PL98061B1 - Sposob otrzymywania chloro-bromowanego polietylenu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania chloro-bromowanego polietylenu, przeznaczonego zwlaszcza jako spoiwo do tworzyw samogasnacych.Dotychczas nie jest znany sposób otrzymywania chloro-bromowanego polietylenu, natomiast znany jest , sposób otrzymywania chlorowanego polietylenu i sposób otrzymywania bromowanego polietylenu. « Dotychczas znany sposób otrzymywania chlorowanego polietylenu polega na reagowaniu polietylenu w roztworze, emulsji lub w fazie stalej z takim srodkiem chlorujacym jak chlor gazowy lub chlorek surfurylu, czesto w obecnosci jednego ze znanych inicjatorów rodnikotwórczych, jak np. nadtlenek benzoilu, uzytego w ilosci okolo 0,01% molowych. Zasadnicza wada tak otrzymywanego chlorowanego polietylenu jest jego zbyt mala niepalnosc, gdyz jego czas samogasniecia wynosi okolo 5 sekund. < Dotychczas znany sposób otrzymywania bromowanego polietylenu polega na dzialaniu na roztwór polietylenu cieklym bromem, ewentualnie w obecnosci inicjatorów rodnikowych. Zasadnicza wada tego sposobu otrzymywania bromowanego polietylenu jest mala wydajnosc czasowa, poniewaz proces ten przebiega bardzo powoli i w celu otrzymania produktu o wysokich zawartosciach bromu konieczne jest dlugotrwale prowadzenie reakcji. Nastepna wada tego sposobu otrzymywania jest wystepowanie licznych procesów ubocznych jak utlenianie, degradacja i samoczynne sieciowanie. Prowadzi to do calkowitego obnizenia wlasnosci przetwórczych i uzytkowych produktu. Dalsza niedogodnoscia jest wydzielanie sie-jako produktu ubocznego- znacznych ilosci bromowodoru, który jest czynnikiem korodujacym, zanieczyszcza produkt koncowy pogarszajac jego wlasnosci, a przede wszystkim juz w czasie syntezy katalizuje proces odszczepienia drobin bromowodoru z czasteczek bromowanego polietylenu, co nie tylko obniza efektywnosc bromowania, ale i prowadzi do zapoczatkowania degradacji i usieciowania. Dodatkowa wada tego sposobu otrzymywania jest to, ze atomy bkromu polaczone sa z polietylenem stosunkowo slabo, wskutek czego tak otrzymany bromowany polietylen wykazuje znacznie mniejsza odpornosc chemiczna od chlorowanego polietylenu, chociaz jest od niego znacznie mniej palny, gdyz czas jego samogasniecia jest mniejszy od 1 sekundy. <^ 2 98 061 Istota wynalazku polega na tym, ze chlorowany polietylen o zawartosci nie wiekszej niz 55% wagowych chloru, rozpuszczony w niereaktywnym rozpuszczalniku, najlepiej w czterochlorku wegla, do stezenia 1-15% wagowych, najlepiej 10% wagowych, w temperaturze 15-80°C bromuje sie 0,1—5 molami N-bromoimidu kwasu dwukarboksylowego, najlepiej N-bromoimidu kwasu bursztynowego, na 1 mol chlorowanego polietylenu w obec¬ nosci 1—10% wagowych inicjatora rodnikottoórczego, najlepiej nitrylu kwasu azodwuizomaslowego, w stosunku do chlorowanego polietylenu, a bromowanie prowadzi sie az do pelnego podstawienia chlorowanego polietylenu bromem, po czym odfiltrowuje sie z roztworu osady nieprzereagowanych substratów i produktów ubocznych, oraz wytraca sie z roztworu chloro-bromowany polietylen.Zasadnicza zaleta sposobu otrzymywania wedlug wynalazku jest wyeliminowanie wystepowania bromowa- doru jako produktu ubocznego, w wyniku czego eliminuje sie zanieczyszczenie chloro-bromowanego polietylenu bromowodorem, jak równiez eliminuje sie mozliwosc katalizowania szkodliwych procesów ubocznych przez co znacznie latwiejsze jest otrzymywanie produktu niezdegradowanego i nieusieciowanego. Tym samym, otrzymany tym sposobem chloro-bromowany polietylen posiada znacznie lepsze wlasnosci. Nastepna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze proces tan przebiega znacznie krócej niz przy bromowaniu bromem, gdyz jego szybkosc wynosi do 10% Br/godz., przebiega z lepsza wydajnoscia czasowa i czystoscia produktu, poniewaz N-bromoimidy kwasu dwukarboksylowego w odróznieniu od wolnego bromu nie wywoluja utlenienia, degradacji i sieciowania. < Dalsza zaleta jest to, ze otrzymany tym sposobem chloro-bromowany polietylen, dzieki obecnosci w nim zarówno atomów chloru i bromu oraz ich synergistycznemu oddzialywaniu, odznacza sie czasem samogasniecia wynoszacym ponizej 1 sekundy.