CS216474B1

CS216474B1 - Způsob suspenzní polymerace a kopolymerace vinylických monomerů a zařízeni k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CS216474B1
Application number: CS735980A
Authority: CS
Inventors: Alois Matejicek; Josef Seidl; Vaclav Musil; Josef Srejber
Original assignee: Alois Matejicek; Josef Seidl; Vaclav Musil; Josef Srejber
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Způsob suspenzní polymerace a kopolymerace vinylických monomerů a zařízení k provádění tohoto způsobu. Vynález uvádí kvantitativní podmínky, za kterých je možno úspěšně provádět suspenzní polymerace a kopolymerace bez vzniku aglomerátů v reaktorech různých velikostí s použitím listových míchadel. Optimaální hydrodynamický režim při polymeraci vyjadřují dva matematické vztahy udávající počet otáček míchadla ve dvou rozdílných fázích průběhu suspenzní polvmerace. Zařízení je charakterizováno hodnotami geometrických simplexů, které vyjadřují poměr mezi velikostí reaktoru, stupněm jeho plnění a rozměry použitého listového míchadla.

Description

Vynález ee týká suspenzní polymerace nebo kopolymerace vinylických monomerů prováděných ěaržovým postupem v reaktorech e vertikálním listovým míchadlem·

Při suepenzních (perlových) polymeracích a kopolymeracích vedených ěaržovým postupem v míchaných reaktorech je vedle vlastního eložení monomerní fáze a disperzní vodné fáze důležitým faktorem i způsob dispergace monomerní fése v disperzním prostředí který závisí na celém hydrodynamickém režimu polymerace, zejména na poětu otáček míchadla a na jeho typu a umístění v reaktoru. Některé otázky související β touto problematikou byly řešeny už v minulých letech a jeou předmětem některých patentů, jako čs. patentu č. 91596 a 103 221, USA patentu č. 3 749 555, britského patentu č. 1 303 535.

Důležitým faktorem při provádění suepenzních polymerací nebo kopolymerací (a to zejména akrylových monomerů) je hledisko velikosti objemu polymerované veédky, respektive přechod z malých polymeračních reaktorů na reaktory větěí. Tento problém dosud řešen nebyl.

Největší potíže při suepenzních kopolymeracích nastávají při použití takových monomerů, které mají značně rozdílné kopolymeračni parametry, nebo v těch případech, kdy se při polymeracích používá organických rozpouštědel, v nichž jeou monomery neomezeně rozpustné, kdežto vznikající polymery nerozpustné. Tyto potíže jeou způsobeny tím, že po počátečním zpolymerování rychleji reagujících monomerů až do stavu gelu zůstávají zbývající monomery nezreagovény a koncentrují se na povrchu gelevých částic, anebo jsou nezreagované monomery vytlačovány na povrch gelových částic separováním rozpouštědla od polymeru a způsobují jejich aglomeraci.

Uvedené obtíže a problémy řeěí předložený vynález, jehož předmětem je způsob suspenzní polymerace a kopolymerace vinylických monomerů ěaržovým postupem v reaktorech s listovým míchadlem a zařízení k provádění tohoto způsobu. Podstata uvedeného způsobu spočívá v tom, že v průběhu reakce do bodu gelace perlí ee v závislosti na velikosti reaktoru poúžíje počtu otáček míchadla daného vztahem

3,28 . 10“³ = n⁴’⁵ . d⁶’⁷ . V*¹’⁶ (1) a po bodu gelace perlí až do ukončení reakce ee použije počtu otáček daného vztahem

1,06 . 10² = n'⁵’¹ . d⁷’⁷ . V^’¹ (2)

V uvedených vztazích (1) a (2) značí $ počet otáček míchadla Zs”V, d průměr míchadla ZV a V objem reaktoru Zm³7, přičemž hodnoty exponentů ae mohou pohybovat kolem udané střední hodnoty v rozmezí - 10 %. Zařízení k provádění tohoto způsobu je tvořeno ěaržovým reaktorem a vertikálním listovým míchadlem, charakterizovanými geometrickými simplexy D/L = 1,15, D/d » 2,30, d/1 = 1,00, L/l = 2,00 a L/L'= 1,14, v nichž D značí průměr reaktoru /V, L je výěka plnění reakční směsi ./V, počítáno ode dna reaktoru,

L je vzdálenost horní hrany listového míchadla ode dna reaktoru ZV, d je průměr

216 474 míchadla /m/ a 1 je výška listu míchadla /m/. Přitom hodnoty těchto geometrických simplexů oe mohou pohybovat kolem uvedených středních hodnot v trozmezí - 10 %.

