Способ получения редкосшитых сополимеров акриловой кислоты Советский патент 1989 года по МПК C08F220/06 

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения редкосшитых сополимеров полиакриловой кислоты, и может быть использовано для создания загустителей с регулируемым во- допоглощением.

Целью изобретения является увеличение загущающей способности ред- косшитых сополимеров и ее регулирование.

Пример 1. Синтез полимера и его сушка без термостатирования.

В аппарат, снабженный мешалкой, обратным холодильником, патрубком для продувки, инертным газом и рубашкой, загружают 2,8 г акриловой кислоты, 0,015 г (0,53% от массы акриловой кислоты) полиаллиловых эфиров пентаэритрита (Г1АЭПЭ), содержащих 80% триаллилового эфира, 1% тетрааллилового зфира и 19% ди- аллнлового эфира, 0,011 г дицикло- гексилпероксидикарбоната, 21 мл хлористого метилена. После загрузки компонентов реакционную смесь продувают аргоном в течение 30 мин при охлаждении и непрерывном пеое- мешивании. Затем в рубашку подают теплоноситель с одновременным прекращением подачи аргона. Температура синтеза 40°С, продолжительность 4,5 ч. После окончания реакции продукт отделяют на фильтре Шотта, прог. мывают хлористым метиленом и сушат при 40-50°С и РОСТ 4-8 мм рт.ст. до содержания растворителя 0,5% 2 ч 15 мин. Получают 2,3 г продукта.

Загущающую способность сополимера определяют по начальному наприСП

to

О)

со

прекращением пода- Температура синтеза

жению сдвига 0,35%-ного водного геля сополимера со степенью нейтрализации 0,8-Го. Для данного примера Сс - 18,0 Па.

Пример 2. Синтез и сушка полимера без термостатирования.

В аппарат, снабженный мешалкой, обратным холодильником, патрубками для продувки инертным газом и рубашкой, загружают 2,8 г акриловой кислоты, 0,014 г динитрилазоизо- масляной кислоты, 0,054 г ПАЭПЭ, содержащих 80% триаллилового эфира, 1% тетрааллилового эфира и 19% ди- аллилового эфира, и 32 мл, толуола (содержание ПАЭПЭ 1,8% от массы акриловой кислоты). После загрузки компонентов смесь продува ют аргоном в -течение 30 мин при перемешивании. Затем в рубашку аппарата подают теплоноситель с чи аргона, jпродолжительность 2 ч. После прове- дения синтеза продукт отделяют на фильтре Щотта от растворителя промывают толуолом и сушат при 50-60°С при остаточном давлении 4-8 мм рт.с 2 ч 10 мин до содержания растворителя 2%. 2,4 г продукта, 1-гмеющего С 22,0 Па

П р им е р 3. Термостатирова- ние образцов по примерам 1 и 2.

По 2 г сополимера, полученного по примерам 1 и 2, помещают в чашку Петри слоем высотой до 5 мм и выдерживают в термостате при в токе воздуха с кратностью воздухообмена 3 объема в 1 ч. Через определенные промежутки времени отбирают пробы сополимера и.определяют начальное напряжение сдвига 1 водных гелей сополимера в дистиллированной воде и в солевом растворе. Полученные данные приведены в таблице (опыты 1,2,3).

Пример 4 (контрольный). По 2 г сополимеров, полученных по примерам 1 и 2, выдерживают в толуоле при как в известном способе (опыты 4,5,6).

Пример 5. 2г сополимера, полученного по примеру 1, помещают в чашку Петри равномерным слоем высотой до 5 мм и вьщерживают в вакуум-термостате при 120°С и остаточном давлении 30 мм рт.ст. и через определенные промежутки времени отбирают пробы и определя

5

0

5

0

5

0

ют fj в дистиллированной воде (опыт 7).

Пример 6. Как в примере 5, сополимер выдер живают при 120 С в токе инертного газа с кратностью воздухообмена 5 объемов в 1 ч (опыт 8).

Пример 7 (контрольный). Как в примере 5, но сополимер за- паивают в стеклянную ампулу и выдерживают при 120°С без дегазации (опыт 9).

Пример 8. Регулирование защищаю01ей способности

Для определения температурного диапазона термостатирования по 2 г сополимера, полученного по примеру 1, помещают в чашку Петри равномерным слоем высотой до 55 мм и вьщерживают в термостате в токе воздуха (2 объема в 1 ч) при заданной температуре, отбирая пробы и определяя ...

