Катализатор для полимеризации эфиров метакриловой кислоты

 

(„Я59823

ОП ИСАНИШ

ИЗОБРЕЕЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.02.81 (21) 3276488/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, В Ol J 31/14

С 08 F 20/18

Гееударстввввмв квмлтет (53) УДК 66.097..3 (088.8) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень №35

Дата опубликования описания. 28.09.82 пю делам лзввретвннй и вткрмтий

Т. С. Притыцкая, С. В. Свиридов, Н. Н. Ко еев,Я,.Д« фо РРЖа

I и В. П. Иардыки

II A TE8T11„": 1

Научно-исследовательский институт физик химичей() @6ЯЬЯем

- ввв университета им. В. И. Ленина и Белорусск "

Красного Знамени государственный университет им. В. И: Ленина (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭФИРОВ

МЕТА КРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к катализу полимеризационных процессов, в частности к катализаторам для полимеризации эфиров метакриловой кислоты.

Известно использование многокомпонентных каталитических систем на основе алюминийорганических соединений, например триэтилалюминия, диизобутилалюминийхлорида, и перекисей, например гидроперекиси изопропилбензола, для полимеризации эфиров метакриловой кислоты (1).

Известен катализатор для полимеризации эфиров метакриловой кислоты, представляющий собой триизобутилаюминий, который взятый в количестве 0,27 моль на

1 моль монойера полимеризует метилметакрилат при температуре 60 С в течение двух часов с выходом 60 — 100% (2).

Повышенная температура, относительно большой расход высокореакционного по отношению к кислороду и влаге катализатора, длительность полимеризации обуславливает значительные затраты энергии на проведение процесса. Кроме того, использование самовоспламеняющегося триизобутилалюминия увеличивает пожароопасность процесса и требует соблюдения специаль2 ных мер, обеспечивающих безопасную работу, что усложняет технологию процесса.

Цель изобретения — разработка катализаторов для полимеризации эфиров метакриловой кислоты на основе алюминийорганических соединений, характеризующихся повышенной каталитической активностью и меньшей пожароопасностью.

Поставленная цель достигается применением эфирата триалкилалюминия общей формулы КзА1 R OR, где R — циклогексил и трет-бутил; R этил или бутил, в качестве катализатора для полимеризации эфиром метакриловой кислоты.

Известно применение эфирата триалкил15 алюминия, например диэтилэфирата трициклогексилалюминия, в, качестве восстановителя четыреххлористого титана (3).

При использовании указанных катализаторов в количестве 0,01 — 0,02 мольного количества мономера и проведения реакции при комнатной температуре в воздушной атмосфере за 5 — 15 мин достигается 60—

100% конверсия мономеров.

Контрольные опыты с применением известного катализатора показали, что три959823

Количество каВыход, о

Время, мин тализатора моль кат.

Мономер

Катализатор моль мон. (трет-С, Н ) Al Et 0 0,01

100

ММА (С Н 1 ) А! Et 0 (С Н )А1Ви 0

20 15 65

20 15 65

0,02

ММА

0,02 (изо-С Н ) А!

0,02

20 5

ММА

MMA (изо- С„Н ) А (трет-C„H ) А1 Е О

60 120 89 94

20 5 100

0,27

БМА

0,01 (С,Н„) А1 В до е Ч 3 (изо-С„Н ) А!

15 60

0;02

БМА

0,02

БМА

+ ММА - метилметакрилат; БМА - бутилметакрилат;

+ В случае использования известного катализатора.

3 изобутилалюминий в указанных условиях позволяет получить полимер с выходом не более 1%.

Катализаторы согласно изобретению не воспламеняются на воздухе, спокойно гидролизуются водой, не вызывают ожогов при попадании на кожу. Их пожароопасность

Пример 1. Полимеризацию ММА проводят в круглодонной колбе, снабженной магнитной мешалкой. При комнатной температуре и перемешивании вводят 1,87 г

ММА и 0.6 мл толуольного раствора диэтилэфирата тритретбутилалюминия с концентрацией 0,3 моль/л. Отношение катализатора к мономеру составляет 0,01 моль на 1 моль. По истечении 5 мин полимеризационного процесса в колбу вводят подкисленный HCl метиловый спирт (1%-ный раст вор) для разложения катализатора, полимер отфильтровывают, промывают чистым метанолом и сушат в вакууме. Выход полиметил-мета-крилата 1,87 (100%).

Пример 2. Полимеризацию проводят аналогично примеру 1 с использованием в качестве катализатора толуольного раствора диэтилэфирата трициклогексилалюминия с концентрацией 0,59 моль,/л. Берут 4,7 г

ММА и 1,6 мл раствора катализатора. Отношение катализатора к мономеру 0,02.

Время полимеризации 15 мин. Выход полиметилметакрилата 3,0 г (65%).

Пример 3. Полимеризацию проводят ана.логично примеру 2 с использованием в качестве катализатора бензольного раствора дибутилэфирата . трициклогексилалюминия

4 определяется свойствами применяемого растворителя, поэтому использование данных катализаторов не требует соблюдения специальных мер техники безопасности.

В таблице представлена полимеризация эфиров метакриловой кислоты в присутствии алюминийорганических соединений. с концентрацией 0,34 моль/л. Выход поли35 метилметакрилата 3,0 г (65%).

Пример 4. Полимеризацию проводят аналогично примеру 1 с использованием в качестве катализатора толуольного раствора триизобутилалюминия с концентрацией

0,3 моль/л. Отношение катализатора к мо4р номеру 0,02. Выход полиметилметакрилата менее 1%.

Пример б. Полимеризацию бутилметакрилата проводят аналогично примеру 1. Выход полибутилметакрилата за 5 мин соста45 вил 1,87 r (100%), Пример б. Полимеризацию бутилметакрилата проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что в качестве катализатора используют бензольный раствор дибутилэфирата трициклогексилалюминия с кон5р центрацией 0,34 моль/л. Выход полибутилметакрилата за 15 мин 1,2 r(60%)

Пример 7. Полимеризацию бутилметакрилата проводят аналогично примеру 4

Выход полибутилметакрилата менее 1%.

55 Формула изобретения

Применение эфирата триалкилалюминия общей формулы

R,Al R OR, 959823 где К- трет- бутил, циклогексил;

R -этил или бутил, в качестве катализатора для полимеризации эфиров метакриловой кислоты, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Миловская Е. Б. и др. Реакции гомолитического замещения у атома металла

6 в металлоорганических соединениях.-"Успехи химии», 1973, 42, № 5, с. 881 †8.

2. Минскер К. С. и др. Полимеризация метилметакрилата в присутствии алюминийорганических соединий. Известия АН СССР

Сер. «Химия», 1968, № 8, с. 1483 — 1487.

3. Авторское свидетельство СССР № 652118,кл. С 01 G 23/02, 1978.

Составитель Т. Белослюдова

Редактор В. Лазаренко Техред И. Верес

Заказ 6826/9 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, .Москва, 3(— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4