CS254452B1

CS254452B1 - Způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu

Info

Publication number: CS254452B1
Application number: CS857125A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Mrazek; Ladislav Gruell; Vladimir Pacovsky; Stanislav Sevcik
Original assignee: Zdenek Mrazek; Ladislav Gruell; Vladimir Pacovsky; Stanislav Sevcik
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS923084A1; CS253970B1

Abstract

Způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu s jednorázovým nebo opakovaným dávkováním alespoň jednoho iniciátoru do polymerizační směsi v průběhu polymerace, při kterém se iniciátor nebo iniciátory dávkují v pevné fázi.

Description

Vynález se týká způsobu polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu.

Kinetika polymerizačních a kopolymerizačních reakcí monomerů je obecně závislá především na typu a koncentraci iniciačního systému, teplotě, popřípadě složení výchozí monomerní směsi. Reakční teplota zásadním způsobem určuje molekulovou hmotnost, která je jedním ze základních kvalitativních parametrů polymerních materiálů. Složení výchozí monomerní směsi pak v případě kopolymerizací zpravidla významnou měrou ovlivňuje různé užitné vlastnosti kopolymerů. Z uvedeného je zřejmé, že dobu reakčního cyklu, respektive výtěžky polymerizací a kopolymerizací, sledující přípravu polymerů a kopolymerů určitých daných parametrů, je možné ovlivnit při aplikaci konkrétního iniciačního systému použitím jeho vhodného množství. Dávka iniciátoru použitá k reakci je tedy bezprostředně spjata s ekonomikou celého procesu, a to nejen ve vztahu k výtěžku a reakčním časům, ale i k nákladům na výchozí suroviny, protože cena iniciátorů je relativně velmi vysoká.

Standardní provedení polymerizace popřípadě kopolymerizace spočívá v nadávkování iniciátoru do reakčního systému před zahájením vlastní reakce. Po přidání dalších složek rekční směsi a vyhřátí obsahu reaktoru na reakční teplotu dochází rozpadem iniciátoru k tvorbě radikálů, které polymerizaci iniciují. Rychlost rozpadu iniciátoru při dané teplotě je definována poločasem jeho rozpadu, což je významný ukazatel vypovídající o jeho aktivitě a tedy i použitelnosti. V závislosti na konkrétních podmínkách a typu polymerizace se ustavuje brzy po počátku reakce stacionární koncentrace radikálů v systému. V dalších fázích reakce se však koncentrace radikálů časem snižuje, což je dáno především úbytkem iniciátoru, který se postupně iniciační reakcí spotřebovává.

Důsledkem je potom nižší reakční rychlost monomerů v odpovídajících časech. Analogické problémy se vyskytují také u řady polymerizací a kopolymerizací neradikálového charakteru.

Této nepříznivé situaci čelí standardní postupy především aplikací většího množství iniciátorů nebo jejich kombinací, v úvahu přichází i prodloužení reakční doby. Oba přístupy jsou však spojeny s negativními ekonomickými důsledky - bud s vyššími náklady na vstupní suroviny nebo se sníženou výtěžností zařízení.

Princip dalšího možného řešení spočívá v dávkování iniciátorů v průběhu reakce. Aplikací iniciátorů v roztoku však vzniká riziko negativního ovlivnění kinetického průběhu, popřípadě i vlastností produktu použitým rozpouštědlem. Při použití iniciátorů v suspenzi či emulzi je pak nutné počítat s transportem velkých objemů a manipulaci s nimi.

Předmětem vynálezu je způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu s jednorázovým nebo opakovaným dávkováním alespoň jednoho iniciátoru do polymerizační směsi v průběhu polymerace, při kterém se iniciátor nebo iniciátory dávkují v pevné fázi. Způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu podle vynálezu má proti standardnímu postupu dále uvedené výhody. Dodatečné dávkování iniciátoru do reakčního systému v průběhu reakce umožňuje efektivnější využití iniciátoru. To dovoluje bud použít menší množství iniciátoru beze ztrát na výtěžku, nebo se stejným kvantem iniciátoru dosáhnout standardní konverze v kratším reakčním čase, popřípadě získat vyšší výtěžky při nezměněném množství iniciátoru a zachovaném reakčním čase. Při dávkování iniciátorů v pevné fázi odpadá proti aplikaci iniciátoru v roztoku riziko negativního ovlivnění kinetického průběhu reakce a vlastností produktu použitým rozpouštědlem i transport velkých objemů a manipulace s nimi, jak je tomu například u iniciátorů v suspenzích.