В диапазоне температур 115-130°С можно легко регулировать Гр продукта, изменяя время термостатирования в технологически приемлемые сроки. Температуры 110-135°С являются контрольными: при Г10°С нарастание идет крайне медленно, при 135°С происходит очень быстрый рост f, приводящий к комкованию продукта, что делает эти температуры технологически неприемлемыми.

Пример 9. Сополимер получают по примеру 2, но сушат до содержания растворителя 3% в течение 2 ч 10 мин. Получают 2,424 г сополимера, имеющего Cf,- 21 Па. Продукт термо- статирзпот по примеру 5 при в течение 8 ч и замеряют f,, 60,5 Па.

П р и и е р 10 (контрольный). Сополимер получают по примеру 2, но сушат до содержания растворителя 5% в течение 1,5 ч. Получают 2,427 г сополимера с 1}д 18 Па, Продукт

термостатируют по примеру 9, - 54 Па,

Пример 11 (контрольный). Сополимер ползгчают по примеру 2, но сушат до содержания растворителя 0,3% в течение 5 ч. Получают 2,36 г продукта с 22 Па, Продукт термостатируют по примеру 9, ) 63 Па,

Выход за нижний предел содержания растворителя не влияет на величину Со , а только удлиняет процесс сушки, выход за верхний предел ухудшает этот показатель.

Пример 12. Сополимер получают по примеру 1 (содержание растворителя 0,5%) и термостатируют по примеру 9, fo 62 Па.

Пример 13. Опыт проводят по методике примера 1, но берут 28 акриловой кислоты, 0,225 г (0,8% от акриловой кислоты) ПАЭПЭ состава ДИ-, три-тетрааллиловые эфиры А%- 95%-1%, 0,11 г ииициатора и процесс ведут в 210 мл хлористого метилена. Проводят три параллельных опыта и определяют 2- , которые равны 53,53 52 Па.

Пример 14. Проводят как в примере 13, но берут ПАЭПЭ состава ДИ-, три-, тетрааллиловые эфиры 8%-82%- 0%. Проводят 3 параллельных опыта, получают значения f трех опытов: 51,53,53 Па.

П р и м е р 15. Проводили как пример 13, но берут ПАЭПЭ состава ДИ-, три-, тетрааллиловые эфиры 8%-89%-3%. Получают значения LO тре опытов: 52,50,49 Па.

Пример 16 (контрольный). Проводят как пример 13, но берут смеси ДИ-, три-, тетрааллиловых эфиров 25%-74%-1%. Проводят 4 параллельных опыта. Получают значения 40,32,45,25 Па.

Пример 17 (известный). Проводят как пример 13, но берут только триаллиловый эфир (99,8% частоты f( Па.

Пример 18 (контрольный). Проводят как в примере 13, но берут

520069

,

10

только диагшиловый эфир (97,5% чистоты, 2,5% тр1наллилового), С„ - 8 Па.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить защищающую способ- . ность в 3-8 раз (по известному способу - в 1,5 раза) и регулировать защищающую способность сополимеров, проводя термостатирование сополимера при определенной температуре в течение определенного времени.

15 Формула изобретен и я

Способ получения редкосшитых сополимеров акриловой кислоты, включающий радикальную сополимеризацию в среде растворителя акриловой кислоты с 0,2 - 1,8% от массы кислоты полифункциона лького сшивающего агента - аллилового эфира пентаэглп ри-- та, термостатирование coпoли ;epoв

и их сушку, отличающийся тем, .что,с целью повышения загущающей способности сополимеров и ее регулирования, в качестве полифункционального сшивающего агента используют смесь 80-95 мас.% триалли- лового эфира пентаэритрита с 4- 19 мас.% диаллилового эфира пентаэритрита и с 1-10 мае. % тетраал- лилового эфира пентаэритрита, сшитый сополимер высушивают до остаточного содержания растворителя 0,5- 3,0 мас.% и проводят последующее термостатирование высушенного продукта при 115-130 с в течение 15 мин- 16 ч при постоянном дегазировании.

Изобретение относится к химии полимеров и может быть использовано для создания редкосшитых сополимеров акриловой кислоты с высокой защищающей способностью (τ₀=30-95,5 Ра), что достигается радикальной сополимеризацией акриловой кислоты со смесью 80-95 мас.% триаллилового эфира пентаэритрита с 4-19 мас.% диаллилового эфира пентаэритрита и с 1-10 мас.% тетрааллилового эфира пентаэритрита, последующим высушиванием продукта до содержания растворителя 0,5-3,0 мас.% и термостатированием высушенного полимера при 115-130°С в течение 15 мин-16 ч при постоянном дегазировании продукта. 1 табл.