СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ Советский патент 1973 года по МПК C08F220/58 C08F8/32 C08F220/56 

Изобретение относится к способу получения полимеров, обладающих коагулирующими и диспергирующими свойствами.

Известен способ получения полимеров путем взаимодействия полиакрилимида и/или полиметакрилимида или их сополимеров, содержащих акрилимидные и/или метакрилимидные группы, с амином в воде, органическом растворителе или суспензии при температуре 130-180Х.

При этом получаются полимеры, содержащие N-замещенные метакрилимидные звенья, не растворяющиеся и не набухающие в воде.

С целью получения растворяющихся или набухающих в воде полимеров, обладающих коагулирующими и диспергирующими свойствами, предлагается процесс осуществлять при температуре О-120°С.

При этом меняется структура получаемых полимеров. Полимеры содержат N-замещенньте амидпые звенья, что приводит к появлению у них коагулирующей активности и водорастворимости.

В соответствии с изобретением в качестве аминов можно использовать амины, соответствующие формуле R CH2NH2, в которой R представляет собой атом водорода, алкильный, арильньш, алкарильный, оксиалкильный или карбоксиалкильный радикал.

Предлагаемый способ заключается во

взаимодействии полиакрилимида и/или полиметакрилимида или их сополимеров с указанными выше диаминами при температуре О-120°С.

Наиболее предпочтительно проводить взаимодействие указанных компонентов при температурах, лежащих в интервале от 20 до 70°С. Применяемые давления не являются критическими и выбираются в зависимости от

летучести используемого амина.

Взаимодействие исходных компонентов может быть осуществлено в суспензии или растворе. Если реакцию проводят в суспензии, то наиболее предпочтительно исходный полимер

использовать в водной или содержащей воду суспензии. Первый случай целесообразен прежде всего, когда получается водорастворимый конечный продукт, который при проведении реакции будет находиться в растворе. Во

втором случае применяют органические растворители, способные .смешиваться с водой, в которых исходный полимерный материал не растворим. Подобными органическими растворителями могут быть низшие спирты и/или

кетоны. Чтобы ускорить реакцию, к этим растворителям наиболее выгодно примешивать от 5 до 20% воды. В случае использования растворителей, не содержащих воду, взаимодействие компонентов протекает достаточно быстро только в метиловом спирте. Этот метод

наиболее выгодно осуществлять в тех случаях когда конечный продукт, который равным образом не может растворяться в применяемом для образования суспензии органическом растворителе, желательно получить непосредственно в виде порошка.

Если взаимодействие компонентов проводят в растворе, то в качестве растворителя наиболее предпочтительно использовать диметилформамид, к которому в некоторых случаях может быть добавлено небольшое количество воды.

В качестве исходного материала могут быть использованы гомополимеры имида акриловой кислоты или амида метакриловой кислоты. Кроме того, можно применять сополимеры с акриловой кислотой, метакриловой кислотой, сложными эфирами акриловой кислоты, сложными эфирамп (метиловым, этиловым, пропиловым, бутиловым, амиловым, гексиловым, циклогексиловым) метакриловой кислоты, а также сополимеры с такими мономерными соединениями, как акрилонитрил, метакрилонитрил, хлористый винил, винилиденхлорид, виниловый эфир (винилпропиоиат).

Наиболее предпочтительно применять сополимерные продукты, содержащие по меньшей мере 10 мол. % имидных групп в расчете на полИмер. Молекулярный вес исходных полимерных продуктов не является критическим и выбирается е за1висимости от целей применения. Так, в случае использования конечного продукта, например, в -качестве .коагулирующего средства, наиболее выгодно применять исходные полимерные материалы с молекулярным весом (М.В.) от 80000 до 500000 и выше. При использовании в качестве исходных полимеров материалов с более низким молекулярным весом, чем 80000, например норядка 30000, получаются конечные продукты, обладающие диспергирующими ,С11вами.

В зависимости от выбора исходного полимерного материала и амина RCH2NH2 могут быть получены N-замещенные полиамиды, отличающиеся по своим свойствам.

Количество используемой воды главным образом выбирается в зависимости от практической целесообразности. В случае использования низкомолекулярных продуктов для обеспечения хорошей перемешиваемостн достаточно примерно пятикратного количества воды, а в случае высокомолекулярных продуктов применяют 20-200-кратное количество воды.

В качестве соединения R CH2NH2 можно использовать все первичные алшны и соединения аминного типа. В этих соединениях символ R преимущественным образом обозначает алкильныйрадикал,содержащий в своем составе от 1 до б атомов углерада,в особенности от 1 до 4 атомов углерода, соответствующую оксиалкильную группу, карбоксиалкильную группу или фенильный остаток. Количества амина выбираются в зависимости от содержания имидных групп в полимерном материале. При этом целесообразно амин брать в реакцию в эквивалентном количестве, хотя можно брать его и в избыточном количестве. В последнем случае амин, не вступивший в реакцию, может быть удален из реакционной смеси, например, с помощью упаривания раствора или перегонки с водяным паром. Если в качестве аминного соединения используют аминокислоту, то наиболее предпочтительно проводить реакцию не со свободной кислотой, а с ее щелочной солью.

Полимеры, получаемые предлагаемым способом, по соседству содержат iSJ-замещенные и незамещенные амидные группы. Взаимодействие полиакрилимида с амином протекает, например, по следующей схеме:

Ш., СИ,/

CHj V /4V

RCH-iWiLj. СН СН

1 1

о.с-ъ;-сС-0

1 н

I

NH- NHCH.jR

Новые полимеры могут быть исползованы в большинстве случаев в качестве коллоидов, коагулирующих средств, а также вспомогательных средств при обработке бумаги и текстильных материалов и загустителей.

Ниже в таблице указаны исходные полимерные материалы и амины, с которыми они взаимодействовали при указанных условиях. В таблице приведены сокращенные названия исходных полимеров. Сокращения имеют следующие значения:

1)полиакрилимид - ПАИ I М. В. 60000,

2)полиакрилимпд - ПАИ ИМ. В. выше

500000,

3)сополимер акрилимида

и метилметакрплата 60:40

- ПАИ/ММА I,

4)сополимер акрилимида

и метилметакрилата 75:25

- ПАИ/ММА И,

5)полиметакрилимид- ПМАИ,

6)сополимер акрилимида и акриловой кислоты, полученный примерно

с 20 мол. % акриловой

кислоты- ПАИ/АК,

7)сополимер метакрилимида и метакрилонитрила, полученный примерно с

50% метакрилонитрила - ПМАИ/МАН,

8)поли(метакрило-акрил)имид

П(МА/А) I

П р и м е ч а н и е. Количество полпимпда везде 2,0 г. Предмет изобретения

Способ получения полимеров путем взаимодействия полиакрилимида и/или полиметакрилимида или их сополимеров, содержащих акрилимидные и/или метакрилимидные группы, с амином формулы R CHaNHs, где R - атом водорода, алкильный, арильный, алкарильный, оксиалкильный или карбоксиалкильный радикал, в органическом растворителе, воде или суспензии, отличающийся тем, что, с целью получения полимеров, обладающих диспергирующими и коагулирующими свойствами и повыщения растворимости, процесс осуществляют при температуре О-120°С.