BG61572B1

BG61572B1 - метод за получаване на хомо-и съполимери на 1-винил-2-пиролидон с регулируеми молекулна маса и състав

Info

Publication number: BG61572B1
Application number: BG99782A
Authority: BG
Inventors: Георги ГЕОРГИЕВ; Стефко Илиев; Венцислава Георгиева
Original assignee: Георги ГЕОРГИЕВ; Стефко Илиев; Венцислава Георгиева
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-12-30
Also published as: BG99782A

Abstract

1. Метод за получаване на хомо- и съполимери на 1-винил-2-пиролидон с регулируеми молекулна маса и състав чрез полимеризация във водна или органична среда или в стопилка в присъствие на инициатор и регулатор, характеризиращ се с това, че регулаторъте полимерна матрица, представляваща хомо- и съполимери на 1-винил-2-пиролидона.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за получаване на хомо- и съполимери на 1-винил-2пиролидон с регулируеми молекулна маса и състав. Тези продукти са подходящи за използване във фармацевтичната промишленост, медицината,пивоваренето, винопроизводството, текстилната промишленост, а също и като повърхностно активни вещества /1 - 4/.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че поли-(1-винил-2-пиролидон) и съполимери на 1-винил-2-пиролидон се получават чрез йонна /5/ и радикалова /6 - 11/ хомо- и съполимеризация. Йонната хомо- и съполимеризация на този мономер е намерила поограничено приложение. Като инициатори на радикаловата хомо- и съполимеризация на същия мономер са използвани водороден пероксид, бензоилов пероксид, азобисизобутиронитрил и др. Най-препоръчителен сред тях е водородният пероксид, с който полимеризацията на 1 -винил2-пиролидона може да се извърши както в блок, така и във воден разтвор. В отсъствие на разтворител хомополимеризацията на 1-винил-2-пиролидона се извършва при температура 110°С, като концентрацията на инициатора е не по-малка от 0,015 % тегл. Получената полимерна стопилка се излива от реакционния съд, охлажда се и се натрошава до необходимия размер на частиците. Когато полимеризацията на 1-винил2-пиролидона се извършва във воден разтвор, предпочитана концентрация на мономера е 30 % тегл., а тази на водородния пероксид - около 0,2 % тегл., като температурата е 85°С. Като катализатор на полимеризацията в този случай се използва амоняк (0,1 % тегл.). Първоначално в реактора се зарежда половината количество разтвор, а останалата част, съдържаща инициатор и амоняк, се добавя към реакционната среда постепенно в продължение на 1 Ь. От получения воден разтвор на полимера водата се отделя чрез изпаряване. След това полимерът се суши.

Недостатъци на полимеризацията в блок са породените от гсл-ефекта трудности при регулирането на температурата на реакционната среда и на молекулната маса на полимерите. Недостатъци на полимеризацията във воден разтвор са: ограничената възможност за регулиране на молекулната маса на получаващите се полимери чрез промяна на концентрацията на инициатора, възможността за замърсяване на крайния продукт с остатъци от инициатори, катализатори или други добавки.

Задачата на изобретението е да създаде метод за получаване на хомо- и съполимери на 1-винил-2-пиролидона с регулируеми молекулна маса и състав.

Техническа същност на изобретението

Съгласно изобретението е създаден метод за получаване на хомо- и съполимери на 1 -винил-2-пиролидона с регулируеми молекулна маса и състав чрез полимеризация във водна или органична среда или в стопилка в присъствие на инициатор и регулатор, характеризиращ се с това, че регулаторът е полимерна матрица, представляваща хомо- и съполимери на 1-винил-2пиролидона. Хомополимерът на 1-винил-2-пиролидона се използва за регулиране на молекулната маса на поли-(1-винил-2-пиролидона) и се характеризира със средна вискозна молекулна маса в границите от 8,5 χ 10³ Оа до 8,0 х 10⁵ Оа, като концентрацията му се изменя от 0,05 до 3,00 % тегл. Съполимери на 1-винил-2пиролидона с който и да е друг съмономер се използват като регулатори на молекулната маса и на състава на съполимери на 1-винил-2-пиролидона със същия съмономер и се характеризират с молна част на 1-винил-2-пиролидона от 0,1 до 0,9, привидна средна молекулна маса от 8,5 χ 10³ Оа до 8,0 χ 10⁵ Оа и масова концентрация от 0,15 % до 3,00 %.

