СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРА ЖЕЛАТИНЫ Российский патент 1995 года по МПК C08F289/00 C08F120/18 

Изобретение относится к получению привитых сополимеров желатины, конкретно к способу получения привитого сополимера желатины с метилакрилатом, который может быть использован в химико-фотографической промышленности в составе фотографических слоев кинофотоматериала.

Известен способ [1] получения привитого сополимера желатины путем привитой сополимеризации желатины с эфиром акриловой кислоты метилметакрилатом в водной среде при нагревании в присутствии персульфатного инициатора радикальной полимеризации. Способ включает смешение инициатора полимеризации персульфата калия с раствором желатины при 82 ± 1^оС, нагрев смеси до 83-85^оС, введение в нее мономера метилметакрилата при массовом соотношении желатины и мономера от 4:1 до 1:4 и выдерживание реакционной смеси при той же температуре в течение 45 мин. Реакционную смесь непрерывно перемешивают на протяжении всего способа. Реакцию проводят в щелочной среде.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ [2] получение привитого сополимера желатины и метилакрилата в присутствии персульфата калия.

Недостатками способа являются низкая степень прививки 0,6% и высокое содержание гомополимера 18-20% от введенного монополимера.

Целью изобретения является повышение выхода и степени прививки привитого сополимера желатина.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения привитого сополимера желатины путем привитой сополимеризации желатины с эфиром кислоты акрилового ряда в водной среде при нагревании в присутствии персульфатного инициатора полимеризации в качестве эфира кислоты акрилового ряда применяют метилакрилат, смешивают водный раствор желатины, нагретый до 40-45^оС, с метилакрилатом и персульфатом аммония (калия) при массовом соотношении желатины и метилакрилата 1: 5,2-1:9 и при рН 2,9-6,0. Полученную смесь перемешивают 3-6 мин, после чего реакционную массу постепенно, в течение 40-60 мин, нагревают до 52-54^оС, выдерживают реакционную массу в течение 12-15 мин до самопроизвольного подъема температуры до 64-69^оС, размешивают 1-3 мин и выдерживают до прекращения самопроизвольного подъема температуры, после чего доводят температуру реакционной массы 80-83^оС, размешивают 2-3 мин и затем выдерживают при этой температуре в течение 30-40 мин.

П р и м е р 1 (по аналогу). В реактор, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником, термометром, капельной воронкой и водяной баней, наливают дистиллированную воду, нагревают до 82^оС и добавляют 0,3 мас.ч. инициатора полимеризации персульфат калия (K₂S₂O₈) и 10 мас.ч. желатины в 90 мас. ч. дистиллированной воды (предварительно приготовленной 10% раствор желатины). При температуре реакционной смеси 83-85^оС в реактор из капельной воронки прибавляют 10 мас. ч. метилметакрилата, затем реакционную смесь нагревают еще 45 мин при той же температуре. Смесь студенится при комнатной температуре. Студень сушат сначала при комнатной, а затем при 40^оС на рамах, обтянутых капроном. Образовавшийся гомополимер полиметилметакрилата экстрагируют толуолом. Привитые ветви полиметилметакрилата от желатины отделяют гидролизом с разбавленной соляной кислотой (1:1) на водяной бане в течение 10 ч. Привитый полиметилметакрилат, оставшийся в осадке, отфильтровывают, промывают водой до отрицательной реакции на ионы хлора и сушат. Получают 10,0 г (50% от расчетного) продукта с содержанием гомополимера полиметилметакрилата 2 г (20% от введенного монополимера) и привитого сополимера желатины 8 г (40% от расчетного). Мол. м. привитых ветвей 2000. Содержание непрореагировавшей желатины от исходной 24,5%
П р и м е р 2 (по прототипу). 6,5 г желатины, 0,5 г персульфата калия растворяют в 200 мл воды при 40^оС, добавляют 1 мл 25%-ного раствора аммиака (рН 8,0) и 5 мл (4,76 г) метилакрилата (соотношение желатины и метилакрилата 1,3:1). Понижают температуру до 95-98^оС и перемешивают 30-45 мин до исчезновения запаха мономера. Получают опалесцирующий раствор с содержанием гомополимера полиметилметакрилата 18% привитого сополимера 40% содержание непрореагировавшей желатины 26% выход продукта сополимеризации 49% превращение мономера 50% степень прививки 0,6% мол.м. привитых цепей 2000, мол.м. сополимера 8˙10⁴.

