии стирола и уровня заполнения реактора, дополимериэации и отгонки ястрореагировавшего мономера, от ли чаю ц и и с я тем, что, с регулирования показателя текучести расплава полис1ирола в предел лах 3-11 г/10 мин, на стадии промежуточной полимеризации варьируют заполнение реактора в пределах 70-80% и отношение нагрузки ца реактор к ; прлимеризационйой массы в ;пределах 0,13-0,15 кг/ч«л, причем конверсию стирола поддерживают в пределах 85-93%.. в 0 СО СО 01

СОЮЗ COBETCHMX

СОНМИЛЮ

РЕСПУБЛИК

3l59С 0 F 290

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ CCOP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPcifAO

Н kBTOPCHONII(СЗИДП ВЪСТВУ (21) 2918953/23-05 (22) 05 ° 05 ° 80 (46) 23 ° 11 ° 83» Ввл. В 43 (72) Л.И. Гинзбург, Е.И. Егорова, В.Г. Рупыаев,* Б.В Кравченко, А.А, Радченко, Ю.Л. Лившиц, В .К, Уваров и Н.П. Коваль (53) 678 ° 764 ° 32.13 (088 ° 8) (56) 1. Патент ChA 1 4011284, кл. 263-880, опублик. 1974.

2, Патент США Ю 3902202, кю. 260-880 опублик. 1975 (прототип)»

:(54) (57) ИЕПРЕРЦВЯЫИ СПОСОБ ПОЛУЧЕЙИЯ

УДАРОПРОЧНОГО ПОЛИСТИРОЛА. путем форполнмернэацнн в массе раствора кау-.

SU.„50 А чука в стироле,промежуточной полиме- риэации в массе"с регулированием кон ° версии стирола и уровня заполнения реактора, дополимериэации и отгонки иепрореагировавшего мономера, о т -: л и ч а в шийся тем, что, .с целью регулирования показатели текучести расплава полистирола в пределах 3-11 г/10 мин, на стадии промежуточной полимеризации варьируют заполнение реактора в пределах 70-80% и отноюенив нагрузки ца реактор к объему полимеризационной массы в пределах 0,13-0,15 кг/ч л, причем конверсию стирола поддерживают в пределах 85-931.

909950

Изобретение относится к производству пластмасс, а именно к непрерывным способам получения ударопрочного полистирола полимериэацией в массе.

Ударопрочный полистирол является ценным конструкционным материалом и находит широкое применение в различных областях техники. Важной характерис" тикой такого материала является показатель текучести расплава (ПТР), обусловливающий режим переработки материала в изделия.

Для придания материалу способности перерабатываться как литьем под давлением, так и экструзией, необходимо, чтобы он обладал большим диапазоном ПТР.

ПТР ударопрочного полистирола можно регулировать введением в исходный раствор каучука н стироле или в готовый продукт, или на любой стадии процесса специальных добавок, в основном пластификаторов.

Известен способ получения ударопрочного полистирола, согласно которому раствор бутадиенового каучука н стироле поднергают непрерывной полимеризации в массе в нескольких последовательно установленных реакторах, а непрореагировавший стирол уда. ляют в вакууме (1),Питающий раствор каучука в стироле содержит от 1 до

8% от общей массы загрузки пластификатора — белого минерального масла.

При содержании пластификатора в питающем растворе 8 мас. % ПТР продукта достигает 17-18 г/10 мин (измерено по A ТМ Д-1238-65), а при содержании пластификатора 1 мас. %

4. г/10 мин, Однако введение большого количест. ва пластификаторов ухудшает некоторые физико-механические свойства полимера. Так ударная вязкость ударопрочного полистирола, полученного по способу (1), невысока и не превышает. 0,52 Дж/6,4 мм надреза; теплостойкость образцов, содержащих

8 мас. % пластификатора, 80-82 С, в то время как при содержании пласти фикатора 1 мас.% теплостойкость равна 97ОС. Кроме того, при использовании большого количества пластификатора в процессе с вакуумной высокотемпературной отгонкой остаточного мономера происходят потери пластификатора на этой операции1 при этом отгон мономера, который должен возвращаться в цикл полимеризации, загрязняется пластификатором. Необходимо учитывать также, что введение повышенных (более 1,5 мас.%) количеств пластификатора приводит к его выпотеванию в процессе эксплуатации готового изделия и резко ускоряет процесс старения полимера.