Задачата се решава чрез добавяне на поли-(1-винил-2-пиролидон) или на негови съполимери (с еквивалентен състав на получаващия се съполимер) към 1-винил-2-пиролидон или към негова смес със съответния съмономер в състояние на стопилка или разтворени във вода или органични разтворители. Хомо- и съполимеризацията в стопилка се извършва в присъствие на мономерите, добавените регулатори и посочените по-горе инициатори при температури над 110°С, а извършването й в разтвор на вода или органичен разтворител - при тем7 пература 85'’С.

Предимствата на метода съгласно изобретението са ефективно регулиране на молекулната маса и състава на хомо- и съполимерите на 1 -винил-2-пиролидона при извършване на хомо- и съполимеризацията на този мономер в стопилка или във воден или органичен разтвор, без да се внасят допълнителни, замърсяващи крайния продукт вещества (инициатори, регулатори, катализатори, разтворители),

Примери за изпълнение

Пример 1. В колба с обем 250 ст³, снабдена с бъркалка, обратен хладник и термометър се наливат 75 т1 30 % тегл. разтвор на 1винил-2-пиролидон и 1,50 % тегл. на поли-(1винил-2-пиролидон) със средна вискозна молекулна маса М_у = 42000 Ра във вода. Полимермономерният разтвор се загрява до температура 85°С. Към него в продължение на 1 Ь при разбъркване се добавят 75 т1 30 % воден разтвор на 1-винил-2-пиролидон, в който са разтворени още 0,06 β водороден пероксид и 0,03 ξ амоняк. След добавянето на този разтвор рН на средата е 7,8 - 8,0. Процесът продължава още 1 Ь. След това водата на разтвора се изпарява до получаването на гъста сиропообразна маса. Поли-(1-винил-2-пиролидонът) се отделя от тази маса чрез утаяването му в диетилов етер. Полимерът се суши във вакуумсушилня при температура 55°С. На получения поли-(1винил-2-пиролидон) се определя вискозитетът на 1,0 % тегл. разтвор. Получават се следните стойности на Ц_отн= 1,086 и [η] = 0,083 ύΐ/β. Определената средна вискозитетна молекулна маса Μ_ν = 9600 Иа. Тя е по-малка от тази на получаващия се при същите условия, но в отсъствие на полимерна матрица (поли-(1-винил2-пиролидон)) полимер, чиято стойност на молекулната маса е 17670 Ра.

Пример 2. Полимеризацията на 1 -винил2-пиролидона в този пример се извършва по същия начин, както и в пример 1, с тази разлика, че концентрацията на полимерната матрица в този случай е 3,0 % тегл. Полученият поли-(1-винил-2-пиролидон) е със средна вискозна молекулна маса М_у = 3850 Оа, която е 4,59 пъти по-малка от тази на получения в отсъствие на полимерна матрица и 2,49 пъти по-малка от тази на получения при 0,75 % тегл. полимерна матрица.

Пример 3. Полимеризацията на 1-винил2-пиролидона се извършва по същия начин, както и в пример 2, с тази разлика, чс след завършване на полимеризацията отделянето на водата от полимерния разтвор и сушенето на полимера става чрез разпрашително сушене (АРУ Сотрас! 5ргау Огуег с температура на входа 240°С и на изхода 90°С, снабден с дюзов атомизер). Полученият поли-(1-винил-2-пиролидон) е с приблизително същата молекулна маса, както и тази на получения в пример 2 (М_у = 4020 Оа).

