CZ278708B6 - Vinyl chloride suspension polymerization process - Google Patents
Vinyl chloride suspension polymerization process Download PDFInfo
- Publication number
- CZ278708B6 CZ278708B6 CS891833A CS183389A CZ278708B6 CZ 278708 B6 CZ278708 B6 CZ 278708B6 CS 891833 A CS891833 A CS 891833A CS 183389 A CS183389 A CS 183389A CZ 278708 B6 CZ278708 B6 CZ 278708B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polymerization
- concentration
- vinyl chloride
- vcm
- methylhydroxypropylcellulose
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 12
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 title claims description 11
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 43
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 37
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 27
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical class [H]OC(*)=O 0.000 abstract 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 30
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 29
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 19
- FFQQCJGNKKIRMD-UHFFFAOYSA-N methyl n-(3-hydroxyphenyl)carbamate Chemical compound COC(=O)NC1=CC=CC(O)=C1 FFQQCJGNKKIRMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 9
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 9
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N hexadecoxycarbonyloxy hexadecyl carbonate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)OOC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCC QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 hydroxypropoxy groups Chemical group 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 6-chloro-2-n,2-n-diethylpyrimidine-2,4-diamine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(N)=CC(Cl)=N1 XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical group CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229940035044 sorbitan monolaurate Drugs 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000012933 diacyl peroxide Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000004978 peroxycarbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby polyvinylchloridu suspenzní polymeraci vinylchloridu.
V Čs. AO číslo 211 935, 229 186 a 251 829 je popsán způsob suspenzní polymerace vinylchloridu za tlaku v míchaném reaktoru, při němž jako tenzidy, určující porezitu polymerních částic, jsou používány nerozpustné soli karboxylových kyselin s alespoň jednou nenasycenou vazbou s kationty dvou nebo vícemocných kovů, vytvořených in sítu v reaktoru, přičemž se pH vodní fáze udržuje v alkalické oblasti, za přídavku vhodných iniciátorů polymerace, makromolekulárních emulgátorů a případně dalších komponent. Je v nich popsán spolehlivý způsob dávkování a podmínky pro zlepšení odstřeďovatelnosti a sušitelnosti polymerů. Uvedené postupy vedly v provozních podmínkách k výrazným ekonomickým přínosům.
Při dalších laboratorních a provozních zkouškách bylo zjištěno, že je možné dosáhnout dalšího významného zlepšení této technologie, které vede nejen ke znatelným ekonomickým efektům úsporou některých pomocných komponent, ale i ke zlepšení některých kvalitativních parametrů suspenzního polyvinylchloridu, například sypné hmotnosti a distribuce velikosti částic.
Suspenze vinylchloridu je při polymeraci stabilizována turbulentně jak režimem míchání, tak koloidně-chemicky vhodnými emulgátory. Režim míchání a koloidně-chemický systém určují vlastnosti výsledného polymeru, zejména distribuci velikosti částic, sypnou hmotnost, porezitu a zpracovatelské vlastnosti. Pro přípravu polymeru o střední velikosti částic mezi 100 až 150 μιη se používají makromolekulární emulgátory lyofilní povahy, zejména vodorozpustné étery celulosy, polyvinylalkohol s různým obsahem acetátových skupin, polyelektrolyty jako polystyrenmaleinová kyselina, polyakrylové kyselina a jiné. Makromolekulární emulgátory se používají s nízkomolekulárními tenzidy pro ovlivnění porezity polymeru. Vzniklý adsorpční komplex stabilizuje kapičky polymerujícího vinylchloridu, brání jejich koalescenci a určuje morfologii polymerních částic. Při polymeraci vinylchloridu se uvolňuje z polymeru malé množství chlorovodíku, takže bez použití regulátorů pH je výsledné pH vodní fáze kolem 3.