На действующих промышленных производствах ударопрочного полистирола) . Ф содержание пластификатора н рецепт ре загрузки не должно превышать

1,5 мас.%, введение большего количества пластификатора не допускается по причинам, приведенным выше.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является непрерывный способ получения ударопрочного полистирола путем форполиме

10 ризации в массе раствора каучука в стироле до конверсии стирола 10-50% (предпочтительно 15-30%), промежуточной полимеризации в массе с регулированием конверсии стирола и уров15 ня заполнения реактора, дополимериэа. ции и отгонки . непрореагиронаншего мономера (21, В результате получают сополимер с .заданными молекулярной массой (ИМ)

20 и молекулярно-массовым распределением (ММР), которые регулируют, нарьи руя степень заполнения реактора промежуточной полиме1ризации и температуру реакционной массы н указанном

25 РеактоРе.

Однако такой способ не дает воэможности регулировать ПТР готового продукта, так как для многокомпонентной,гетерогенной системы, какой ян0 ляется ударопрочный полистирол, нет однозначной связи между молекулярномассовыми характеристиками полимера и его ПТР. Это сняэано с тем, что на величину ПТР будут оказывать нлияние и такие факторы, как количество и

З5 размер частиц каучуковой фазы, наличие окклюдированного полистирола, степень ошинки каучуковой Фазы и т.д.

Кроме того, изменение температуры синтеза и степени конверсии н реак40 торах в диапазонах, указанных н патенте С23, не приводит к требуемому изменению ПТР.

Цель изобретения — регулирование показателя текучести расплава ударо45 прочного полистирола в пределах

3-11 г/10 мин без изменения других его физико-механических характеристик.

Цель достигается тем, что при осу,ществлении непрерывного способа полу. чения gäàðîïðî÷íoão полистирола путем форполимериэации в массе раствора каучука в стироле, промежуточной полимеризации в массе с регулированием конверсии стирола и уровня за55 полнения реактора, дополимеризации и отгонки непрореагиронавшего мономе ра, на стадии промежуточной полимеризации варьируют заполнение реактора в пределах 70-80% и отношение

60 нагрузки на реактор к объему полимериэационной массы в пределах 0,130,15 кг/ч л, причем конверсию стирола поддерживают в пределах 85-93%.

При этом под нагрузкой понимают

65 подачу питающего раствора в реактор, 909950

30 измеренную в весовых единицах в 1 ч.

Регулирование конверсии производится изменением уровня заполнения реактора без изменения температуры.

П р и и е р 1. В смеситель загружают 1500 кг (6,5 мас.%)бутадиенового каучука и 21000 кг (92 мас.%) стирала и при 40-45 С и перемешивании о со скоростью 110 об/мин проводят растворение каучука в течение 8 ч.

В раствор после его охлаждения до

25-30 С вводят 6,9 кг (0,3 мас.%) перекиси трет.-бутилбензоата, 2,3 кг (0,01 мас.%) нормального лаурилмеркаптана и 230 кг (1,0 мас.%) пластификатора-вазелинового масла. Исход- )5 ный питающий раствор со скоростью

1700 кг/ч подают в реактор форполимеризации, где поддерживается температура 115-117 С, уровень заполнения о реактора 75%.и конверсия 39-43%.