Пример 4. В същата, както и в пример 1 апаратура, се смесват 100 β 1-винил-2пиролидон, 1,0 β поли-(1-винил-2-пиролидон) със средна вискозна молекулна маса М_у = 42000 Оа и 0,1 β водороден пероксид. Сместа без разтворител се загрява до температура 120°С, Последната в резултат от топлоотделянето при полимеризацията се увеличава до 180 - 190°С. След 1,5 Ь получената полимерна стопилка се излива в чаша и се охлажда постепенно до обикновена температура. Стойността на относителния вискозитет на 1,0 % тегл. воден разтвор на получения поли-(1-винил-2-пиролидон) е 1,105, която е по-малка от тази на еднопроцентовия разтвор на поли-(1-винил-2-пиролидон), получен при същите условия, но в отсъствие на полимерна матрица (1,142). Съответните средни вискозни молекулни маси са М_у = 13260 Оа и М = 21320 Оа.

V

Пример 5. Полимеризацията на 1-винил2-пиролидона в отсъствие на разтворител в този случай се извършва при същите условия, както и в пример 4, с тази разлика, че концентрацията на полимерната матрица (поли-(1-винилпиролидон) с молекулна маса 42000 Оа) в този случай е 1,50 % тегл. Полученият поли-(1-винил-2-пиролидон) е със средна вискозна молекулна маса М_у = 7350 Оа, която е съответно 1,8 и 2,9 пъти по-малка от тази на получения полимер в присъствие на 1,0 % тегл. матрица и в отсъствие на същата.

Пример 6. В същите, както и в пример 1, апаратура и условия се извършва съполимеризация на 1-винил-2-пиролидон с акриламид при обща мономерна концентрация 30 % тегл. и молна част на 1-винил-2-пиролидона 0,75. Към половината от този воден разтвор (75 т1) се добавят 1,125 β съполимер на посочените съмономери с молна част на 1-винил-2-пиролидона 0,75. След загряването му до температура 85°С към него ϋ продължение на 1 Ь се добавят още 75 т! 30 % разтвор на съмономерите с добавени към него 0,06 8 водороден пероксид и 0,03 £ амоняк. След завършване на съполимеризацията по описаната в пример 1 методика, получе- 5 ният съполимер се отделя чрез разпрашително сушене (пример 3). Неговите характеристики са: молна част на 1-винил-2-пиролидонови звена т = 0,58, а относителният вискозитет на еднопроцентовия му воден разтвор η = 1,09. 10 Те са различни от тези на получения при същите условия съполимер на същите съмономери, но в отсъствие на съполимерната матрица (т_>п = 0,48 и η = 1,153).

’ ’οτΗ,Ι-ό ’

Пример 7. Съполимеризацията на 1-ви- 15 нил-2-пиролидона и на акриламида се извършва при същите условия, както и в пример 6, с тази разлика, че количеството на съполимерната матрица е два пъти по-голямо (2,25 £). Характеристиките на получения съполимер са 20 съответно т = 0,64 и η , = 1,07.

Пример 8. Съполимеризацията на 1-винил-2-пиролидона с акриламида се извършва при същите условия, както и в пример 7, с тази разлика, че като разтворител вместо вода 25 се използва метилов алкохол. Характеристиките на получения съполимер са съответно т_>л = 0,72 и η_Μ ,_0/ = 1,17, докато в отсъствие на съполимерна матрица, полученият съполимер се характеризира с ш_>п = 0,59 и Т)_отн = 1,28. 30

Патентни претенции

Claims

1. Метод за получаване на хомо- и съполимери на 1-винил-2-пиролидона с регулируеми молекулна маса и състав чрез полимеризация във водна или органична среда или в стопилка в присъствие на инициатор и регулатор, характеризиращ се с това, че регулаторът е полимерна матрица, представляваща хомо- и съполимери на 1-винил-2-пиролидона.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че полимерната матрица е хомополимер на 1-винил-2-пиролидона със средна вискозна молекулна маса от 8,0 х 10’ Ва до 8,5 х 10’ Ва и концентрация от 0,15 до 3,00 % тегл.

3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че полимерната матрица е съполимер на 1-винил-2-пиролидона със съответния мономер, съдържанието на който в получаващия се съполимер следва да се контролира, чиято молна част на 1 -винил-2-пиролидоновите звена е от 0,1 до 0,9, привидна средна молекулна маса от 8,0 χ 10³ Ва до 8,5 χ 10⁵ Ва и масова концентрация от 0,15 до 3,00% тегл.