Je známo, že je výhodné vést suspenzní polymeraci vinylchloridu v alkalické oblasti, čímž se snižuje množství úsad polymeru na stěnách reaktoru. Úsady zhoršují převod tepla. Při suspenzní polymeraci, vedené a končené v kyselé oblasti, nastává postupně koroze celého výrobního zařízení, i když je zhotoveno z nerez oceli.
Nejvyšší účinnost polyelektrolytů je v kyselé oblasti, pro polymeraci v alkalické oblasti jsou nevýhodné. Polyvinylalkohol, vhodný pro suspenzní polymeraci, musí obsahovat alespoň 10 molárních % acetátových skupin. Je účinný v kyselé, neutrální a mírně neutrální oblasti. V tomto případě je třeba dodávat v průběhu polymerace vhodný regulátor pH. Polyvinylalkohol ztrácí v dostatečně alkalické oblasti pH > 9 účinnost, protože nastává zmýdelnění jeho esterových skupin.
Výhodou vodorozpustných éterů celulosy, jako jsou metylcelulosa, hydroxyetylcelulosa, methylhydroxypropylcelulosa, hydroxypropylcelulosa, je, že jsou dostatečně účinné jak v kyselé, tak
-1CZ 278708 B6 silně alkalické oblasti. Vedení polymerace v alkalické oblasti snižuje množství úsad a nebezpečí koroze výrobního řízení.
Při použití lyofobního tenzidu, založeného na nerozpustných solích nenasycených karboxylových kyselin, jehož vysoká účinnost vyžaduje vést polymeraci v alkalickém prostředí, je proto žádoucí nalézt nejvhodnější typy éterů celulosy se záměrem zvýšit ekonomii suspenzní polymerace a nalézt možnost zlepšení vlastností polymeru. Při použití metylcelulosy nebo hydroxyetylcelulosy vzniká polymer se špatnou distribucí velikosti částic a zhoršenou morfologií. Uspokojivé výsledky byly získány při použití směsi metylhydroxypropylcelulosy a hydroxypropylcelulosy, a to zejména při použití středně viskozitních typů přesně definovaného složení.
Při použití vysokoviskožitních typů je systém zvýšeně citlivý na režim míchání a snižuje se porezita částic. Při použití nízkoviskozitních typů klesala koloidně-chemická stabilita systému. Jinou nevýhodou použití hydroxypropylcelulosy je, že je cca 3 krát dražší než metylhydroxypropylcelulosa. Tuto nevýhodu však lze odstranit tak, že se provede částečná záměna hydroxypropylcelulosy za lyofobní tenzid, založený na nerozpustných solích nenasycených karboxylových kyselin, který je nejen velmi účinný, ale i cenově velmi příznivý.
Předmětem vynálezu je způsob suspenzní polymerace vinylchloridu za tlaku a zvýšené teploty v přítomnosti solí karboxylových sloučenin s 12 až 24 uhlíkovými atomy s alespoň jednou nenasycenou vazbou a kationty dvou a vícemocných kovů, makromolekulámich emulgátorů a případně dalších přísad, při kterém jsou makromolekulami emulgátory tvořeny směsí 10 hmotnostních dílů methylhydroxypropylcelulosy s 2 až 10 hmotnostních dílů hydroxypropylcelulosy při minimální koncentraci methylhydroxypropylcelulosy 0,4 g methylhydroxypropylcelulosy na 1 kg vinylchloridu, přičemž při snížení podílu hydroxypropylcelulosy pod 5 hmotnostních dílů se zvyšuje úměrně koncentrace solí karboxylových kyselin až o 50 % hmotnostních a pH je udržováno v průběhu celé polymerace v alkalické oblasti.
Methylhydroxypropylcelulosa, vhodná k způsobu polymerace vinylchloridu dle tohoto vynálezu, má obvykle 27 až 31 % hmotnostních metoxylových skupin a 4 až 12 % hmotnostních hydroxypropoxylových skupin, viskožitu roztoku vodného 2% hmotnostních při 25 °C 15-60 mPas, bod zákalu 1 % hmotnostního vodného roztoku 50-75 °C. Hydroxypropylcelulosa má viskozitu 2 % hmotnostního vodného roztoku 10-40 mPas a bod zákalu 1 % hmotnostního vodného roztoku 40-45 C.
