СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ ВИНИЛАЦЕТАТА С БУТИЛАКРИЛАТОМ Советский патент 1994 года по МПК C08F218/08 

Изобретение относится к способам получения сополимеров винилацетата (ВА) с бутилакрилатом (БА), который может быть использован для изготовления вибропоглощающих материалов, предназначенных для эксплуатации при температуре 35±7^оС.

Целью изобретения является повышение демпфирующих свойств сополимера при 35±7^оС.

Этот интервал работы соответствует рабочим температурам целого ряда виброактивных узлов, деталей и даже конструкций машин и механизмов. В первую очередь - кожухи двигателей, турбин и насосов, поддоны дизелей, масляные фильтры и т.д. Все они функционируют практически в изотермическом режиме (штатное колебание температур не превышает 3-5^оС) и для повышения надежности работы требуют максимального снижения уровня вибраций. Выход за пределы указанного интервала температур может быть связан с остановкой агрегата (постепенное снижение температуры), что сопровождается однако и резким снижением виброактивности, или с аварийной ситуацией (повышение температуры), пребывание в которой не может быть длительным, так как агрегат выключается и ремонтируется. Поэтому вибропоглощающие материалы с относительно узким температурным интервалом высокоэффективного демпфирования находят стабильное, хотя и ограниченное, по объемам, применение в различных областях техники.

В качестве эмульгатора в способе используют натриевую соль сульфатированного эфира алкилфенола, эмульгатор С-10. Он имеет следующую структурную формулу:
C_nH_2n+1C₆H₄O(C₂H₄O)_mSO₃Na, где n = 8-10, m = 10-12.

П р и м е р 1. Синтез сополимеров ВА с БА проводят в однолитровой четырехтубусной стеклянной колбе, снабженной однолопастной стеклянной мешалкой (100 об/мин), обратным холодильником, термометром и капельницей для непрерывной подачи жидких компонентов в реакционную зону. Температура сополимеризации 30±2^оС. Смесь мономеров, включающую 137,9 мл ВА (1,5 г моль) и 111,9 мл БА (0,8 г моль), после тщательного перемешивания загружают в оттарированную по объему с точностью до 1 мл расходную емкость (капельницу), откуда с заданной скоростью подают в реактор (колбу). Водную фазу готовят непосредственно в реакторе, растворяя в 460 мл дистиллированной воды 3,0 г (1,35 мас.% на сумму мономеров) эмульгатора С-10 и продувая образовавшийся раствор в течение 15 мин аргоном. Модуль ванны равен 0,5. Затем в реактор вводят 0,4 г персульфата калия (1/6 общей загрузки) в виде 10%-ного водного раствора и 0,2 г метабисульфита натрия (1/6 общей загрузки) в виде 25%-ного водного раствора, открывают кран на линии подачи мономерной смеси (начало реакции) и в течение 3 ч осуществляют ее дозировку со скоростью 83 мл/ч (33,3% суммарной загрузки мономеров в час). По ходу процесса через каждые 36 мин в реактор добавляют новые порции (по 1/6 общей загрузки) персульфата калия и мета-бисульфита натрия, так что последняя порция инициирующей системы загружается сразу после окончания дозировки смеси мономеров. Последующую деполимеризацию осуществляют в течение 1,5 ч до конверсии 92,0% (по данным гравиметрического и газохроматографического анализов). Незаполимеризовавшиеся мономеры отгоняют с помощью водяного пара.

Сополимер выделяют из латекса вымораживанием, отмывают водой от эмульгатора и сушат в вакууме при температуре 50^оС до постоянной массы.

Среднечисленную степень полимеризации () сополимеров ВА с БА рассчитывают по данным о составе и среднечисленной молекулярной массе (). определяют седиментационным методом на ультрацентрифуге Г-180 (ВНР). Измерения проводят в ацетоне с учетом концентрационных эффектов, диффузионного уширения и гидростатического сжатия. Угловая скорость вращения ротора 48000 об/мин. Распределение по константам седиментации пересчитывают в распределение по молекуярным массам с использованием соотношения S_o= 1,33·10^-2 M рассчитывают из кривой ММР по формуле
= 1/Σ .

Коэффициент механических потерь полимерной пленки излучают методом вынужденных колебаний в соответствии с известной методикой (см. Ю.И.Поликарпов, А.П.Рудаков, М.И.Бессонов. Установка для измерения комплексного динамического модуля Юнга полимеров. - Заводская лаборатория, 1976, т.42, N 12, с.1517-1520).

Пленки изготавливают прессованием при 120^оС и удельном давлении 100 атм.

