CS230275B1 - Sposob polymerizácie vinylchloridu a/alebo vinylacetátu - Google Patents

Abstract

Sposob polymerizácie vinylchloridu a/alebo vinylacetátu, popřípadě v zmesi s inými alifatickými vinylovými monomérmi vo vodnej disperzii, pri ktorom sa k polymerizačnej násadě alebo k polymerizačnej sústave jednorázové alebo postupné přidává, spravidla v niektorej komponente polymerizačnej sústavy, aspoň jeden glykolový éter alebo glykolový ester obecného vzorca RiO— (—CH2'-CH2—O )n—R2, pričom Rl — H alebo acyl s 2 až 4 atómami uhlíka Rž — alkyl s 2 až 12 atómami uhlíka η — 1 až 3 v množstve 0,5 až 10 % hmot., počítané na násadu monomérov, s výhodou 1 až 5 % hmot.

Description

Vynález sa týká spósobu homo- alebo kopolymerizácie vinylových monomérov za přítomnosti iniciátorov polymerizácie a dalších pomocných látok, ako sú dispergačné systémy a rožne regulátory s prídavkom glykolových éterov, respektívne glykolových esterov.

Doterajší sposob polymerizácie vinylchloridu, vinylacetátu, respektive ich kopolymerizácie je bud šaržový, kedy všetky komponenty polymerizačnej násady sa dajú do reakčnej nádoby na začiatku polymerizácie a po hermetickom uzavřeli reaktora sa začne s postupným vyhrievaním násady za súčasného miešania, alebo polokontinuálny, najma pri kopolymerizácii, kedy časť monomérov podlá vzájomných kopolymerizačných parametrov sa nadávkuje na začiatku a po náběhu kopolymerizáeie sa spravidla dávkuje rýchlejšie reagujúci monomér v priebehu kopolymerizáeie za stálého miešania reakčnej zmesi.

Iniciačná reakcia, ako počiatočné stádium polymerizácie je závislé na rýchlosti rozpadu iniciátora. Táto reakcia má vysokú aktivačnú energiu a u běžných Iniciátorov emulznej polymerizácie je řádové 120 kj/mol, a preto je silné závislá na teplote. Po překonaní iniciačnej periody polymerizácie dochádza najma vo velkých priemyselných polymerizačných autoklávoch k uvolneniu značného množstva tepla, ktoré nie je možné dostatočne rýchlo odviesť z polymerizačného systému. Preto dochádza k zvýšeniu teploty polymerizačnej násady nad požadovanú hodnotu, čo má za následok čiastočnú změnu polymerizačného stupňa, a tým i nehomogénnosť produktu — polyméru, respektive kopolyméru čo do velkosti molekulovej hmotnosti.

Uvedené nedostatky odstraňuje sposob polymerizácie vinylchloridu a/alebo vinylacetátu, popřípadě v zmesi s inými alifatickými vinylovými monomérmi vo vodnej disperzii za přítomnosti peroxosolí rozpustných vo vodnej fáze ako iniciátorov a dalších pomocných látok, ako sú dispergačné systémy, regulátory tak, že sa k polymerizačnej násadě alebo k polymerizačnej sústave jednorázové alebo postupné přidává, spravidla v niektorej komponente polymerizačnej sústavy, aspoň jeden glykolový éter alebo glykolový ester obecného vzorca

RiO— (—CH2—CH2—O j_n—Rz, pričom

Ri — H alebo acyl s 2 až 4 atómami uhlíka R2 — alkyl s 2 až 12 atómami uhlíka η — 1 až 3 v množstve 0,5 až 10 % hmot., počítané na násadu monomérov, s výhodou 1 až 5 % hmot.

Polymerizácia, respektive kopolymerizácia sa prakticky robí tak, že potřebné množstvo glykolového éteru, respektive esteru sa přidá k vodnej fáze na začiatku pokusu a našaržuje do reakčnej sústavy. Po iniciačnej perióde polymerizácie nedochádza prakticky k zmene požadovanej polymerizačnej teploty, ktorá prakticky počas celej reakčnej doby zostáva konštantná a mění sa iba v medziach daných presnosťou regulačnej sústavy.