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladath wykonania. ; Przyklad I. Do kolby trójszyjnej o pojemnosci 250 cm3 zaopatrzonej w chlodnice zwrotna, wkrap- lacz i termometr, wlewa sie roztwór 3g (0,107 mola) polietylenu w95g benzenu i ogrzewa pod chlodnica zwrotna do temperatury 70°C. Nastepnie dodaje sie 0,09 g nitrylu kwasu azodwuizomaslowego rozpuszczonego w5g benzenu oraz wkrapla wciagu 30 minut 14,5 g (0,107 mola) chlorku surfurylu, w którym rozpuszczono 0,09 g nitrylu kwasu azodwuizomaslowego. Reakcje prowadzi sie przez dalsze 30 minut Nastepnie mieszanine ochladza sie i pod zmniejszonym cisnieniem odpedza sie 40 g benzenu wraz z resztkami produktów ubocznych, po czym roztwór wylewa sie stopniowo na powierzchnie wrzacej wody i zbiera wytracony chlorowany polietylen • o zawartosci 45% wagowych chloru. Osad przemywa sie woda i suszy w temperaturze 80°C pod zmniejszonym cisnieniem do 10 mm Hg przez 4 godziny. Tak otrzymany chlorowany polietylen umieszcza sie w kolbie trójszyjnej o pojemnosci 250 ml zaopatrzonej w mieszadlo i chlodnice zwrotna i rozpuszcza sie w100g czterochlorku wegla, po czym mieszanine ogrzewa sie do temperatury 60°C Nastepnie dodaje sie 17,6g (0,1 mola) N-bromoimidu kwasu bursztynowego oraz 0,15 g nitrylu kwasu azodwuizomaslowego i ogrzewa mieszanine przez 4 godziny, po czym odsacza sie osady i oziebiony roztwór wylewa do dwukrotnie wiekszej ilosci alkoholu metylowego. Otrzymuje sie 4,8 g chlorobrgmowanego polietylenu, który jest produktem koloru jasno zóltego, zawierajacym 45,5% wagowych chloru i 15,7% wagowych bromu. Przez rozpuszczenie tak otrzymanego chloro-bromowanego polietylenu w rozpuszczalniku organicznym, jak np. ksylenie, otrzymuje sie spoiwo, z którego fizycznie uformowane tworzywo jest samogasnace, o czasie samogasniecia ponizej 1 sekundy. * Przyklad II. W kolbie trójszyjnej o pojemnosci 250 ml zaopatrzonej w chlodnice zwrotna, wkraplacz i termometr, umieszcza sie 3 g (0,107 mola) rozdrobnionego polietylenu i zalewa sie 95 g czterochlorku wegla. « Po 6 godzinach, kiedy nastapi rozpuszczenie polietylenu, roztwór ogrzewa sie do temperatury 60°C i dodaje do niego 0,09 g nitrylu kwasu azodwuizomaslowego rozpuszczonego w 5 g czterochlorku wegla, a nastepnie wkrapla sie mieszajac 14,5 g (0,107 mola) chlorku surfurylu, w którym rozpuszczono 0,09 g nitrylu kwasu azodwuizoma¬ slowego. Po 30 minutach wkraplanie zakancza sie, a mieszanine ogrzewa sie przez dalsze 30 minut. Zmieszaniny oddestylowuje sie 10 ml destylatu, po czym zalacza sie chlodnice zwrotna i mieszajac ogrzewa sie zawartosc kolby do temperatury 60°C, dodaje sie 0,15 g nitrylu kwasu azodwuizomaslowego i 17,6 g (0,1 mola) N-bromoimidu kwasu bursztynowego, oraz prowadzi reakcje przez 4 godziny. Nastepnie mieszanine chlodzi sie bez mieszania i odsacza osady, a przesacz wylewa do 250 g alkoholu metylowego. Wytracony produkt przemywa sie alkoholem etylowym i suszy w temperaturze pokojowej przez 6 godzin. Otrzymuje sie 4,8 g chloro-bromowa¬ nego polietylenu, który jest zóltym proszkiem zawierajacym 45,5% wagowych chloru i 15,7% wagowych bromu. \ Wlasnosci produktu i jego zastosowanie sa takie same jak w przykladzie I. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania chloro-bromowanego polietylenu przez dzialanie srodkami chlorowcujacymi na roztwór polimeru w obecnosci inicjatorów rodnikowych, znamienny tym, ze chlorowany polietylen o zawartosci nie wiekszej niz 55% wagowych chloru, rozpuszczony w niereaktywnym rozpuszczalniku, najlepiej98061 3 w czterochlorku wegla, do stezenia 1—15% wagowych, najlepiej 10% wagowych, w temperaturze 15—80°C bromuje sie 0,1—5 molami N-bromoimidu kwasu dwukarboksylowego, najlepiej N-bromoimidu kwasu bursztyno¬ wego, na 1 mol chlorowanego polietylenu w obecnosci 1—10% wagowych inicjatora rodnikotwórczego, najlepiej nitrylu kwasu azodwuizomaslowego, w stosunku do chlorowanego polietylenu, a bromowanie prowadzi sie az do pelnego podstawienia chlorowanego polietylenu bromem, po czym odfiltrowuje sie z roztworu osady nieprzerea- c,owanych substratów i produktów ubocznych, oraz wytraca sie z roztworu chloro-bromowany polietylen. PL