Коэффициент механических потерь трехслойного металлополимерного материала определяют в соответствии с техническими условиями ТУ 6-05-041-560-77 ("Пленка термопластичная пластифицированная").

Образцы трехслойного материала в виде пластин размером 500х25 мм изготавливают прессованием при температуре 100^оС и удельном давлении 10 ати. В качестве наружных металлических слоев были использованы листы из алюминиевого сплава АМг толщиной 1,8-2,0 мм. Промежуточный демпфирующий элемент выполнен из пленки сополимера ВА с БА толщиной 0,6-0,8 мм.

Экспериментальные данные об условиях синтеза, структуре и свойствах сополимеров, полученных по примеру 1 и последующим примерам, приведены в табл.1 и 2.

П р и м е р 2. Сополимер ВА с БА получают в соответствии с методикой примера 1, но при молярном соотношении сомономеров в подпиточной смеси ВА: БА = =2,12:1 и скорости подачи подпиточной смеси 36,6% суммарной загрузки в час.

П р и м е р 3. Сополимер ВА с БА получают по примеру 1, но при молярном соотношении сомономеров в подпиточной смеси ВА:БА = 2,46:1 и скорости подачи подпиточной смеси 40% суммарной загрузки в час.

П р и м е р 4. Сополимер ВА с БА получают по примеру 2. но при температуре сополимеризации 68 ±3^оС и использовании в качестве инициатора только персульфата калия. После охлаждения латекса операции подготовки и анализа сополимеров аналогичны примеру 1.

П р и м е р 5 и 6 (контрольные). Сополимеры ВА с БА получают по примеру 1, но с использованием запредельных значений молярных соотношений сомономеров в подпиточной смеси.

П р и м е р ы 7 и 8 (контрольные). Сополимеры ВА с БА получают по примеру 1, но с варьированием скорости подачи подпиточной смеси.

П р и м е р ы 9-10 (контрольные). В примерах изменен характер скорости подачи мономеров, который является ступенчатым. Изменен также временной интервал между загрузками инициатора.

П р и м е р ы 11-14 (контрольные). Аналогичны способу, описанному в патенте ФРГ. В примерах используют эмульгаторы разной химической природы, отличные от эмульгатора С-10.

П р и м е р 15 (контрольный). В примере используют другие молярные количества мономеров. Демпфирующие свойства снижаются.

П р и м е р ы 16-19 (контрольные). В примерах изменены интервалы между загрузками инициатора, массовые количества загружаемого инициатора в одной порции.

П р и м е р 20. Полимеры получают аналогично известному способу [1].

Изобретение относится к способам получения сополимеров винилацетата (ВА) с бутилакрилатом (БА), который может быть использован для изготовления вибропоглощающих материалов, предназначенных для эксплуатации при температуре 28 - 42°С. Повышение демпфирующих свойств сополимера при 28 - 42°С достигается новым способом получения сополимера, осуществляемым водно-эмульсионной сополимеризацией ВА с БА. В качестве поверхностно-активного вещества в способе используют 1,35 мас. % от суммы мономеров эмульгатора следующей структурной формулы: C_nH_2n+1C₆H₄O(C₂H₄O)_mSO₅Na , где n = 8 - 10, m = 10 - 12. Дробную загрузку инициатора осуществляют в 6 приемов равными порциями, через одинаковые интервалы времени, равные 36 мин. Всю используемую в процессе синтеза зону с постоянной скоростью 33,3 - 40% от суммарной загрузки в час, причем смесь содержит 65,3 - 71,1 мол.% винилацетата и 34,7 - 28,9 мол. % бутилакрилата. 2 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ ВИНИЛАЦЕТАТА С БУТИЛАКРИЛАТОМ путем водно-эмульсионной сополимеризации винилацетата с бутилакрилатом, осущестляемой подачей смеси мономеров в присутствии поверхностно-активных веществ при дробной загрузке водорастворимых инициаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения демпфирующих свойств сополимера в диапазоне температур 28 - 42^oС, в качестве поверхностно-активного вещества используют 1,35 мас.% от суммы мономеров эмульгатора структурной формулы
C_nH_2n+1C₆H₄O (C₂H₄O) _mSO₂Na
где n = 8 - 10;
m = 10 - 12,
дробную загрузку инициатора осуществляют в 6 приемов равными порциями через одинаковые интервалы времени, равные 36 мин, и всю используемую в процессе синтеза смесь сомономеров вводят в реакционную зону с постоянной скоростью 33,3 - 40,0% суммарной загрузки в час, причем смесь содержит 65,3 - 71,1 мол.% винилацетата и 34,7 - 28,9 мол.% бутилакрилата.