Способ получения поливинилхлорида
fl 1, ; .i.
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (i i) 504786
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09,10.74 (21) 2066458/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет 22.06,73
Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8 (51) М, Кл.- "С 08Г 2, 26
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 678.743.22 (088.8) ло делам изобретений и открытий
Дата опубликования описания 30.04.76 (72) Автор изобретения
A. М. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Изобретение относится к области получения поливинилхлорида в водной дисперсии.
В настоящее время поливинилхлорид (ПВХ) получают в водной суспензии или эмульсии в присутствии различных диспергаторов.
Известен способ получения ПВХ в водной дисперсии в присутствии анионактивного эмульгатора при концентрации ниже критической концентрации мицеллообразования и водорастворимого инициатора (1). Однако по указанному способу полимер получают частично в виде бесформенной массы, налипающей на мешалку и стенки реактора, что затрудняет теплоотдачу, а выход полимера с единицы реакционного объема невелик.
С целью увеличения реакционного объема и улучшения теплоотвода по предлагаемому способу процесс проводят в присутствии коллоидно-ди спер гированного в воде металла, выбранного из группы, состоящей из меди, никеля, платины, палладия, иридия, осмия и золота.
Полимеризационная система содержит воду, анионогенный эмульгатор, жидкий мономер, водорастворимый инициатор, металл в коллоидно-диспергированном состоянии. При этом происходит одновременно полимеризация винилхлорида с образованием латексных частиц размером около 1000 А и частиц блоч2 ного полимера размером 1 — 3 мм. Блочная полимеризация протекает в каплях жидкого мономера, стабилизированных от коалесценции латексными частицами. Наличие эмульга5 тора в системе способствует образованию латексных частиц поливинилхлорида. Роль коллоидно-диспергированного металла сводится к созданию центров частиц блочного полимера в каплях жидкого мономера. При перемешп10 вании реакционной смеси происходит дрооление жидкого мономера на капли размером
1 — 5 мм, на поверхность которых устремляются латексные частицы полимера, образующиеся в водной фазе, которые, работая как по15 верхностно-активные вещества для этик капель, предотвращают коалесценцию, в результате чего к концу полимеризацип формируются крупные частицы блочного полимера. Звеном, связывающим эмульсионную, суспензион20 ную и блочную полимеризации в единый способ полимеризации, является присутствие водного коллоидного раствора металла, который, меняя физическое состояние реакционной системы, позволяет устранить недостатки каждого способа полимеризации в отдельности, по крайней мере, частично.
Хорошая транспортабельность полимеризационной системы определяется тем, что реакционная смесь представляет собой многоком30 понентную коллоидную систему, состоящую из
3 латексных частиц поливинилхлорида, стабилизированных эмульгатором, и крупных капель жидкого мономера, стабилизированных от коалесценции этими латексными частицами.
Дробление жидкого мономера на капли, диспергированные в латексе, способствует хорошему теплоотводу.
Реализация предлагаемого способа производится следующим образом.
В эмалированный автоклав вводят 100 вес. ч. дистиллированной воды; 150 — 100, предпочтительнее 100 вес. ч., промышленного винилхлорида; 0,1 — 0,001, предпочтительнее 0,01 вес. ч., анионогенного эмульгатора; 1 — 0,01, предпочтительнее 0,1 вес. ч., водорастворимого инициатора; 10 — 3 — 10 вес. ч. коллоидно-диспергированного металла, например меди, никеля, платины, палладия, осмия, иридия, золота.
Систему дегазируют. Полимеризацию проводят при температуре 0 — 60 С и непрерывном или периодическом перемешивании. Время полимеризации определяется скоростью генерации свободных радикалов водорастворимым инициатором. Продукт полимеризации представляет собой смесь латекса с размерами латексных частиц около 1000 А и легко транспортируемых сферических частиц блочного полимера размерами 1 — 3 мм.
Приготовление водного коллоидного раствора металла. В стеклянный химический стакан наливают дистиллат, вводят две проволоки необходимого металла, к проволокам подводят переменный (частота 50 гц) иил постоянный ток напряжением 50 — 60 в; при сближении проволок образуется электрическая дуга.
В момент образования электрической дуги происходит распыление металла до коллоидного состояния. Водный раствор приобретает способность к появлению эффекта Тиндаля или опалесценции, которая наблюдается визуально. После этого электрический ток выключают, проволоку удаляют из раствора, раствор фильтруют.
Приготовление полимеризационной смеси.
