Полимерная композиция, привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу в качестве самостоятельного связующего для клея и способ получения полимерной композиции Советский патент 1991 года по МПК C08F251/02 C08K5/05 C08L31/04 C09J101/08 C08L31/04 C08L1/02 C08L51/00 

Изобретение относится к составу полимерной композиции, используемой для ре- ставрации бумажных документов и материалов, к способу получения композиции, а также к новому веществу, полученному химическим путем, привитому

сополимеру на оксилпропилцеллюлозу, являющемуся компонентом композиции.

Целью изобретения является получение малотоксичной композиции, технологичной по способу нанесения покрытия, так как одна из стадий - припрессовка покрытия к

бумаге длится 20 с, а также сама композиция и один из ее компонентов -- полимер, являющийся привитым сополимером вини- лацетата на оксипропилцеллюлозу, и снижение токсичности клеев на его основе.

Композиция нетоксична, обладает технологичностью, может использоваться самостоятельно в качестве основы клеящего материала.

Используются следующие термины и обозначения:

ОПЦ - оксипропилцеллюлоза - водорастворимое производное целлюлозы с формулой звена

СНл

{с6н7о2(он)3 хЧосн--сн)

он

где X - степень замещения (СЗ) 1,45 - 2,50;

п - степень полимеризации (СП) 175- 324

ПВА - поливинилацетат с формулой

3°ена {сн2-ш}п ососнэ

где п - СП, ПВА-пр.-ОПЦ - привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу;

/ - характеристическая вязкость;

с - степень прививки, т.е. отношение массы привитого сополимера к массе исходного полимера, %.

Для определения состава полученной химическим путем реставрационной полимерной композиции сначала экстракцией четыреххлористым углеродом количественно отделяют гомополимер ПВА, который затем выделяют упариванием в вакууме и сушат при 40°С до постоянного веса. Затем остаток многократно обрабатывают водой и экстрагируют ОПЦ. Водные экстракции упаривают в вакууме, ОПЦ сушат до постоянного веса при 80°С,

ММ ПВА определяют по формуле

-М К- М2, где .88-10Л

а 0,69; rf измеряют в ацетоне при 25°С.

ММ ОПЦ определяют по формуле

г/ 0,0117 Clip,

определение ведут в водных растворах при 20°С.

Обнаружено, что качественно-количественный состав полимерной композиции, полученной химическим путпм. не изменяется при хранении в течение 12 мог, гц.и 2Q - 25°С. Структура привитого сополимера поливинилацетэта на оксипропилцолпю тзу подтверждена методом ИК-спектроско- пии, элементным анализом, определением среднего числа привитых цепей и их СП (ММ).

Пример.К 95,0 г 1%-ного водного

раствора ОПЦ (СЗ 2,50; СП 175) добавляют при перемешивании 0,064 г (3 ммоль/л) пероксодисульфата аммония, затем 8,1 г (1 ммоль/л) винилацетата. Реакционную

смесь нагревают при перемешивании до 60°С в течение 20 мин, затем греют еще 3 ч при этой температуре. По окончании реакции удаляют в роторном испарителе при 35°С и затем сушат до постоянной массы в

вакуум-сушильном шкафу при 40°С.

Получают 1,35 г композиции с температурой размягчения (Тразм) 110°С. содержащей, г (мас,%);

Поливинилацетат 0,30 (22,22)

Привитой сополимер поливинилацетата

на оксипропилцеллюлозу 0,31 (22,96) Оксипропилцеллюлоза 0,74 (54,82) По данным ИК-спектроскопии привитой сополимер характеризуется следующей полосой поглощения : 1740 - валентные

колебания ,-группы. Эта полоса поглощения отсутствует в ОПЦ и наблюдается в чистом гомополимере ПВА.

Из этих данных можно сделать вывод об образовании привитого сополимера (ПВА- пр.-ОПЦ}:

Сухую композицию растворяют в спиртово-водной смеси (1,5; 1,0 по объему) таким образом, чтобы получить раствор 7 мас.%. Этим раствором пропитывают реставрационную бумагу. После высыхания полученный материал припрессовывают к

реставрируемой бумаге при 130°С в течение 100с.

Полученный состав может быть использован только для реставрации бумаги из хлопковых волокон, поскольку для других

видов бумажных материалов температура

подпрессовки не должна превышать 115°С.

Пример 2. К 99,5 г 0,5 мас.%-ного

водного раствора оксипропилцеллюлозы

(СЗ 2,5; СП 175) добавляют при перемешивании 0,064 г (3,0 м моль/л) пероксодисульфата аммония, затем 8,1 г (1 моль/л) винилацетата. Реакционную смесь нагревают при перемешивании до 70°С в течение 15 - 20 мин, а при 70° нагревают 3 ч. Выделение продукта реакции ведут в условиях примера 1,

Выход композиции 4,98 г с Тразм 65°С, которая содержит, г (мас.%);

Поливинилацетат 3,80 (76.30)

Привитой сополимер поливинилацета- та на оксипропилцеллюлозу 1.06(21.29)

Оксипропилцеллюлоза 0,12 (2,41)

Строение привитого сополимера подтверждено ИК-спектроскопией: полоса поглощения 1740 соответствует валентному колебанию с. -группы винила- цетата.

Для реставрации бумажных документов готовят 7%-ный раствор, как указано в примере 1. Полученным раствором пропитывают реставрационную бумагу и после ее высыхания припрессовывают к реставрируемой бумаге при 80°С в течение 20 с. Полученная композиция может быть использована для реставрации газетной бумаги.

Данные по примерам 1 - 12 приведены в табл. 1 и 2, где представлены условия получения композиции и состав полимеризата.