Форполимер выгружают из первого реактора со скоростью 1700 кг/ч и с той же скоростью подают в реактор промежуточной полимеризации. В этом. реакторе поддерживают температуру 142 145 С,уровень заполнения 80% и коно версию 92"93% при отношении нагрузки на реактор к объему полимеризаци онной массы, равном 0,13 кг/ч л.

Из промежуточного реактора реакционную массу через адиабатическую тру- З() бу дополимеризатор, постоянно обогреваемую паром с давлением 24 ати, подают в перегреватель вакуум-камеры, постоянно обогреваемый паром с давлением 33 ати, и вакуумируют с целью З5 отгонки остаточного мономера. Полимер экструдируют и гранулируют.

Пример 2. Полимеризацию проводят, как в примере 1, но путем из менения выгрузки уровень реакционной 4() массы в реакторе промежуточной поли. меризации снижают до 78%, конверсию полимера — до 90-91%, отношение нагрузки на реактор к объему полимерй,эационной массы доводят до

О, 136 кг/ч- л.

Пример 3. Полимериэацию проводят как в примере 1, но путем изменения выгрузки уровень реакционной массы в реакторе промежуточной поли . . мериэации уменьшают до 75%, конверсию полимера - до 88-90%, отношение нагрузки на реактор к объему поли.меризационной массы доводят до

0,142 кг/чел.

Пример 4. Полимеризацию про.водят, как в примере 1, но.путем изменения выгрузки уровень реакционной массы в реакторе промежуточной поли мериэации уменьшают до 73%, конверсию полимера — до 87-88%, отношение нагрузки на реактор к объему полимеризационной массы доводят до

0,146 кг/ч л.

Пример 5. Полимериэацию про водят, как в примере 1, но путем изменения выгрузки уровень реакцион.ной массы в реакторе промежуточной полимериэации уменьшают до 70%, конверсию полимера - до 85-87%, отношение нагрузки на реактор к объему полимериэационной массы доводят до

0,15 кг/ч.л.

Режим работы реактора промежуточ ной полимеризации и физико-механические свойства готового продукта приведены в таблице.

Как следует из данных, приведенных в таблице, достижение соответствующего соотношения между конверсией : полимера, уровнем заполнения реактора и отношением нагрузки на реактор к объему полимериэационной массы позволяет регулировать ПТР готового .продукта в широких пределах практически без изменения других физико-механических свойств.

909950

° Вваеааав авю юююааю «««»«»аа ююавюааююю\» ююю»юа ююююа а»» Ввююююю«в вВюва»ююа ююв ю»ю»«юю

Температура, С

Фщер Конверва опыта сил, ч

ЮЮ

Е Е Ю Е Ю Ю Ю Ва Ю Ю

° Вю Вааа юафюююею ю аа аа ю ВВ ав ю

1 92-93 80

11 225 6 9

8,2 258 7,3

0,13

142»145 25

2 - 90"91 78

0 ° 136 142 145

3 88-90 75 0,142 142 145 6 5 . 250 7,5

4 87-88 73 0 146 . 142-145 4,5 260 7,8

142-145 30 258 74

5 85-87 70

0, 15

П р и м е ч а н и е. G - раэруюаищее наиряиение при растяиенииу

A - ударная,. вяэкосты

f - относительное удлинение .

» ю ю е ю авав «ю «арфа ю в» ю е «ю» ю Ю ю

° в.

Составитель й. Полякова

Редактор 3; Бородкина Техред Т.Фанта

Корректор М. Демчук

Ю ВВ Ю Ю

Подписное

Заказ 10861/3 Тирам 494

ВИИИПИ Росударственвного комитета СССР по делам .иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раумская наб, д, 4/5

» юе

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

Уровень реакционной массы,ч новицкие на рузкн на реактор к- объему реакционной массы, кг/ч л

Физико- механические свойства готового продукта а юавюююююю юююааюю авююююа «

ПТР О,, А г/10 мин кге/см кгс i

ice/см

«юююююююююа ююа»»«ююююю авеюююа Вююав ю» «ю