В эмалированный реактор, снабженный рубашкой для термостатирования, монометром, термометром, заливают свежеприготовленный раствор (водный) коллоидного металла, добавляют анионогенный эмульгатор, например эмульгатор К-30 (смесь натриевых солей алкилсульфокислот с числом углеродных атомов 12 — 18) в количестве, необходимом для создания концентрации ниже критической концентрации мицеллообразования. Вводят водорастворимый инициатор, например персульфат аммония, перекись водорода и др. Водный раствор трижды продувают азотом и вакуумируют. Заливают винилхлорид.
Проведение процесса полимеризации. В рубашку реактора подают воду из термостата, включают мешалку. Об окончании процесса полимеризации судят по падению давления в реакторе-полимеризаторе.
504786
Ниже приведены рецептуры реакционной смеси и условия полимеризацни по предлагаемому способу.
Пример 1. Состав полимеризацпонной смеси, вес. ч.:
Вода 100
Винилхлорид 100
Инициатор-персульфат аммония 0,1
Эмульгатор К-30 (смесь натриевых солей алкилсульфокислот) 0,01
Коллоидный металл 10 —"
Температура полимеризации 60 С.
При использовании в качестве коллоидного металла меди, никеля, платины, палладия, иридия, осмия или золота время полимеризацип составляет 12 час.
П р и м ер 3. Состав полимеризационной
35 смеси, вес. ч.:
Вода 100
Винилхлорид 100
Инициатор-перекись водорода
40 Эмульгатор К-30
Коллоидный металл
Температура полимеризации 60 С.
При использовании в качестве коллоидного металла меди, никеля, платины, палладия, 45 иридия, осмия или золота время полимеризации составляет 26 час.
Пример 4. Состав полимеризационной смеси, вес. ч.:
Вода 100
50 Винилхлорид 150
Инициатор-перекись водорода
Эмульгатор К-30
Коллоидный металл
55 Температура полимеризации 25 С.
При использовании в качестве коллоидного металла меди, никеля платины, палладия, иридия, осмия иил золота время полимеризации составляет 40 суток.
60 Пример 5. Состав полимеризационной смеси, вес. ч.:
Вода 100
Винилхлорид 100
Инициатор-персульфат б5 аммония
10 3
10 — 3
0,1
10 — 3
10 — 3
0,5
20 П р н м е р 2. Состав полнмеризационной системы, вес. ч.:
Вода 100
Винилхлорид 150
Инициатор-персульфат
25 аммония 0,1
Эмульгатор К-30 0,01
Коллоидный металл 10 —.
Температура полимеризации 60 С.
При использовании в качестве коллоидного
30 металла меди, никеля, платины, палладия, иридия, осмия или золота время полимеризации составляет 15 час.
504786
Формула изобретения
Составитель Л. Седакова
Редактор T. Никольская Техред 3. Тараненко Корректор В. Брыксина
Заказ 905/13 Изд. Хо 1154 Тираж б30 Подписное
ЦНИИГ!И Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретешш и открытий
1!3035, Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2
Эмульгатор К-30 (критическая концентрация мицеллообразования) 0,2
Коллоидный металл 10-
Температура полимеризации 0 С.
При использовании в качестве коллоидного металла меди, никеля, платины, палладия, иридия, осмия или золота время полимеризации составляет более 45 суток.
П р и м ер 6. Состав полимеризационной смеси, вес. ч.:
Вода 100
Винилхлорид 150
Инициатор-перекись водорода 0,2
Коллоидный металл 10 —"
Температура полимериз ации 25 С.
При использовании в качестве змульгаторов лаурата калия, лаурата натрия или алкильсульфатов, время полимеризации составляет около 40 суток.
Во всех примерах полимеризат представляет собой смесь жидкого латекса с размерами ча6 стиц около 1000 А и крупных частиц полимера (размером 1 — 3 мм) .
ИК-спектры образцов поливинилхлорида идентичны.
Способ получения поливинилхлорнда путем полимерпзации винилхлорида в волной дисперсии в присутствии анионактивного эмульгатора при концентрациях ниже критической концентрации мицеллообразования и водорастворимого инициатора, о т л и ч а го шийся тем, что, с целью увеличения выхода полимера с единицы реакционного объема и улучшения теплоотвода, процесс проводят в присутствии коллоидно-диспергированного в воде металла, выбранного из группы, состоящей из меди, никеля, платины, палладия, иридия, ос20 мия и золота. (1) Е. Peggion, F, Testa, С. Falamini, Маггопо!. Cl.em., 71, 173, 1964.
