CS254237B1 - Sposob čistenia 2-hydroxyetylmetakrylátu - Google Patents

Abstract

Čistenie monomeru 2-hydroxyetyImetakrylátu před jeho polymerizáeiou, při ktorom sa surový 2-hydroxyetylmetakryIát vyhřeje v stieranom filme s hrúbkou 0,1 až 1 mm v krátkocestnej odparke so vzdialenosteu odparovač —- chladíc 10 až 50 mm na teplotu 40 až 70 °G pri tlaku neskondenzovaternýeh plynov 1 až 100 Pa za čas 5'až 30 sekund a vzmkajúce páry kondenzují! v množstve 65 až 85 % z nástreku na chladiči odparky s teplotou —15 až +5 °C a v množstve· 5 až 20 % z nástreku vo vyrnrazovači za odparkou pri teplote —50 až —70 stupňov Celzia. Riešenie Je možné využit pri výrobě bioanalogických polymérov.

Description

Vynález sa týká sposobu čistenia 2-hydroxyetylmetakrylátu před jeho polymerizáciou.

Podlá doteraz známých postupov sa na čistenie hydroxyesterov kyseliny metakrylovej, ktoré sa po polymerizácii používajú ako· bioanalogické polyméry, využívá násadová vákuová destiilácia ipri teplotách 70 až 90 °C a tlakoch řádové 10¹ až 10² Pa, pričom vznikajúce páry sa zachytávajú v predloihe chladenej pevným CO2 na —60 °C. Pri tomto postupe často dochádza k čiastočnej alebo úplnej polymerizácii destilátu a tým k znehodnoteniu materiálu. Surový 2-hydroxyetylmetakrylát obsahuje ako nežiadúce příměsi vodu, etylénglykol, stabilizátor polymerizácie a podlá sposobu přípravy buď zbytky kyseliny metakrylovej alebo metylmetakrylátu.

Voda, ktorej množstvo závisí od stupňa vysušenia reakčnej zmesi, je v zmesi viazaná vodíkovými mostíkmi, destiluje spolu s monomérom a je možné ju odstrániť iba frakčnou destiláciou v prednej frakcii. Opakované sušenie surového 2-hydroxyetylmetakrylátu je málo účinné a vedie k velkým stratám monomeru. Metylmetakrylát a kyselina metakrylová ako prchiavejšie zložky můžu byť odstránené v prednej frakcii.

Vzhladom na to, že obidve tieto látky sú tiež polymerizácieschopné monomery, ich odstránenie zo zmesi je nevyhnutné, pretože pri polymerizácii 2-hydroxyetylmetakrylátu by sa zabudovávali do· vznikajúceho pólyměrného reťazca a nepriaznivo by ovplyvňovali jeho vlastnosti. Rovnako je potřebné odstrániť aj stabilizátor, brániaci samovořnej polymerizácii, ktorým obvykle bývá hydrochinón, metylhydrochinón, ich deriváty alebo deriváty pyrokatechinu.

Stabilizátor je v porovnaní s monomérom menej prchavý a ostávia v destilačnom zbytku. Nevýhodou násadovej vákuovej destilácie ako čistiacej operácie pre surový monomer je, že sa vykonává v násadě s dlhou dobou expozície destilovanej kvapaliny účinku vyšších teplot, pri ktorých dochádza k čiastočnému rozkladu tejto tepelne nestálej látky. Reakčné produkty z rozkladu sú vysoko reaktivně a spůsobujú polymerizáciu destilátu. Aj stabilizátor podlieha počas dlhodobého vyhrievania oxidácii a rozkladu a tieto prchavejšie produkty prechádzajú do destilátu a spůsobujú jeho nežiadúce zafarbenie.

Ďalšou nevýhodou násadovej destilácie je značná vzdialenosť medzi odparným a kondenzačným priestorom, v důsledku čoho sa v aparatúre ustaví určitý tlakový gradiént, čo znamená zvýšenú destilačnú teplotu a ďalšiu možnost tepelného rozkladu. Konečné nevýhodou je aj jediný kondenzátor pár, kde kondenzujú spoločne páry 2-hydroxyetylmetakrylátu s parami reaktívnych rozkladných produktov, vyvolávajúcich polymerizáciu.

Všetky tieto nevýhody sú odstránené pri spůsobe čistenia 2-hydroxyetylmetakrylátu před jeho· polymerizáciou podl'a vynálezu, podstatou ktorého je, že surový 2-hyďroxyetylmetakrylát sa vyhřeje v stieranom filme s hrúbkou 0,1 až 1 mm v krátkocestnej odparke so vzdialenosťou odparovač — chladič 10 až 50 mm na teplotu 40 až 70 °C pri tlaku neskondenzovatefných plynov 1 až 100 Pa za čas 5 až 30 s a vznikajúce páry kondenzujú v množstve 65 až 85 % z nástreku 11a chladiči odparky s teplotou —15 až +5 °C a v množstve 5 až 20 % z nástreku vo vymrazovači za odparkou pri teplote —50 až —70 °C.

Postup čistenia surového· 2-hydroxyetylmetakrylátu podlá vynálezu má rad výhod. Je možné podlá nebo spolahlivo a pri dobrej výťažnosti získat čistý monomer, zbavený vody, cudzích monomérov a stabilizátora, s dobrou a reprodukovatefnou polymerizovatefnosťou a s požadovanými vlastnosťami polyméru. Vykonanie destilácie v krátkocestnej odparke v íenkom stieranom filme znamená jednak výrazné skrátenie doby vystavenia termolabilnej látky účinku zvýšených teplůt, jednak krátkocestné usporiadanie prakticky bez tlakových gradiéntov umožňuje využívat ešte nižšie pracovně teploty v porovnaní s klasickou vakuovou destiláciou.