П р и м е р 3. В реакторе, оборудованном обратным холодильником, механической мешалкой, термометром и водяной баней для подогрева и охлаждения реакционной смеси, растворяют, мас.ч. 24 желатины в 830 дистиллированной воды, доводят температуру до 41^оС, значение рН раствором соляной кислоты (1:1) до 2,9. Затем при работающей мешалке в реактор загружают 125 метилакрилата и 0,72 персульфата аммония, предварительно растворенного в 19% воды. Закрывают реактор и начинают процесс синтеза. После загрузки всех компонентов реакционную смесь размешивают 5 мин, останавливают мешалку и начинают постепенно нагревать с таким расчетом, чтобы в течение 40 мин поднять температуру в реакционной смеси до 52^оС, а в бане до 62-64^оС, и включают обогрев. При этой температуре начинается реакция, о чем судят визуально по интенсивному побелению реакционной смеси (образование латекса). После начала реакции при выключенном обогреве выдерживают реакционную массу в течение 12 мин, при этом температура реакционной смеси поднимается до 64^оС. Размешивают реакционную смесь в течение 2 мин, останавливают мешалку и в статических условиях проводят процесс за счет тепла реакции (температура реакционной смеси самопроизвольно поднимается до 77^оС). После окончания самопроизвольного подъема температуры восстанавливают подачу пара и поднимают температуру в бане до 80-90^оС, а в продукте устанавливают температуру 80^оС, размешивают 3 мин, останавливают мешалку и дают выдержку до практически полного вхождения мономера в реакцию в течение 30 мин. Получают однородную водную дисперсию, содержащую 148,47 г (99,16% от расчетного) продукта сополимеризации с содержанием привитого сополимера желатины 140,75 г (94,0% от расчетного) и гомополимера полиметилакрилата 7,72 г (6,1% от введенного мономера). Степень прививки 4,6; мол.м. привитого сополимера желатины 0,92˙10⁶, мол.м. привитых ветвей 0,76˙10⁶.

П р и м е р 4. Реакцию проводят по рецептуре и по режиму примера 3, но раствор желатины подкисляют до рН 6,0 и в качестве инициатора полимеризации используют персульфат калия в количестве 0,6 г (0,025 г на 1 г желатины). Получают однородную водную дисперсию, содержащую 148,35 г (99,15% от расчетного) продукта сополимеризации с содержанием привитого сополимера желатины 143,3 г (95,8% от расчетного) и гомополимера полиметилакрилата 5,05 г (4,0% от введенного мономера). Степень прививки сополимера 4,7, мол.м. привитого сополимера желатины 1,42˙10⁶; мол.м. привитых ветвей 0,29˙10⁶.

П р и м е р 5. В реакторе растворяют, мас.ч. 4 желатины в 125 дистиллированной воды, доводят температуру до 40^оС, загружают 28 метилакрилата и 0,12 персульфата аммония, предварительно растворенного в 4 воды, подкисляют соляной кислотой до рН 5,0, размешивают 3 мин, останавливают мешалку, и начинают постепенно нагревать с таким расчетом, чтобы в течение 50 мин поднять температуру в реакционной смеси до 53^оС, выключают обогрев (начало реакции полимеризации интенсивное побеление реакционной смеси). При выключенном обогреве выдерживают реакционную массу в течение 15 мин, при этом температура реакционной смеси поднимается до 69^оС. Размешивают 2 мин, останавливают мешалку и в статических условиях проводят процесс за счет тепла реакции. (Температура реакционной смеси самопроизвольно поднимается до 81^оС). Поднимают температуру в продукте до 83^оС (за счет обогрева), размешивают 2 мин и выдерживают при этой температуре 35 мин. Получают однородную водную дисперсию, содержащую 31,7 г (98,7% от расчетного) с содержанием 30,1 г (93,8г% от расчетного) привитого сополимера желатины и 1,6 г (5,7% от введенного мономера) гомополимера. Степень прививки 6,3; мол.м. привитого сополимера желатины 2,99˙10⁶ мол.м. привитых цепей полиметилакрилата 0,65˙10⁶.