Реставрационная полимерная композиция по изобретению растворима в нетоксичном смешанном растворителе - этанол - вода (1,5:1,0 по массе) и защитное покрытие на основе композиций характеризуется высокой адгезией к бумаге.

Показатель эффективности прививки определяют по формуле

Я I Qnn -g И 00

Qrn + I Q™ - g I

где Э - эффективность прививки, %, определяют как отношение массы привитого полимера к массе всего зэполимеризовав- шегося мономера;

Qnn - выход привитого сополимера, г;

От - выход гомополимера винилацета- та, г;

g - вес исходного эфира целлюлозы, г.

Состав реставрационной полимерной композиции (г) с учетом растворителя приведен в табл.3 (нумерация примеров соответствует данным табп.1).

Привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу характеризуется в качестве клеящего материала и адгезией печатной продукции к полимерным пленкам. Клей концентрации 4-5% в 42 - 47%-ном водном спирте следует наносить на полимерную пленку (триацетатную полиэти- лентерефталатную, полипропиленовую) и припрессовывать к печатной продукции. Величина адгезии достигает 0,55 кгс/см.

Для лучших известных клеев, используемых с той же целью, адгезия не превышает 0,30 - 0,42 кгс/см. Таким образом, привитой сополимер может быть использован в качестве самостоятельного связующего в клеевой композиции, при этом достигается достаточно высокий результат в отношении адгезионных свойств.

Формула и з о б р о т г н и q 1. Полимерная композиция, включаю ща« полимер и растворитель, о т п и ч а ю щ а ч с я тем что, с целью повышения техно логичности и снижения токсичности, в качо- стпе полимера она содержит сополимеризатвинилацетата с оксипропил- целлю/юзой, состоящий из полипинилаце тята со степенью полимеризации 20-320, привитого сополимерл винилацетата на оксипропилцеллюлозу формулы

0

5

0

5

Г. эн7о2(он)3-х4осн

-f НС-СН2)

I где Х- 1,45-2.5; ОСОСМ3

п - 165- 310; m -20 -320,

и оксипропилцеллюлозы го степенью замещения X - 1,45 -- 2,50 и степенью пол- имрриззции п - 175-310.

п качестве растворителя он содержит смпг.ь воды и этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поливинилацетат 0.9 - 5,34

Привитой сополимер 0,61 - 5,94

Оксипропилцеллюлоза 0,16 - 2,13

Вода 37.2

Этанол 55,8

2. Привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу формулы

СИ,

3

С6н7о2(он)з-х-(оспc-fc-f

-fHC-CIl2)m ОН

ососн.

п

гдоХ 1,45 - 2.50;

п 165- 310;

m 20- 320,

в качестве самостоятельного связующего для клея.

3. Способ получения полимерной композиции путем сополимеризации мономеров, отличающийся тем, ч го, с целью повышения технологичности и снижения токсичности клеев на его основе, осуществляют привитую сополимеризацию винилацетата на оксипропилцеллюлозу со степенью замещения по оксипропильным звеным 1,45 - 2,50 и степенью полимеризации 175 - 324 в водном растворе с концентрацией оксипропилцеллюлозы 0,5 - 3,0

мас,% и винилацетата 0.25 1,0 моль/л в присутствии радикального инициатора с последующей сушкой полученного сополиме- ризата и растворением его в смеси воды и этанола при массовом соотношении воды и этанола 1:1,5.

Примечание. Паралоид В-72 (известный) растворяют в тетрахлорэтилене, припрессовывают к реставрируемому материалу при 80 в течение 180 с.

Недостатком является токсичный растворитель и длительное время припрессовки

Т ч б л и ц а 3

Изобретение относится к полимерной композиции, к способу ее получения, а также к привитому сополимеру винилацетата на оксипропилцеллюлозу. Малотоксичность композиции, а также ее технологичность присущи также и способу ее получения и достигаются новым составом полимерной композиции, включающим сополимеризат винилацетата с оксипропилцеллюлозой и растворитель - смесь этанола и воды. Сополимеризат содержит поливинилацетат со степенью полимеризации 20-320, привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу формулы - С6Н702(ОН)зх-{ОСН-С СНз10Н1 НС-СНэ т (ОСОСНч). где Х- 1.45-2,50; п - 165-310, т - 20-320, и оксипропилцеллюлоэу со степенью замещения X - 1,45-2,50 и степенью полимеризации п - 175-310. Соотношение компонентов о композиции следующее, мас.%: поливинилацетат 0,9-5.34; привитой сополимер 0,61- 5,94; оксипропилцеллюлоза 0,16-2,13; вода 37.2; этанол 55,8. Способ получения полимерной композиции заключается в привитой сонолимеризации винилацетата на оксипропилцеллюлозу. Оксипропилцеллюлоза (исходная) характеризуется при этом степенью замещения по оксипропильным звеньям 1,45-2,50 и степенью полимеризации 175-324. Сополимеризацию проводят в водном растворе с концентрацией оксипро- пилцеллюлозы 0,5-3,0 мас.% и винилацетата 0,25-1,0 моль/л в присутствии радикального инициатора с последующей сушкой полученного сополимеризата и растворением его в смеси воды и этанола при их массовом соотношении 1 1,5 Привитой сополимер винилацетата на оксипропилцеллюлозу указанной формулы характеризуется адгезионными свойствами при использовании его в качестве самостоятельного связующего для клея. 3 с.п. ф-лы, 3 табл. Ј 4 СП 00 О СЯ

Полимерчая речтапрационняя композиции

ПНА

г - fiat . %

ППА-пр .-0111

I MHO.%

ОНИ

г мае.