Výhodou spósobu podlá tohto vynálezu je hlavně rovnoměrný teplotový priebeh polymerizácie a malá distribúcia molekulovej hmotnosti, čo spósobuje zvýšenú homogenitu produktu.

V neposlednom radě polymerizácia za přítomnosti glykolových éterov alebo esterov skracuje celkovú polymerizačnú dobu až o 10 %.

Příklad 1

Do 1,5 1 tlakového autoklávu z nehrdzavejúcej ocele opatřeného miešadlom, teplomerom, manometrom, vzorkovacími ventilmi a chladiacim, resp. vyhrievacím plášťom připojeným na termostat sa našaržuje vodná fáza, ktorá obsahuje:

570 g demineralizovaná voda 48 g merzolát (37,6 % hmot. sušina j 14 g etylénglykolmonoetyléter g octan sodný CH3COO Na . 3H2O 1 g K2S2O8

Po našaržování vodnej fázy sa autokláv dokladné prefúka inertným plynom, s výhodou dusíkom. Po prefúkaní dusíkom sa do autoklávu našaržuje 240 g vinylacetátu a autokláv sa hermeticky uzavrie. Z tlakovej nádoby sa potom tlakom dusíka našaržuje 164 g vinylchloridu, čo odpovedá počiatočnému zloženiu monoméru podlá kopolymerizačných parametrov. Pomocou termostatu sa začne vyhrievať obsah autoklávu na požadovanú teplotu polymerizácie 70 °C. Po dosiahnutí žiadanej polymerizačnej teploty 70 °C sa ustáli v autokláve určitý tlak. Ak tlak v autokláve klesne o 0,01 až 0,03 MPa, začne sa kontinuálně dávkovat 196 g vinylchloridu tak, aby sa nemenil tlak v autokláve. Po ukončení dávkovania vinylchloridu prebieha doreagovanie monomérov a keď tlak v autokláve poklesne pod 0,05 MPa, obsah autoklávu sa schladí a odplyní. Získaný produkt mal sušinu 49,91% hmot a mernú hmotnost 1142 kg/m³.

Polymerizačná teplota bola v autokláve udržaná počas celej polymerizačnej doby v rozmedzí + 0,3 °C.

Celková polymerizačná doba bola 240 minút, Polymerizačná doba rovnakej násady bez etylénglykolmonoetyléteru bola 260 min.

Příklad 2

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza zloženia:

570 g demin. voda g merzolát (37,6 % hmot. sušinu) g etylénglykolmonobutyléter 5 g octanu sodného, CH3COO Na . 3HzO 1,1 g K2S2O8 zmes monomer ov:

240 g vinylacetát 21 g 2-etylhexylakrylát

164 g vinylchlorid a po dosiahnutí polymerizačnej teploty 60 °C sa počas pokusu nadávkovalo kontinuálně: 196 g vinylchloridu.

Polymerizácia sa ukončila pri tlaku 0,05

MPa v autokláve.

Získaný produkt mal sušinu 51,8 % hmot. mernú hmotnost 1136 kg/m³. Polymerizačná doba oproti porovnavaciemu pokusu bez glykolového éteru bola o 8,6 % kratšia.

Polymerizačná teplota bola udržiavaná v rozmedzí + 0,25 °C.

Příklad 3

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza zloženia:

600 g demin. voda g merzolát (37,6 % hmot.) g octan . Na . 3H2O g K2S2O8 zmes monomérov s glykolovým éterom

240 g vinylacetát g etylénglykolmonoetyléter g butylakrylát 164 g vinylchlorid a po dosiahnutí polymerizačnej teploty 70 °C sa nadávkovalo kontinuálně 196 g vinylchloridu.

Polymerizácia sa skončila pri tlaku 0,03 MPa.

Produkt mal

50,2 % hmot. sušinu mernú hmotnost 1132 kg/m³

Polymerizačná doba vzhtadom k porovnávaciemu pokusu bola o 6,7 % kratšia.

P r í k 1 a d 4

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza:

600 g demin. voda 48 g merzolát (37,6 % hmot.) g etylénglykolmonoetyléteracetát g octan sodný CH3COO Na. 3H2O

1,2 g K2S2O8 a zmes monomérov:

120 g vinylacetát 35 g 2-ethylhexylakrylát

480 g vinylchloridu polymerizačná teplota 55 °C.

