SU975722A1 - Способ получени низкомолекул рного полистирола - Google Patents

Description

ригелей. Имэкомолекул рный полистирол (молекул рна  масса 7000-300007, имеющий- т, пл. 80 - обладает повкпленной адгезией к металлу, поэтому применение методов безводной и водной дегазации дл  выделени  целевого продукта исключительно затруднено и экономически невыгодно.

Известен также способ получени  низкомолекул рного полистирола, нар ду с высокомолекул рным, в среде бензола в присутствии тетрагидрофурана с использованием в качестве катализатора бутиллити  G .

Недостатками способа  вл ютс  сложность выделени  полимера из раствора ввиду низкой температуры плавлени  полистирола (75 - 85°С ) и его высокой липкости, в результате чего он прилипает к оборудованию, невозможность использовани  дл  полимеризации высоких концентраций стирола в шихте (не выше 20% ) из-за трудности отвода тепла реакции, необходимость применени  тетрагидрофурана , который загр зн ет сточные воды в случае выделени  низкомолекул рного полистирола из раствора водной дегазацией.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  низкомолекул рного полистирола в среде пентана или изопентана в присутствии катализатора - н-литийалкила и суспендирующего алента-полибутадиена с образованием дисперсии полистирола и последующим выделением целевого продукта.

Согласно известному способу полистирол получают полимеризацией стирола в среде легко кип щего. растворител  - изопентана в присутствии н-бутиллити  и суспендирующих агентов полибутадиена или полиизопрена . Полимеризацию стирола осуществл ют в дилатометрах (объем дилатометра 20 мл. Загрузку растворител  стирола, полибутадиена или полиизопрена и катализатора провод т одновременно, т.е. готов т шихту и ее полимеризуют, перемешива  реакционную массу магнитной мешалкой р Одновременна  подача всех компонентов позвол ет получать порошкообразный полистирол при условии полимеризации при температуре не выше 80°С и подачи катализатора на полимеризацию из расчета получени  полистирола с молекул рной массой не ниже 30 тыс. при концентрации ишхты до 50 вес.% 71,

Получение низкомолекул рного полистирола с молекул рной массой ниже 30000 по известному способу не представл етс  возможным из-за того , что протекает не контролируемый процесс полимеризации стирола из-за

высокой скорости реакции и выделени  большого количества тепла. Происходит разогрев реакционной массы до 100 - и при этом полистирол разм гчаетс  и слипаетс  в монолитную массу.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологического процесса и получение дисперсии однородного сотава .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  низкомолекул рного полистирола путем полимеризации стирола в среде пентана или изопентана в присутствии катализатора - н-литийалкила и суспендирующего агента-полибутадиена с образованием дисперсии полистирола и последующим выделением целевого продукта, полимеризацию провод т при непрерывной подаче раствора полибутадиена в стироле в растворитель, содержащий литийалкил или при одновременной подаче литийалкила и раствора полибутадиена в стироле в растворитель.

Согласно способу синтез низкомолекул рного полистирола осуществл етс  циклически - непрерывно. В качестве растворител  используют легкокип щие углеводороды, предпочти-, тельно изопентан и пентан. В качестве суспендирующего агента выбран полибутадиен, так как он растворим в стироле, а также в смеси стирола с растворителем ( пентан, изопентан ) и нерастворим в чистом углеводородном растворителе. Сначала готов т шихту путем растворени  полибутадиена в стироле.из расчета 0,25-1 г полибугадиена на 1-0 г мономера . Затем способ может быть осуществлен в двух вариантах.

Согласно первому варианту в полимеризатор загружают растворитель и катсшизатор - бутиллитий, включают перемешивание и непрерывно или порционно дозируют стирол, содержащий поли бутадиен (шихту). При этом создаютс  услови  дл  поддержани  концентрации диспергирующего агента ( полибутадиена ) в шихте около определенного значени , не превьаиающей 0,2-0,4%. По мере исчерпывани  стирала полибутадиен выпадает вместе с образующимс  полистиролом в вде порошка с размером частиц 40 160 мк в виде дисперсной фазы.

Поддержание концентрации диспергирук цего агента на определенном уровне создает благопри тные услови  дл  получени  дисперсии полистрола более однородного состава.

Полимеризацию провод т при температуре не выше 60°С, предпочтительно 40-50 С.

Согласно второму .варианту полимеризацию стирола провод т при одновременной подаче раствора литийалкила и раствора полибутгдхиена в стироле в легкокип щий растворитель .