П р и м е р 6. В реакторе растворяют, мас.ч. 10 желатины в 385 дистиллированной воды, доводят температуру до 45^оС, значение рН раствора до 3,0 (раствором соляной кислоты 1:1), загружают 0,3 персульфата натрия, предварительно растворенного в 15 воды и 90 метилакрилата, перемешивают 6 мин, останавливают мешалку, в течение 60 мин поднимают температуру реакционной смеси до 54^оС (начало реакции полимеризации), включают обогрев и выдерживают 13 мин температура в конце выдержки 67^оС, размешивают 3 мин, в статических условиях проводят процесс за счет тепла реакции (температура реакционной смеси 85^оС). После окончания самопроизвольного подъема температуры устанавливают температуру в реакционной массе 82^оС, размешивают 2,5 мин и выдерживают при этой температуре 40 мин. Получают водную дисперсию, содержащую 98,5 г (98,2% от расчетного) продукта сополимеризации с содержанием 92,4 г (92,1% от расчетного) привитого сополимера желатины и 6,1 г (5,8% от введенного монополимера) гомополимера. Степень прививки 8,3, мол.м. привитых ветвей 0,76˙10⁶, мол.м. привитого сополимера желатина 7,64˙10⁶.

Свойства образцов привитого сополимера желатины приведены в таблице.

Использование: относится к способам получения привитого сополимера желатины с метилакрилатом. Полученный сополимер может быть использован в химико-фотографической промышленности в составе фотографических слоев фотоматериала. Сущность изобретения: способ получения привитого сополимера желатины путем привитой сополимеризации желатины с эфиром кислоты акрилового ряда в водной среде при нагревании в присутствии персульфатного инициатора полимеризации, в котором, с целью повышения выхода и степени прививки привитого сополимера желатина, в качестве эфира кислоты акрилового ряда применяют метилакрилат, смешивают водный раствор желатины, нагретый до 40 45°С с метилакрилатом и персульфатом аммония (калия) при массовом соотношении желатины и метилакрилата 1 5,2 1,9 и pH среды 2,9 6,0, полученную смесь размешивают 3-6 мин, после чего реакционную смесь постепенно, в течение 40 60 мин, нагревают до 52 54°С, выдерживают реакционную массу в течение 12 15 мин до самопроизвольного подъема температуры до 64 69°С, размешивают 1 3 мин и выдерживают до прекращения самопроизвольного подъема температуры, после чего доводят температуру до 80 93°С, размешивают 2 3 мин затем выдерживают при этой температуре в течение 30 40 мин. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРА ЖЕЛАТИНЫ, включающий смешение водного раствора желатины при 40 45^oС с метилакрилатом и сополимеризацию в присутствии персульфата калия при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и степени прививки привитого сополимера, смешивают водный раствор желатины с метилакрилатом при массовом соотношении желатины и метилакрилата 1 5,2 1 9 и pH 2,9 6,0 в течение 3 6 мин с последующим нагреванием в течение 40 60 мин до 52 54^oС, выдерживанием в течение 12 15 мин до самопроизвольного подъема температуры до 64 69^oС, перемешиванием в течение 1 3 мин и выдерживанием до прекращения самопроизвольного подъема температуры с последующим нагреванием до 80 83^oС, перемешиванием в течение 2 3 мин и выдерживанием в течение 30 40 мин.