Způsob podle vynálezu lze výhodně provádět pomocí zařízení podle čs. AO č. 253 970.

Popis způsobu polymerizace

Způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu podle vynálezu založený na dodatečném dávkování iniciátorů do reakčního systému v průběhu reakce je možno bez negativního ovlivnění vlastností produktu s výhodou použít při beztlakových i tlakových polymerizacích a kopolymerizacích probíhajících v homogenním i heterogenním reakčním systému při různých teplotách.

V dalším popisu je vynález blíže objasněn na příkladech provedení.

Do polymerizačního reaktoru se nadávkují jednotlivé složky reakční směsi podle zvoleného pracovního předpisu včetně počátečního množství iniciátoru respektive iniciátorů.

V určitém čase se přidá další dávka iniciátoru tak, aby bylo celkově aplikované množství iniciátoru efektivněji využito a reakce měla z kinetického hlediska požadovaný průběh. Iniciátor lze do systému přidávat opakovaně v různých dávkách.

Přikladl

Homopolymerizace vinylchloridu iniciovaná dvousložkovým iniciačním systémem

Do reaktoru objemu 1 dm bylo nadávkováno 10,12 g roztoku 2-hydroxypropyl-methylcelulozy (3,8% roztok), 578 g destilované vody, 0,172 56 g dilauroylperoxidu a 0,087 49 g dicetylperoxydikarbonátu. Po inertizaci reaktoru bylo přidáno 289,0 g vinylchloridu.

Polymerizace probíhala 6,3 hodiny při 68,5 +· 0,1 °C; otáčky míchadla byly nastaveny na hodnotu 500 min . Přídavkem dicetylperoxydikarbonátu v pevné fázi v průběhu reakce bylo dosaženo konverze 90,5 %. Tato hodnota je o 10,3 % vyšší než při použití standardního postupu kdy byla celkově stejná množství obou iniciátorů přítomna v reakční směsi již od samého počátku reakce.

Příklad 2

Homopolymerizace vinylchloridu iniciovaná jednosložkovým iniciačním systémem

Do reaktoru objemu 1 dm bylo nadávkováno 15,10 g roztoku 2-hydroxypropyl-methylcelulozy (3,8% roztok), 595 g destilované vody a 0,345 92 g dicetylperoxydikarbonátu. Po inertizaci reaktoru bylo přidáno 297,7 g vinylchloridu.

Polymerizace probíhala 6 hodin při teplotě 51,5 + 0,1 °C a otáčkách míchadla 500 min \ Přídavkem dicetylperoxydikarbonátu v pevné fázi v průběhu reakce bylo dosaženo konverze 88,4 %. Zvýšení konverze proti standardnímu postupu, při kterém bylo použito celkově stejné množství iniciátoru, ale již od počátku reakce, činí 8,4 %.

Příklad3

Kopolymerizace vinylchloridem s propenem

Do reaktoru objemu 1 dm bylo nadávkováno 6,6 g 2-hydroxypropylmethylcelulozy (3,8 % roztok), 487 g destilované vody a 1,011 36 g dicetylperoxydikarbonátu. Po inertizaci reaktoru bylo přidáno 240,8 g vinylchloridu a 19,2 g propenu.

Kopolymerizace probíhala 15 hodin při teplotě 48,0 + 0,1 °C? otáčky míchadla byly nastaveny na hodnotu 500 min Dávkováním dicetylperoxydikarbonátu v pevné fázi v průběhu reakce byl získán kopolymér ve výtěžku 81,0 %. Standardnímu postupu, který představuje dávkování celkově stejného množství iniciátoru do systému před zahájením kopo ymerizace, odpovídá konverze o 7,1 % nižší.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob polymerizace a kopolymerizace vinylchloridu s jednorázovým nebo opakovaným dávkováním alespoň jednoho iniciátoru do polymerizační směsi v průběhu polymerace vyznačující se tím, že se iniciátor nebo iniciátory dávkují v pevné fázi.