После полимеризации стирола по первому или второму варианту суспензию полистирола, содержащего 45 вес.% полимера, направл5пот в центрифугу, где отдел ют растворитель от полистирола. Возвратный изопентан направл ют в рецикл, а низкомолекул рный полистирол,содержащий 8 - 11% изоиентана (Направл ют в вакуум-экструдер. При 120 140°С в рабочей зоне экструдера из расплава удгш ют изопентан, а иизкомолекул рный полистирол собирают в виде плава. Благодар  тому, что низкомолекул рный полистирол очень хрупкий полимер, он легко измельчаетс  в порошок. Сушка порошка в вакууме при 60°С позвол ет получат низкомолекул рный полистирол в виде порошка.

На стадии суспензии низкомолекул рный полистирол можно наполн ть различными наполнител ми: сажей и красител ми при приготовлении тонера дл  электрофотографии.

Данный способ получени  низкомолекул рного полистирола позвол ет исключить при полимеризации стирола .применение регул торов молекул рной массы и эффективно использовать реакционный объем полимеризатора .

Пример 1. В аппарат емкостью 2 м , заполненный осушенным азотом, снабженный обратным холодильником ( поверхность теплообмена 8 см ), рубашкой и пропеллерной мешалкой, загружают 520 кг изопентана , 2,82 кг н-литийбутила в виде 10%-ного раствора в изопентане, включают переметиивание и непрерывно подают с помощью дозировочного насоса в течение 6 ч 441 кг стирола , в котором растворено 2,2 кг полибутадиена (0,5 в расчете на стирал ), полученного полимеризацией буталиена в присутствии н-бутиллити . Температуру в аппарате поддерживают 35 - 40°С. После окончани  полимеризации стирола суспензию низкомолекул рного полистирола и изопентана выгружают в усреднитель где охлаждают суспензию до . Затем с помощью дозирующего устройства суспензию низкомолекул рного полистирола подают в центрифугу НОГШ-35ОК непрерывного действи . Изопентан собирают в емкость, а затем используют дл  следующей полимеризации , а порошок ни3комолекул рного полистирола сушат в вакуум-сушилке или с помощью вакуум-экструдера . В соответствии с указанной 5 загрузкой стирола, катализатора и суспендирующего агента получают полистирол с молекул рной массой 10000. Молекул рно-массовое распределение 3,2. Размер частиц в суспензии низкомолекул рного полистирола составл ет 40-160 мк.

Конверси  мономера достигает практически 100%. в процессе получени  низкомолекул рного полистирола отсутствуют отходы производства и побочные продукты.

Пример 2.В аппарат емкостью 2м, заполненный осушенным азотом, снабженный обратным холоQ дильником, рубашкой и пропеллерной мешалкой, загружают 520 кг изопентана , включают-перемешивание и непрерывно подают с помощью дозировочных насо.сов в течение б ч 441 кг

5 стирола, в котором растворено 2,2 кг полибутадиена 0,5% в расчете на стирол и одновременно 2,82 кг н-литийбутила в виде 5%-ного раствора в изопентане. Температуру в аппарате поддерживают 35 - . По окончании полимеризации стирола суспензию низкомолекул рного полистирола в изопентане выгружают в усреднитель , где охлаждают суспензию до 10°С. Затем с помощью дозирующего

5 устройства суспензию низкомолекул рного полистирола подают в центрифугу НОГШ-350К непрерывного действи . Изопентан собирают в емкость , а затем используют дл  следующей полимеризации, а порошок низкомолекул рного полистирола сушат в вакуум-сушилке или с помощью вакуумэкструдера и получают полимер с молекул рной массой 10000. Молекул р5 но-массовое распределение 1,85. Размер частиц в суспензии полистирола составл ет 80 - 160 мк. Конверси  мономера достигает практически 100%. В процессе получени  низкомолекул р0 него полистирола отсутствуют отходы производства и побочные продукты. В таблице показаны результаты примеров 3 - 8 по получению низкомолекул рного полистирола молекул рной массы 1000 - 30000 в присутствии различного количества суспендирующего агента в стироле. Загрузка тюномера, растворител  и метод получени  низкомолекул рного полистирола аналогичны примеру 1.

Claims (1)

1. Формула изобретений

   Способ получения низкомолекулярного полистирола полимеризацией сти.^1^1--^^3.8927/39 н рола в среде пентана или изопентана в присутствии катализатора - н-литийалкила и суспендирующего агента-полибутадиена с образованием дисперсии полистирола и последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и получения дисперсии однородного состава, полимеризацию проводят при непрерывной подаче раствора полибутадиена в стироле в растворитель, содержащий литийалкил, или при одновременной подаче литийалкила и раствора полибутадиена в стироле в растворитель.