Získaný produkt: sušina 50,8 % hmot. měrná hmotnost 1141 kg/m³.

Polymerizačná teplota bola udržiavaná v rozmedzí + 0,2 °C.

Příklad 5

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza:

570 g demin. voda g merzolát (37,6'% hmot.) g etylénglykolmonobutyléter g octan sodný CH3COO Na. 3H2O g K2S2O8 a zmes monomérov:

216 g vinylacetát g vinylidénchloridu 148 g vinylchloridu a po dosiahnutí polymerizačnej teploty 70 °C sa nadávkovalo kontinuálně 176 g vinylchloridu.

Polymerizácia sa skončila pri tlaku 0,03 MPa.

Získaný produkt: sušina 50,6 % hmot. měrná hmotnost 1147 kg/m³.

Polymerizačná doba vzhtadom k porovnávaciemu pokusu bola o 5,4 % kratšia. Příklad 6

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza:

600 g demin. voda 48 g merzolát (37,6 % hmot.) g octan sodný CH3COO Na. 3H2O g K2S2O8 g ethylglykolmonobutyléter a zmes monomérov:

216 g vinylacetát 60 g dibutylmaleát

148 g vinylchlorid a po dosiahnutí teploty polymerizácie 70 °C sa nadávkovalo kontinuálně 176 g vinylchloridu. Polymerizácia sa skončila pri tlaku 0,07 MPa.

Získaný produkt: sušina 48,4 % hmot. měrná hmotnost 1124 kg/m³

Polymerizačná doba vzhladom k porovnávaciemu pokusu bola 4,3 %’kratšia. Příklad 7

Do sklenej beztlakovej trojhrdlej banky opatrenej miešadlom, teplomerom a spatným chladičom a ponorenej do termostatu sa nadávkovala vodná fáza:

570 g demin. voda 35 g polyvinylalkohol — práškový 14 g etylénglykolmonoetyléter

1,4 g KzSzOe a po vyhriatí na Θ5 °C sa postupné dávkovalo 550 g vinylacetátu. Po skončení refluxu sa teplota zvýšila na 85 °C na dobu 45 min. Po tejto době bol produkt schladený a polymerizácia ukončená.

Získaný produkt: sušina 50,6 °/o hmot.

Polymerizačná doba vzhladom k porovnávaciemu pokusu bola o 5,8 °/o kratšia. Příklad 8

V rovnakom zariadení a s podobným technologickým postupom ako v příklade 1 sa postupné šaržovala vodná fáza:

570 g demin. voda g merzolát (37,6 % hmot.) g octan sodný CHsCOO Na. 3HžO g K2S2O8 g etylénglykolmonododecyléterpropionát a zmes monomérov:

216 g vinylacetát g monobutylmaleát 148 g vinylchlorid a po dosiahnutí teploty 65 °C sa nadávkovalo kontinuálně 176 g vinylchloridu. Polymerizácia sa skončila pri tlaku 0,05 MPa.

Získaný produkt: sušina 48,2 % hmot. měrná hmotnost 1,124 kg/m³

Polymerizačná doba vzhladom k porovnavajúcemu pokusu bola o 4,2 % kratšia.

Claims (1)

1. PREDMET

   Spósob polymerizácie vinylchloridu a/alebo vinylacetátu, popřípadě v zmesi s inými alifatickými vinylovými monomérmi vo vodnej disperzii za přítomnosti peroxosolí rozpustných vo vodnej fáze ako iniciátorov a dalších pomocných látok, ako sú dispergačné systémy, regulátory, vyznačujúci sa tým, že sa k polymerizačnej násadě alebo k polymerizačnej sústave jednorázové alebo postupné přidává, spravldla v niektorej komponente polymerizačnej sústavy, aspoň jevynalezu den glykolový éter alebo glykolový ester 0becného vzorca

   RiO— (—CH2-CH2—O )„—R2, pričom

   Ri — H alebo acyl s 2 až 4 atomami uhlíka R2 — alkyl s 2 až 12 atomami uhlíka η — 1 až 3 v množstve 0,5 až 10 % hmot., počítané na násadu monomérov, s výhodou 1 až 5 % hmot.

   Severografia, n. p., závod 7, Most

   Cena 2,40 Kčs