Vhodnými karboxylovými kyselinami pro přípravu lyofobního tenzidu jsou ty, které obsahují 12-24 uhlíkových atomů s alespoň jednou nenasycenou vazbou, jako je kyselina olejová nebo směsi karboxylových kyselin s 12 až 24 uhlíkovými atomy s alespoň jednou nenasycenou vazbou, jodovým číslem 70 až 120, esterovým číslem menším než 10 pří koncentraci 0,005 g až 0,3 g/kg vinylchloridu (ČSN 58 0101).
Vhodnými kationty pro přípravu lyofobního tenzidu jsou zejména hořčík, vápník, olovo, hliník, použité při přípravě in sítu jako kysličníky nebo hydroxidy. Je vhodné dávkovat jich při pří
-2CZ 278708 B6 pravě nerozpustných solí větší množství než je stecheometrické, čímž se dosáhne, že pH vodní fáze se udrží v průběhu celé polymerace v alkalické oblasti, nejlépe nad 8-9.
Při postupu podle vynálezu lze použít známé iniciátory polymerace, například dialkylperoxykarbonáty, diacylperoxidy, azoiniciátory nebo jejich směsi a připravit polyvinylchlorid s K-hodnotou v rozmezí 50-100. Postup není omezen použitím některých dalších komponent, jako jsou např. antioxidanty, přenašeče apod. Při postupu podle vynálezu lze při stejném režimu měnit distribuci velikosti částic a potlačovat množství jemně disperzních podílů, aniž by se zhoršila charakteristika distribuce, a zvyšovat sypnou hmotnost polymeru při dostatečné porozitě a tedy i při dostatečné rychlosti interakce polymeru se změkčovadly a ostatními zpracovatelskými přísadami, a to symetrickým snižováním koncentrace methylhydroxypropylcelulosy (dále MHPC) a hydroxypropylcelulosy (dále HPC), a tedy snižováním o stejné hmotnostní %. Emulgační systém MHPC + HPC uvedených vlastností je v kombinaci s lyofobním tenzidem, založeným na nerozpustných solích nenasycených karboxylových kyselin, ve srovnání se současným stavem flexibilnější. Vyšší flexibilita a koloidně-chemická stabilita systému umožňují dále vzájemnou záměnu emulgačních komponent, například HPC za lyofobní tenzid, což je vzhledem k účinnosti a velmi nízké ceně tenzidu výhodné. Optimalizací postupu lze do jisté míry zlepšit odstřeďovatelnost suspenze. Za podmínek, kdy je polymerační receptura koncipována na zvýšené koncentraci lyofobního tenzidu, je výhodné použít pro jeho přípravu nenasycené karboxylové kyseliny s nižším jodovým číslem cca 100, což vede k nižší spotřebě iniciátorů při stejné výtěžnosti. Tyto zjištěné možnosti vedou ke zlepšení ekonomie celého procesu suspenzní polymerace vinylchloridu.
Vynález osvětlí následující příklady.
Polymery byly hodnoceny podle ČSN 64 3200. Doba absorpce změkčovadla (dioktylftanát) při 75 °C byla stanovena při hmotnostním poměru polyvinylchlorid ku změkčovadlu 6 : 4 a 5 : 5, což umožňuje větší rozlišovací schopnost metody.
Odstřeďovatelnost byla zjišťována odstředěním nativní, nezředěné suspenze za standardních podmínek a je vyjádřena obsahem H20 na g PVC.
Pro vyjádření distribuce velikosti částic byla použita Rosin-Rammlerova rovnice, označovaná jako RRSB rozdělení. (Chemische Technik 24, číslo 6, strana 345 a číslo 12, strana 738, 1972) .
Distribuci velikosti částic lze podle tohoto postupu linearizovat a charakterizovat jednou směrnicí, koeficientem rovnoměrnosti. Čím je koeficient vyšší, tím je disperzní soustava jednotnější. Má-li distribuce velikosti částic takto vyhodnocená nelineární průběh, nebo dají-li se zjistit dvě směrnice, svědčí to o nedostatečné koloidně-chemické stabilitě při suspenzní polymeraci .
Uvedené příklady ukazují výhody postupu podle vynálezu, % a údaje o koncentraci jsou uvedeny ve hmotnostních jednotkách,
-3CZ 278708 B6 pokud není uvedeno jinak. Pro označení metylhydroxypropylcelulosy je použita zkratka MHPC, pro označení hydroxypropylcelulosy HPC, pro označení vinylchloridu VCM, pro označení polyvinylchloridu PVC, pro označení dioktylftanátu DOF.
Příklad 1
Suspenzní polymerace VCM byly prováděny v laboratorním autoklávu o obsahu 8 litrů, opatřeném míchadlem typu impeler, narážkami, duplikátorem a automatickou regulací teploty. Do autoklávu bylo nadávkováno 4 200 ml vodní fáze a pomocné komponenty. Po uzavření autoklávu a inertizaci dusíkem bylo za míchání nadávkováno 2 400 g VCM. Reakční směs byla vyhřátá a udržována na teplotě 54 + 0,5 ’C. Polymerační doba byla 220 až 230 minut, polymerační doba do poklesu tlaku o 0,2 MPa byla 60 až 70 minut. Při tomto poklesu tlaku byla polymerace zastavena odpuštěním monomeru, polymer byl odsát, usušen a analysován. Koncentrace použitých komponent je uváděna na jeden kg VCM. Jako iniciátor byl použit dicetylperoxydikarbonát v množství 2,8 mM, jako makromolekulární emulgátory MHPC v množství 0,8 g a HPC v množství 0,48 g, poměr MHPC ku HPC je 5 ku 3, jako tenzid nenasycené karboxylové kyseliny s jodovým číslem 180 v množství 0,07 g a hydroxid vápenatý v množství 0,18 g, antioxidant v množství 0,025 g a peroxid vodíku v množství 0,025 g. V sérii pokusů bylo toto výchozí složení měněno tak, že byla postupně snižována symetricky o stejné % koncentrace obou makromolekulárních emulgátorů, takže výchozí poměr MHPC ku HPC 5 ku 3 byl zachován až ke koncentraci, při které došlo k výrazné deformaci distribuce velikosti částic. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 1. Je v ní uvedena koncentrace MHPC a HPC v g na kg VCM, změna koncentrace MHPC a HPC v % při stálém hmotnostním poměru MHPC ku HPC 5 ku 3 ve srovnání s výchozími podmínkami, střední velikost částic D v μιη, zbytek na sítech 0,25 mm, 0,16 mm, 0,09 mm, 0,08 mm a 0,063 mm, sypná hmotnost SH v g/1, obsah vody po odstředění suspenze v g H20 na g PVC. Polymery, které splňovaly podmínky RRSB rozdělení jsou označeny +, polymery, jejichž distribuce velikosti částic měla nelineární průběh, jsou označeny -. Koeficient rovnoměrnosti vyhovujících polymerů byl 5,5 až 6,5. Poresita polymerů byla v rozmezí 0,27 až 0,29 ml/g, doba absorpce změkčovadla byla 6 až 9 minut při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 a 11 až 16 minut při poměru PVC ku DOF 5 ku 5.
Tabulka 1
| MHPC g/kg VC | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,54 | 0,48 | 0,42 |
| HPC g/kg VC | 0,48 | 0,42 | 0,36 | 0,32 | 0,28 | 0,25 |
| % | 87,5 | 75,0 | 67,5 | 60,0 | 52,5 | |
| D μπι | 104 | 112 | 118 | 125 | 141 | 178 |
| zbytek v % | ||||||
| síto 0,25 mm | 0 | 0 | 0 | <0,1 | 0,1 | 6,2 |
| 0,16 mm | 0,5 | 0,7 | 2,4 | 5,0 | 24,1 | 70,4 |
| .0,09 mm | 72,7 | 81,6 | 88,6 | 92,8 | 97,0 | 99,0 |
| 0,08 mm | 87,6 | 90,0 | 95,0 | 96,4 | 5,8 | |
| 0,063 mm | 95,2 | 98,0 | 99,0 | 99,0 | 99,0 | |
| SH g/1 | 500 | 510 | 526 | 535 | 538 | 530 |
| g H2O/g PVC | 0,327 | 0,315 | 0,295 | 0,286 | 0,283 | 0,278 |
| RRSB | + | + | + | + | - | - |
-4CZ 278708 B6
Příklad 2
Za podmínek, uvedených v příkladu 1, byla provedena série polymerací s tím rozdílem, že pro přípravu lyofobního tenzidu, založeného na nerozpustných solích nenasycených karboxylových kyselin, byly použity karboxylové kyseliny s jodovým číslem 90, v množství 0,07 g na kg VCM. Polymerační doba byla 200 až 210 minut, polymerační doba do poklesu tlaku o 0,2 MPa byla 50 až 60 minut. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2. Koeficient rovnoměrnosti vyhovujících polymerů byl 5,5 až 6,5. Porosita polymerů byla 0,27 až 0,29 ml/g, doba absorpce změkčovadla při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 6 až 9 minut, při poměru PVC ku DOF 5 ku 5 byla 11 až 16 minut.
Tabulka 2
| MHPC g/kg VC | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,54 | 0,48 | 0,42 | 0,38 |
| HPC g/kg VC | 0,48 | 0,42 | 0,36 | 0,32 | 0,28 | 0,25 | 0,22 |
| % | 87,5 | 75,0 | 67,5 | 60 | 52,2 | 47,5 | |
| D μιη | 98 | 104 | 109 | 114 | 125 | 136 | 144 |
| zbytek v % síto 0,25 mm | 0 | 0 | 0 | 0 | <0,1 | 0,6 | 2,1 |
| 0,16 mm | 0,4 | 0,6 | 1,5 | 2,5 | 8,0 | 17,5 | 40,3 |
| 0,09 mm | 63,0 | 73,4 | 81,2 | 85,0 | 88,6 | 94,1 | 97,2 |
| 0,08 mm | 79,4 | 85,9 | 90,1 | 93,6 | 94,4 | 95,8 | 99,0 |
| 0,063 mm | 90,6 | 95,0 | 98,0 | 99,0 | 99,0 | 99,0 | |
| SH g/1 | 495 | 505 | 516 | 524 | 534 | 537 | 536 |
| g H2O/g PVC | 0,327 | 0,316 | 0,303 | 0,292 | 0,280 | 0,271 | 0,262 |
| RRSB | + | + | + | + | + | - | - |
Příklad 3
Za podmínek, uvedených v příkladu 1, byla provedena serie polymerací s tím rozdílem, že jako tenzid pro nastavení poresity byl použit sorbitanmonolaurát o koncentraci 1,4 g na kg VCM. Tento tenzid se často používá pro nastavení poresuty polymerů. Výsledky jsou v tabulce 3. Koeficient vyhovujících polymerů byl 5 až 6, doba absorpce změkčovadla při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 7 až 9 minut, při poměru PVC ku DOF 5 ku 5 byla 11 až 16 minut.
Tabulka 3
| MHPC g/kg VC | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,57 | 0,54 | 0,48 |
| HPC g/kg VC | 0,48 | 0,42 | 0,36 | 0,34 | 0,32 | 0,28 |
| % | 87,5 | 75,0 | 71,2 | 67,5 | 60,0 | |
| D μιη | 101 | 109 | 114 | 118 | 128 | 142 |
| zbytek v % | ||||||
| síto 0,25 mm | 0 | 0 | 0 | <0,1 | 0,4 | 2,0 |
| 0,06 mm | 0,5 | 0,9 | 2,3 | 7,5 | 23,3 | 37,0 |
| 0,09 mm | 68,4 | 79,8 | 85,4 | 89,6 | 90,4 | 91,2 |
| 0,08 mm | 82,7 | 89,1 | 92,8 | 95,3 | 94,6 | 96,4 |
| 0,063 mm | 92,9 | 96,3 | 98,0 | 99,0 | 99,0 | 99,0 |
| SH g/1 | 492 | 502 | 507 | 510 | 512 | 515 |
| g H2o/g PVC | 0,340 | 0,337 | 0,345 | 0,352 | 0,366 | 0,368 |
| RRSB | + | + | + | — | — | — |
-5CZ 278708 B6
Z výsledků, uvedených v příkladech 1 až 3, vyplývají výhody použití směsi metylhydroxypropylcelulosy s hydroxypropylcelulosou definovaných vlastností v kombinaci s lyofobním tenzidem, založeným na nerozpustných solích nenasycených karboxylových kyselin.
Vzniklý absorpční komplex umožňuje snižování emulgačních makromolekulárních komponent, regulovat při stejném režimu míchání distribuci velikosti (při čemž je poněkud použití nenasycených karboxylových kyselin s nižším jodovým číslem), snižovat jemně disperzní podíly a zvyšovat sypnou hmotnost při dobrých absorpčních vlastnostech. Současně byl zjištěn postupně nižší obsah vody při zkoušce odstřeďovatelnosti suspenze. Tyto přednosti vystupují zřetelně při srovnání výsledků při použití metylhydroxypropylcelulosy a hydroxypropylcelulosy v kombinaci se sorbitanmonolaurátem.
Příklad 4
Za podmínek uvedených v příkladu 1, bylo do reaktoru nadávkováno 4 200 g VCM, 2,8 mM dicetylperoxydikarbonátu na kg VCM a pomocné komponenty. Jako makromolekulám! emulgátor byla použita MHPC v koncentraci 0,8 g/kg VCM a HPC v koncentraci 0,48 g/kg VCM, tedy v poměru 5 ku 3, jako tenzid nenasycené karboxylové kyseliny, jodové číslo 180, v koncentraci 0,07 g/kg VCM a hydroxid vápenatý v koncentraci 0,18 g/kg VCN, střední velikost částic byla 104 μπι, sypná hmotnost 500 g/L, byla doba absorpce změkčovadla při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 8 minut, při poměru 5 ku 5 byla 15 minut a obsah vody po odstředění byl 0,327 na g PVC.
Další polymerace byla provedena za stejných podmínek s tím rozdílem, že koncentrace HPC byla snížena na 0,22 g/kg VCM, tedy na poměr MHPC ku HPC 3,64 ku 1 a koncentrace nenasycených karboxylových kyselin zvýšena na 0,09 g/kg VCM. Vzniklý polymer měl střední velikost částic 109 μπι sypnou hmotnost 506 g/L, doba absorpce změkčovadla byla 7 minut při poměru 5 ku 5. Obsah vody při zkoušce odstřeďovatelnosti byl 0,309 g na g PVC.
Příklad 5
Ve stejném reaktoru byla při teplotě 59+0,5 °C provedena polymerace, při níž bylo dávkováno 4 200 ml vodní fáze, 2 400 g VCM, dicetylperoxydikarbonát v koncentraci 1,6 mM/kg VCM a ostatní komponenty. Polymer měl viskozitní číslo 105 + ml/g, což odpovídá K-hodnotě 65 + 1. Jako makromolekulám! emulgátor byla použita MHPC v koncentraci 0,7 g/kg VCM a HPC v koncentraci 0,42 g/kg VCM, jako tenzid směs nenasycených karboxylových kyselin, jodové číslo 90, v koncentraci 0,03 g/kg VCM a hydroxid vápenatý v koncentraci 0,16 g/kg VCM. Vzniklý polymer měl střední velikost částic 100 μπι, sypnou hmotnost 537 g/L, doba absorpce při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 9 minut a při poměru 5 ku 5 byla 18 minut. Obsah vody po zkoušce odstřeďovatelnosti byl 0,252 h H2O/g PVC.
V další polymeraci byla snížena koncentrace HPC na 0,2 g/kg VCM a zvýšena koncentrace nenasycených karboxylových kyselin na 0,04/kg VCM. Jiné změny nebyly provedeny. Výsledný polymer měl
-6CZ 278708 B6 střední velikost částic 108 μιη, sypnou hmotnost 549 g/L, dobu absorpce 7 minut při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 a 16 minut při poměru PVC ku DOF 5 ku 5. Obsah vody po zkoušce odstřeďovatelnosti byl 0,231 h H2O na g PVC.
Příklad 6
V provozních polymeračních reaktorech o objemu 42,5 m3 byl vyráběn suspenzní PVC při polymerační teplotě 59,5+1 °C, vzniklý polymer měl viskozitní číslo 105 + 4 ml/g, což odpovídá K-hodnotě 65 + 1.
Do reaktoru bylo nadávkováno 18 m demineralizovane vody, 270 litrů 3,8 % roztoku MHPC, to je 0,743 kg MHPC na tunu VCM, 170 litrů 3,8 %ního roztoku HPC, to je 0,468 kg HPC na tunu VCM, 10 litrů 3,6 %ního roztoku nenasycených karboxylových kyselin, jodové číslo 180, esterové číslo 8, to je 0,026 kg na tunu VCM, dále 12,5 kg dicetylperoxydikarbonátu, 2,5 kg hydroxidu vápenatého, 9 litrů 10 %ního roztoku peroxidu vodíku a 0,4 kg antioxidantu. Poměr MHPC ku HPC byl 1,588 ku 1. V průběhu polymerace byla do reaktoru plynule dodávána voda v množství 450 až 500 litrů za minutu pro vyrovnávání objemové kontrakce. Po poklesu tlaku o 0,25 MPa byla polymerace zastavena odpuštěním tlaku, polymer byl po demonomeraci odstředěn a usušen. Polymer byl periodicky analysován, uvedené analysy jsou z třiceti polymerací.
Střední velikost částic byla 105 až 111 μιη, zbytek na sítě 0,25 mm byl menší než 0,1 %, zbytek na sítě 0,063 mm byl 95 až 97 %, sypná hmotnost byla 505 až 515 g/L, doba absorpce změkčovadla při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 7 až 10 minut, při poměru 5 ku 5 byla 14 až 20 minut, obsah rybích ok byl 1 až 4 kusy v gramu a obsah zbytkového monomeru po demonomeraci byl 0,2 až 0,7 ppm.
V dalším, stejně dlouhém období byla za jinak stejných podmínek upraveno složení vodní fáze a to tak, že byla provedena částečná záměna HCP za lyofobní tenzid. Do reaktoru bylo nadávkováno 270 litrů 3,8 %ního roztoku MHPC, to je 0,743 kg na tunu VCM, 80 litrů 3,8 %ního roztoku HPC, to je 0,22 kg na tunu VCM a 14 litrů 3,6 %ního roztoku nenasycených karboxylových kyselin, jodové číslo 180, esterové číslo 8, to je 0,036 kg na tunu VCM. Poměr HMPC ku HPC byl 3,375 ku 1, koncentrace lyofobního tenzidu se zvýšila o 40 %. Jiné změny nebyly provedeny. Polymer byl periodicky analysován.
