СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИОННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА Российский патент 1999 года по МПК C08F114/06 

Настоящее изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности, к суспензионной полимеризации винилхлорида ВХ. Поливинилхлорид широко используется для производства различных изделий: труб, пленочных материалов, линолеума, кабельного пластиката и др.

Известно применение в качестве инициаторов представителей класса перкарбонатов, особенно часто ди-2-этилгексилпероксидикарбоната ПДЭГ (H. Jaspers и др., Kunststoffe, 1976, 66 , N 10, C. 688-694, US 4849482). Их преимущества по сравнению с ацильными перекисями и перэфирами заключаются в более равномерной скорости процесса полимеризации, улучшенном теплосъеме и относительно сокращенном по времени полимеризационном цикле. Одним из направлений интенсификации суспензионной полимеризации ВХ является использование восстановителей, способных взаимодействовать с перекисными инициаторами, повышая эффективность инициирования и скорость полимеризации. Такими соединениями могут служить тиомочевина или ее замещенные производные: дифенил-, дибензилтиомочевины (GB, 1177849, 1970), а также вещества формул HSX (где X - радикал амина, аминокислоты, группа CN) сами по себе или в сочетании с третичными алифатическими или гетероциклическими аминами NL, 138449, 1973. Для низкотемпературной полимеризации ВХ описана [DE-2028363, 1970] окислительно-восстановительная система ОВС, представляющая собой сочетание перекиси ацилсульфонила с восстановителем - алифатическим или гетероциклическим амином следующих формул:

или

где
R₁ и R₂ - арил или аралкил, циклоалкил с ≤ 20 атомами углерода;
R₃ - гидроксильная, карбоксильная или сульфогруппа.

Использование соединений такой формулы не позволяет ускорить процесс полимеризации в нашем случае.

Чтобы интенсифицировать процесс суспензионной полимеризации винилхлорида, авторы предлагают применять ОВС на основе перкарбоната и соединения класса бетаинов в массовом соотношении перкарбонат-бетаин в интервале 1:0,14 - 1: 0,22. Общая формула бетаинов где R - смесь линейных алкильных остатков с числом атомов углерода 10-18 (бетаин I) или R₁-CONH(CH₂)₃-, где R₁ представляет собой смесь остатков органических кислот с числом атомов углерода 6-15 (бетаин II).

Представленные ниже примеры иллюстрируют сущность настоящего предложения.

Пример 1. В спецстальной реактор объемом 3,5 л, снабженный мешалкой (200 об/мин), загружают 1600 г обессоленной воды; 2,88 г эмульгатора "Метоцел" (метилоксипропилцеллюлоза); 0,09 г гидроксида натрия; 0,0089 г дифенилолпропана; 0,48 г ПДЭГ; 0,086 г бетаина I (масс.соотн. ПДЭГ-бетаин 1-1:0,18) и 800 г ВХ. При перемешивании смесь нагревают до 48^oC и ведут полимеризацию до падения давления на 0,5 атм. Оценивают продолжительность полимеризационного цикла и эффективность интенсификации, определяемую в процентах по сравнению с контрольной операцией. После охлаждения и сдувки остаточного ВХ содержимое реактора выгружают, промывают водой, сушат, определяют выход полимера, ряд основных показателей его свойств: массу и время поглощения пластификатора (соответственно МПП, ВПП), распределение по гранулометрическому составу, средний диаметр зерна.

Полученные экспериментальные данные примера 1 и последующих примеров приведены в таблице.

Примеры 2-3. Аналогичны примеру 1, но соотношения ПДЭГ-бетаин I 1:0,14 и 1:0,22 соответственно.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но вместо бетаина I используют бетаин II.

Примеры для сравнения.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но используют только один перкарбонат без восстановителя.

Полученные результаты свидетельствуют о принципиальной возможности сокращения полимеризационного цикла на 10,3-19,8% по сравнению с индивидуальным инициатором ПДЭГ при сохранении выхода готового продукта и показателя МПП. Одновременно необходимо отметить наблюдаемый эффект по улучшению качества полимера при использовании системы ПДЭГ-бетаин, заключающийся в улучшении в 1,5-1,8 раза величины ВПП, уменьшении среднего диаметра зерна в 1,5-2 раза и получении более однородного по гранулометрическому составу продукта (см. чертеж).

Примеры 6-7. Аналогичны примеру 1, но соотношение ПДЭГ-бетаин I соответственно 1:0,09 и 1;0,36.

Примеры 8-9. Аналогичны примеру 4, но соотношение ПДЭГ-бетаин II соответственно 1:0,09 и 1:0,36.

Взятыми для сравнения примерами 6-9 установлено, что применение бетаинов I и II в концентрациях ниже и выше указанных в примерах 1-4 не сокращает продолжительность полимеризационного цикла, хотя присутствие бетаина улучшает ВПП.

Пример 10. Аналогичен примеру 1, но вместо бетаина I используют трибутиламин ТБА при соотношении ПДЭГ:ТБА - 1:0,18.

Замена бетаина на ТБА резко снижает скорость полимеризации (за 14 часов выход составляет ≈15%).

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит сократить продолжительность полимеризации с одновременным улучшением качества полимера (снижение времени поглощения пластификатора, более высокая морфологическая однородность по гранулометрическому составу) и увеличить мощность действующих производств по синтезу ПВХ.

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений. При получении суспензионного поливинилхлорида в присутствии защитного коллоида предлагается использовать окислительно-восстановительную систему на основе перкарбоната и бетаинов в массовом соотношении (1:0,14)-(1:0,22). В качестве бетаинов используют соединения общей формулы I, где R - смесь линейных алкильных остатков, с числом атомов углерода 10-18 или R₁-CONH (CH₂)₃-, где R₁ - смесь остатков органических кислот с числом атомов углерода 6-15. Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс полимеризации целевого продукта. 1 ил., 1 табл.

R-N⁺(CH₃)₂-CH₂-COO^- (I)

Способ получения суспензионного поливинилхлорида в присутствии защитного коллоида и окислительно-восстановительной системы на основе ди-2-этилгексилпероксидикарбоната и восстановителя, отличающийся тем, что в качестве восстановителя применяют бетаины формул

и

где R - смесь линейных алкильных остатков с числом атомов углерода C₁₀ - C₁₈,
R¹ - смесь остатков органических кислот C₆ - C₁₅ при массовом соотношении окислитель : восстановитель в пределах 1 : 0,14 - 1 : 0,22.2