Vynález uvádí kvantitativní podmínky, za kterých je možno úspěšně provádět suspenzní polymerace a kopolymerace bez vzniku aglomerátů, a to v reaktorech různých velikostí a použitím listových míchadel. Vztahy (1) a (2) vyjadřují optimální hydrodynamický režim i z hlediska velikosti reaktoru, oož je pro přípravu perlových polymerů nebo kopolymerů důležitý faktor, na který doposud nebyl brán zřetel. Dalším důležitým faktorem je celkové geometrické uspořádání reaktoru, míchadla a velikost plnění reaktoru reakční směsí. Vzájemné vztahy těchto veličin určující geometrickou podobnost reaktorů různých velikostí jsou dány uvedenými hodnotami (respektive uvedeným rozmezím hodnot) geometrických simplexů.

Příklad 1

Do reaktoru objemu 0,025 m^ ee naváží reakční směs sestávající z 50 % hmot. styrenu, 4,5 % hmot. divinylbenzenu, 0,5 % hmot. dibenzoylperoxidu a 45 % hmot. n-oktanolu a dále z vodné fáze tvořené 0,1 % vodným roztokem polyvinylalkoholu, a to*ve vzájemném hmot. poměre obou fází 1 : 2. Hodnoty geometrických simplexů reaktoru β vertikálním listovým míchadlem jsou: D/L = 1,1, D/d = 2,30, d/1 = 0,98, L/l = 2,05 a L/L 1,12. Počáteční otáčky míchadla se nastaví na hodnotu n = 1,5 /s“^/, po gelaci vzniklých perlí se upraví na hodnotu n = 1,9 . Po skončení kopolymerace se získá produkt o 3třední velikosti perlí 0,65 mm a bez aglomerátů.

Příklad 2

Do reaktoru objemu 0,25 m^ se naváží reakční směs sestávající z 90 % hmot. etylakEylátu, 9 % hmot. divinylbenzenu a 1 % hmot. dibenzoylperoxidu a z vodné fáze obsahující 10 % hmot. chloridu sodného, 1 % hmot. želatiny, zbytek tvoří voda. Vzájemný hmot. poměr obou fází je 1 : 3. Hodnoty geometrických simplexů reaktoru s vertikálním listovým míchadlem jsou: D/1 = 1,2, D/d = 2,25, d/1 = 1,05, L/l = 1,97 a L/L'= 1,2. Počáteční otáčky míchadla se nastaví na hodnotu n - 1,0 /s“^/, po gelaci vzniklých perlí se upraví na hodnotu n = 1,4 Za“¹/· Po skončení kopolymerace se získá produkt o střední velikosti perlí 0,6 mm a bez aglomerátů.

Příklad 3

Do reaktoru objemu 2 m^ se naváží reakční směs sestávající z 80 % hmot. etylakrylátu, 10 % hmot. akrylonitrilu, 9,9 % hmot. divinylhenzenu a 0,1 % hmot. azobisisobutyronitrilu a z vodné fáze obsahující 10 % hmot. chloridu sodného, 1 % hmot. želatiny,

0,5 % hmot. hydroxyetylcelulozy, zbytek tvoří voda, a to ve vzájemném hmot. poměru obou fézí 2:3. Hodnoty geometrických simplexů reaktoru s listovým míchadlem jeou:

Ď/L = 1,15, D/d = 2,3 , d/1 » 0,95, L/l « 1,9 a L/L'= 1,2. Počáteční otáčky míchadla

216 474 se nastaví na hodnotu n. = 0,7T Za”V, po gelaci vzniklých perli se upraví na hodnotu n = 1,15 Zs“V. Po ukončení suspenzní kopolymeraee ae získá produkt o střední velikosti perlí 0,5 mm a bez aglomerátů.

Claims

PfiEDMÉT VYNÁLEZU

1. Způsob suspenzní polymerace a kopolynerace vinylických monomerů šaržovým postupem v reaktorech s listovým míehadlém, vyznačující ae tím, Se v průběhu reakce do bodu gelace perlí se v závislosti na velikosti reaktoru použije počtu otáček míchadla daného vztahem

3,28 . 10³ = n⁴’⁵ . d⁶»⁷ . V¹’⁶ a po bodu gelace perlí až do ukončení reakce se použije počtu otáček míchadla daného vztahem

1,05 . 10² = n⁵’¹ . d^-7’⁷ . V²’¹ kde n značí počet otáček míchadla £a~\7, d je průměr míchadla /m/ a je objem reaktoru Zm³/, přičemž hodnoty exponentů ae mohou pohybovat kolem udané střední hodnoty v rozmezí - 10 %,
2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že je tvořeno šaržovým reaktorem a vertikálním listovým míehadlém, charakterizovanými geometrickými simplexy D/L a 1,15, D/d = 2,30, d/1 = 1,00, L/l = 2,00a.L/L'= 1,14, v nichž

D značí průměr reaktoru , L je výška plnění reakční směsí Zrn/, počítáno ode dna reaktoru, L je vzdálenost horní hrany listového míchadla ode dna reaktoru /ή/, d je průměr míchadla Ětf a 1 je výška listu míchadla , přičemž hodnoty těchto geometrických simplexů se mohou pohybovat kolem uvedených středních hodnot v rozmezí

Í 10 %.

Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc