PL105318B1 - Sposob otrzymywania kopolimerow metakrylanow alkilowych,stosowanych zwlaszcza w przemysle optycznym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia kopolimerów metakrylanów alkilowych: me¬ tylu, etylu i n-butylu stosowanych zwlaszcza w przemysle optycznym.

Znane dotychczas sposoby otrzymywania prze¬ zroczystych arkuszy z polimetakrylanu metylu po¬ legaja na kopolimeryzacji metakrylanu metylu z monomerem polifunikcyjnym uzytym w ilosci oko¬ lo 10% wagowych lub na umieszczaniu polimerów o wiazaniach poprzecznych na powierzchni poli¬ metakrylanu metylu celem zwiekszenia odpor¬ nosci na zarysowanie.

Otrzymane tymi sposobami wyroby wykazuja jednak zbyt mala odpornosc na scieranie i zary¬ sowanie, sklonnosc do powierzchniowego pekania, mala odpornosc na *wysokie temperatury oraz na szereg rozpuszczalników organicznych. Wymienio¬ ne wady ogiranjczaja mozliwosc stosowania tych wyrobów w przemysle optycznym.

Dotychczas do celów optycznych zwlaszcza na soczewki, pryzmaty i inne urzadzenia optyczne najwieksze zainteresowanie wzbudzily polimeta¬ krylany alkoholi cyklicznych takie jak polimeta¬ krylany: cykloheksylu, 2-cykloheksylocykloheksylu oraz substancje pokrewne. Odlewy z tych polime¬ rów odznaczaja sie duza przezroczystoscia, stosun¬ kowo wysoka temperatura miejkrnenia, wysokim wspólczynnikiem zalamania swiatla oraz niewiel¬ kim skurczem podczas polimeryzacji. Opracowano odlewane polimery metakrylanu cykloheksylu o wspólczynniku zalamania swiatla nD = 1,506 i sto¬ sowano do wojskowych przyrzadów optycznych np. wraz z polistyrenem do ukladów achromatycz- nych. Chociaz do pewnych celów talka kombinacja tworzyw sztucznych nadaje sie lepiej niz szklo crown o nD = 1,5|2 lub flint o nD = 1,59, wada wymienionych polimetrów jest niedostateczna twar¬ dosc powierzchni, duza kruchosc oraz mala odpor¬ nosc na dzialanie rozpuszczalników organicznych.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu o- trzymywania kopolimerów znajdujacych zastoso¬ wanie w iprzemysle optycznym, nie posiadajacych przytoczonych wyzej wad i niedociagniec wyste¬ pujacych u polimetakrylanów.

W wyniku przeprowadzonych badan stwierdzo¬ no, ze taki kopolimer uzyskuje sie przez kopo¬ limeryzacje metakrylanów metylu lub etylu lub n-butylu z cyjanuranem trójallilowym jako ko- monomerem sieciujacym w ilosciach kolejno 5, , 15, 20% wagowych, odznaczajacego sie dosko¬ nala rozpuszczalnoscia w tych metakrylanach oraz przez prowadzenie polimeryzacji blokowej lub po¬ limeryzacji blokowej z uwzglednieniem stadium prepolimeru w zakresie temperatur 30—80°C, przy czym w obu przypadkach polimeryzacja ta inicjo¬ wana jest nadtlenkiem benzoilu w ilosci 0,2% wagowych.

Otrzymane sposobem wedlug wynalazku kopoli¬ mery metakrylanów metylu lub etylu lub n-buty¬ lu sieciowane cyjanuranem trójallilowym sa two- 105 318105 318 3 rzywami twardymi, bezbarwnymi o doskonalej przezroczystosci i stanowia nowy rodzaj tworzywa nadajacego sie do wyrobu elementów aparatury optycznej. Ich odpornosc termiczna jest o okolo 40°C wyzsza w stosunku do odpowiednich poli¬ metakrylanów aklilowych. Ksztalt otrzymanego tworzywa zalezy od stosowanej formy, która naj¬ czesciej jest ampula szklana. Otrzymane ksztaltki po wyjeciu z formy mozna stosowac w postaci gotowej lub obrabiac mechanicznie w znany pow¬ szechnie sposób celem otrzymania zadanego ele¬ mentu optycznego w postaci soczewki czy pryz¬ matu. Ponadto kopolimery te charakteryzuja sie duza przepuszczalnoscia swiatla w zakresie fal widzialnych, mala wartoscia dyspersji sredniej oraz duza wartoscia liczby Abbego. Cechy te predy¬ sponuja stosowanie tych kopolimerów do produk¬ cji np. soczewek produkowanych dotychczas ze szkla fluorowo-kronowego odznaczajacego sie rów¬ niez duza wartoscia liczby Abbego. Dodatkowa zaleta otrzymanych kopolimerów w porównaniu do szkla optycznego jest ich maly ciezar wlasciwy oraz duza „odpornosc" na stluczenie.

Kopolimeryzacje wedlug wynalazku przeprowa¬ dzono w warunkach laboratoryjnych w ampulkach szklanych w zakresie temperatur 30—80°C, zwiek¬ szajac temperature co 24 godziny o 10°C. Szyb¬ sze prowadzenie polimeryzacji powodowalo spe- cherzenie kopolimerów. Ze wzgledu,na rózna re¬ aktywnosc uzytych metakrylanów alkilowych, po¬ limeryzacje prowadzono w róznych warunkach temperaturowych i w TÓznym czasie.

Wynalazek objasniaja dokladniej nizej podane przyklady.

Przyklad I. Polimeryzacja blokowa.

Odwazone komonomery: odpowiedni metakry- lan alkilowy (metylu lub etylu lub n-butylu) w ilosciach kolejno: 85, 80, 85, 80% wagowych, cy- januran trójallilowy w ilosciach kolejno: 5, 10, , 20°/e wagowych oraz rozpuszczony w calej ma¬ sie w ilosci 0,2°/o wagowych nadtlenek benzoilu spelniajacy role inicjatora wlewano do ampulek szklanych i zatapiano. Polimeryzacje prowadzono w ultratermostacie w zakresie temperatur 30—80°C zwiekszajac temperature co 24 godz. o 10°C. Cal¬ kowity czas polimeryzacji dla kopolimerów meta¬ krylanu metylu i cyjanuranu trójallilowego wyno¬ sil 6 dni, dla kopolimerów (metakrylanu trójalli¬ lowego wynosil 6 dni, dla kopolimerów metakry¬ lanu etylu i cyjanuranu trójallilowego wynosil 5 dni, przy czym w temperaturze 40°C po 112, godzi¬ nach ogrzewania nastapila polimeryzacja, nastep- Bltk 4 nie stopniowo podnoszono temperature do 80°C i w tej temperaturze wygrzewano otrzymane ksztalt¬ ki przez 24 godziny. Metakrylan nnbutyiu i cy- januran trójallilowy polimeryzowano w za'kresie s temperatur 40—80°C w czasie 4 dni w trzech eta¬ pach, a to: w temperaturze 40°C ogrzewano przez 24 godziny, po czym podniesiono temperature do 50°C i po 12 godzinach ogrzewania w tej tempe¬ raturze nastapila calkowita polimeryzacja, z kolei stopniowo podnoszono temperature do 80°C i w tej temperaturze wygrzewano otrzymane ksztaltki przez 12 godzin.

Przyklad II. Polimeryzacja blokowa z u- wzglednieniem stadium prepolimeru.

Odwazone ikomonomery z rozpuszczonym inicja¬ torem o skladach jaik w przykladzie I wlewano do ampulek szfklanych i polimeryzowano w lazni wodnej w temperaturze 80—80°C pod chlodnica zwrotna w czasie potrzebnym do uzyskania lep- kiego syropu-prepolimeru. Otrzymany prepolimer po zatopieniu ampulki dopolimeryzowywano w su¬ szarce w temperaturze 30—80°C, w zaleznosci od rodzaju uzytego metakrylanu alkilowego. Warun¬ ki dopolimeryzowywania prepolimeru dla poszcze* gólnych ukladów pozwalajace na otrzymanie jed¬ norodnego tworzywa byly nastepujace: dla kopo¬ limerów metalkrylanu metylu i cyjanuranu trój¬ allilowego temperatura wynosila 30—80°C, przy czym podnoszono ja stopniowo w czasie 72 godzin, so dla kopolimerów metakrylanu etylu i cyjanuranu trójallilowego temperatura wynosila 40—80°C i by¬ la stopniowo podnoszona w czasie 60 godzin, na¬ tomiast dla metakrylanu n-butylu i cyjanuranu trójallilowego temperatura wynosila 50—80°C, a podnoszono ja stopniowo w czasie 48 godzin.

Szczególna zaleta otrzymywania kopolimerów we¬ dlug przykladu II jest skrócenie czasu polimery¬ zacji o 3 doby w porównaniu do sposobu podanego w przykladzie I. 40

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania kopolimerów metakryla- 45 nów alkilowych: metyilu, etylu lub n-butylu sto¬ sowanych zwlaszcza w przemysle optycznym, zna¬ mienny tym, ze do reakcji kopolimer^yzacji meta¬ krylanów alkilowych metylu, etylu lub n-butylu wprowadza sie jako kononomer sieciujacy cyjan- so uran trójallilowy w ilosciach 5, 10, 15, 20% wa¬ gowych, a polimeryzacje prowadzi sie metoda blo¬ kowa w za'kresie temperatur 30—80°C. r. 95 egz. A4 45 zl