Obidva tieto faktory spolu s účinným premiešavaním kvapaliny vo· filme zabezpečujú minimálny tepelný rozklad destilovanej kvapaliny. Využívanie dvoch chladiacich ploch v zariadení dovoluje separátnu kondenzáciu pár 2-hydroxyetylmetakrylátu pri vyššej teplote a případných prchavých reaktívnych rozkladných produktov spolu s prchavějšími zložkami východiskovej zmesi pri nižšej teplote. Aj keď množstvo rozkladných produktov pri krátkocestnej filmovej destilácii 2-hydroxyetylmetakrylátu je minimálně, teplotně poměry na chladiči odparky sú záměrně vytvořené tak, že prchavejšie rozkladné zložky nie sú pri nich schopné kondenzácie a odchádzajú s vodou, etylénglykolom, metylmetakrylátom a kyselinou metakrylovou spolu s častou pár 2-hydroxyetylmetakrylátu do hlboko chladeného vymrazovača. Kondenzát z vymrazovača může byť s výhodou privádzaný do koncentrovanejšieho roztoku vhodného stahilizátora, čím sa zabrání gelatácii kondenzátu.

Surový 2-hydroxyetylmetakrylát, obsahujúci vodu v množstve do 15 % hmot., etylénglykol, metylmetakrylát alebo kyselinu metakrylovú v množstve do 5 % hmot. a vhodný stabilizátor, například hydrochinon, v· množstve 0,001 až 0,5 % hmot., sa kontinuálně dávkuje na odparnú plochu krátkocestnej odparky so vzdialenosťou odparovač — kondenzátor 10 až 50 mm so stieraným filmom, pričom poměry stierania a velkost nástreku sú vhodné zvolené tak, aby hrúbka filmu sa pohybovala medzi 0,1 až 1 mm ia doba pobytu kvapaliny na odpař nej

4 5 ploché 5 až 30 s. Kvapalina vo filme sa vyhřeje na teplotu 40 až 70 °C pri tlaku neskondenzo-vatelných plynov 1 až 100 Pa.

Vznikajúce páry kondenzuji! na chladiči odparky, v ktorom sa pomocou termostatu udržuje teplota —15 až -|-5 °C tak, -aby sa získal kondenzát čistého 2-hydroxyetylmetakrylátu v množstve 65 až 85 % z nástreku. Časf pár v množstve 5 až 20 % z nástreku odchádza do vymrazovača za odparkou, ktorý je hlboko chladený na teplotu —50 až —70 °C, například pevným CO2. V zbernej nádobě kondenzátu z vymrazovača može byt roztok vhodného stabilizátora s koncentráciou 0,1 až 0,5 % hmot., takže prchavé reaktivně látky nevyvolají! gelatáciu kondenzátu.

Příklad 1

Surový 2-hyd-roxyetylmetakrylát, obsahujúci 8,5 % hmot. vody, 0,05 % hmot. hycirochinónu ako stabilizátora, sa v krátkecestnsj odparke so- stieraným filmom so

7 vzdialeno-sťou odparovač — chladič 15 mm pri hrúbke filmu 0,1 mm pri strednej době pobytu 12 s vy-hrial na teplotu 60 ^CC pri tlaku 3 až 5 Pa. Pri teplote chladiča 0 °C sa získal destilát v množstve 77 % z nástreku a vo vymrazovači pri teplote —65 °C bol zachytený kondenzát v množstve 7 % z nástreku. Destilačný zbytok bol asi 15 % z nástreku. Čistý 2-hydroxyetylimet-akrylát, získaný ako destilát z odparky, mal obsah vody 0,1 % hmot., dalšie zložky v ňom neboli zistené. Kondenzát z vymrazovača vykazoval gélovitú konzistenciu.

Příklad 2

Surový 2-hydroxyetylmetakrylát bol spracovaný analogicky ako v příklade 1 s tým, že do zbernej nádoby vymrazovača sa ešte před destiláciou vložilo asi 5 ml roztoku hydrochinónu v 2-hydroxyetylmetakryláte s koncentráciou 0,2 % hmot. V kondenzáte z vymrazovača po destilácii nedošlo k polymerizácii.

Claims (2)

1. Sposob čistenia 2-hydroxyetylmetakrylátu před jeho polymerizáciou vyznačujúci sa tým, že surový 2-hydroxyetylmetakrylát sa vyhřeje v stierano-m filme s hrúbkou 0,1 až 1 imm v krátkocestnej odparke so vzdialenosťou odparovač — chladič 10 až 50 mm na teplotu 40 až 70 °C pri tlaku neskondenzovatelnýc-h plynov 1 až 100 Pa za čas 5 až 30 s a vznikajúce páry kondenzujú v množstve 65 až 85 % z nástreku na chladiči odparky s teplotou —15 až --5 °C a v množstve 5 až 20 ^c/o z nástreku vo vymrazovači za odparkou pri teplote —50 až —70 °C.

2. Spósob čistenia 2-hydroxyetylmetakrylátu před jeho polymerizáciou podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že kondenzát z vymrazovača sa privádza do roztoku stabilizátora v 2-hydroxyeíylmetakryláte s ko-ncentrácio-u 0,1 až 0.5 % hmot.