Střední velikost částic byla 108 až 114 μιη, zbytek na sítě 0,25 mm byl menší než 0,05 %, zbytek na sítě 0,063 mm byl 97 až 99 %, sypná hmotnost byla 515 až 530 g/L, doba absorpce změkčovadla při poměru PVC ku DOF 6 ku 4 byla 7. až 9 minut, při poměru 5 ku 5 byla 12 až 18 minut, obsah rybích ok byl 0 až 3 kusy v gramu PVC a obsah zbytkového monomeru byl po demonomeraci 0,1 až 0,5 ppm.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKYZpůsob suspenzní polymerace vlnylchloridu za tlaku a zvýšené teploty, iniciované organickými peroxidy v přítomnosti solí karboxylových kyselin s 12 až 24 uhlíkovými atomy a alespoň jednou nenasycenou vazbou s kationty dvou a vícemocných kovů, makromolekulárních emulgátorů a případně dalších přísad, vyznačený tím, že makromolekulární emulgátory jsou tvořeny směsí 10 hmotnostních dílů methylhydroxypropylcelulosy a 2 až 10 hmotnostních dílů hydroxypropylcelulosy při minimální koncentraci 0,4 g metylhydroxypropylcelulosy na 1 kg vlnylchloridu, přičemž při snížení podílu hydroxypropylcelulosy pod 5 hmotnostních dílů se zvyšuje úměrně koncentrace solí karboxylových kyselin až o 50 % hmotnostních a pH je udržováno v průběhu celé polymerace v alkalické oblasti.Konec dokumentu
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS891833A CZ278708B6 (en) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS891833A CZ278708B6 (en) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS183389A3 CS183389A3 (en) | 1992-06-17 |
| CZ278708B6 true CZ278708B6 (en) | 1994-05-18 |
Family
ID=5353690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS891833A CZ278708B6 (en) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ278708B6 (cs) |
-
1989
- 1989-03-24 CZ CS891833A patent/CZ278708B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS183389A3 (en) | 1992-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2478654C2 (ru) | Способ получения тонкодисперсного порошка политетрафторэтилена | |
| EP0006346B1 (en) | Process for producing an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene | |
| JPH1060013A (ja) | 水性ポリマー分散液の製造法および二項粒度分布を有するポリマー分散液 | |
| JPS5823801A (ja) | 懸濁重合法 | |
| US3954698A (en) | Polymerisation process | |
| JPS6392605A (ja) | 有機過酸化物水性分散液 | |
| US4189552A (en) | Method for preparing vinyl chloride polymers | |
| EP0006344B1 (en) | A process for the aqueous dispersion polymerization of tetrafluoroethylene | |
| US2483960A (en) | Polymerization of vinyl halides in an aqueous dispersion | |
| RU2144043C1 (ru) | Способ получения полимеров и сополимеров винилиденхлорида или винилхлорида | |
| JPS6015402A (ja) | 水性ポリマ−分散液の製法 | |
| DE102005041593A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisaten in Form deren Festharze | |
| JPS5851002B2 (ja) | エチレン型不飽和単量体の重合方法 | |
| NO169719B (no) | Fremgangsmaate for polymerisasjon av sfaerisk formede, poroese polymerpartikler | |
| CN100408604C (zh) | 偏二氯乙烯系树脂的制造方法 | |
| EP0051945B1 (en) | Improved suspension process for the polymerization of vinyl chloride monomer | |
| US3642745A (en) | Procedure for the polymerization and copolymerization of vinyl chloride | |
| US4110527A (en) | Vinyl chloride polymerization using selected amounts of air, oxygen or nitrogen | |
| US4732954A (en) | Novel polyvinyl chloride suspension polymerization process and product having improved plasticizer absorption | |
| EP0006345B1 (en) | The use of an aliphatic, substantially non-telogenic carboxylic acid during suspension polymerization of tetrafluoroethylene | |
| CA1250085A (en) | Polyvinyl chloride suspension polymerization process and product | |
| EP0166430A2 (en) | A method for the suspension polymerization of vinyl chloride monomer | |
| JPH03290402A (ja) | 塩化ビニル系モノマーの懸濁重合用分散安定剤 | |
| SK7982003A3 (en) | Method for preparing latex | |
| IE42687B1 (en) | Process for the continuous manufacture of polymers and copolymers of vinyl chloride |