Способ очистки поливинилхлорида или сополимеров винилхлорида Советский патент 1976 года по МПК C08F14/06 

оавка может осуществляться в процессе полимеризации или иепосредствеино перед обработкой. При этом употребляются обычные для поливиаилхлорида стабилизаторы или смеси стабилизаторов, придающие ему теплостойкость, такие как соли металлов с оргапическими или неоргаиическими кислотами, например соли ципка, свинца, бария, кальция, кадмия, металлоорганические соединепия, такие как оловоорганические соединепия, эпоксиды, иапример эпоксидироваппые масла и т. п.

Первая стадия способа заключается в пагревании полимера путем введения водяного пара, кондеисирующегося непосредственно на полимере.

Нагрев полимера можпо осуществить также сочетанием нагрева водяным паром с одним или несколькими обычными средствами нагрева, например при помощи горячего газа, нагрева через рубащку или обогреваюнще трубопроводы, а также мехаиическими средствами, при которых выделяется теило, и в особеииости при соответствуюн:,ем неремеишвании.

Вторичные источники нагрева могут представлять дополнительный полезный нагрев, но их не рекомендуется нсиользовать без сочетания с даппым способом, так как без него они представляю экономические и практические неудобства.

Количество тенла от вторичных источииков не должно значительно иревыщать количество тепла, необходимого для испарения остаточного мономера, но важно нри этом, чтобы количество сконденсировавшегося водяного пара было достаточным для быстрого охлаждения полимера на последующей стадии процесса. С другой стороны, количество скопденсированпого водяного пара, учитывая другие возможные источники тепла, должно быть достаточным для нагревания полимера до температуры в интервале от температуры стеклования до 180°С. Эти результаты достигаются обычно конденсацией водяного пара в количестве, соответствующем 1 -10 вес. % обрабатываемого полимера, преимущественно в количестве 2-6 вес. %. При достижении заданной температуры ее поддерживают до тех пор, пока не будет удалена большая часть захваченного абсорбированного полимером мономера. Эта продолжительность зависит от выбранной температуры и обычно она тем короче, чем выше температура. Процесс проводят в интервале температур от 80 до 130°С. Выдерживают от о мин до 2 ч, предпочтительпо от 10 до 60 мин.

Если температура, до которой нагревают полимер, ниже его температуры стеклования, то удаление остаточного мономера протекает очень медленно, способ теряет свою экономичность и не нредставляет практического интереса. Если полимер, даже в случае добавки стабилизатора (для теилостойкости), нагревать сравнительно долго нри температуре выше 180°С, то после обработки он не буДет иметь нужных свойств.

Затем полимер охлаждают ниже его температуры стеклования, испаряя воду, скон5 денсировавшуюся нри нагревании. Эта быстрая упарка может быть осуществлена обычнымп способами, в особенности под вакуумом. На обеих стадиях данного способа, т. е. при нагревании и последующем охлаждении 10 поливинилхлорида температуру регулируют за счет давления.

По окончании операции полимер можно отправнть непосредственно на склад и использовать без иоследующей сушки.

15 Выделенный мономер можно рекуперировать после конденсации водяных паров.

Способ по изобретепию осуществляют на ирактнке либо в аппарате, снабженном мешалкой, либо в кииящем слое. При осущест20 влепнн способа в кипящем слое, конденсацию паров воды на полимере осуществляют предпочтительно, поддерживая его в кипящем состоянии нри помощи другого газа, в частности полимеризующегося мономера. При достиже5 НИИ заданной темнературы несконденсировавшиеся полностью водяные пары можно использовать в качестве флюидизирующего газа, что позволяет снизить расход газа, используемого в начале онерации.

0 Сиособом по изобретению можно очищать ноливиннлхлорнд или сонолимеры винилхлорида, нолучеппые полимеризацией в массе, суспензии, эмульсии, газовой фазе, кипящем слое.

5 Примеры 1 и 2. Обрабатывают поливинилхлорид, содержащий после дегазации и очистки полимеризатора 34 г вппилхлорида на 1 кг поливинилхлорида.

Поливинилхлорид получен полимеризацией 0 в газовой фазе при 60°С и упругости паров винилхлорида 9 кг/см.

Температура стеклования указанного ноливинилхлорида равна 80°С.

В автоклав, снабженный рубашкой и ме5 шалкой, загружают 1 кг поливипилхлорида. После создания вакуума, с доведением давления до 430 мм рт. ст., вводят водяной пар при 90°С.

Поливинилхлорид с первоначальной темпе0 ратурой 30°С начинает быстро нагреваться при контакте с водяными парами, которые конденсируются.

При достижении поливипилхлоридом темнературы 85°С, т. е. температуры, соответствующей точке росы паров воды при рабочем давлении, пары воды практически больше не конденсируются и удаляются непосредственно из системы, находящейся под вакуумом.

Во избежание вторичной конденсации на 3 Степках автоклава, его поддерживают в продолжении цикла нагревания полимера при той же температуре, что и у полимера.

После операции нагревания поливипилхлорид содержит около 3 вес. % конденсированной воды.

Через 30 мин поливинилхлорид охлаждают до температуры, ниже его темнературы стеклования, нанример до 40°С, создавая в автоклаве остаточное давление в 55 мм рт. ст. Пары воды и дегазируемого винилхлорида разделяют конденсацией. Рекуперируют таким образом 28 г воды и 31 г винилхлорида.

Полученный поливинилхлорид содержит не более 3 г остаточного вииилхлорида, иначе говоря удаляется более 90% остаточного нинилхлорида, содержащегося в иоливииилхлориде.

Для сравнения повторяют этот же опыт, нагревая соответственно полимер в течение 30 мин и 2 час при температуре 60°С (т. е. температуре, ниже температуры стеклования полимера), пуская водяной пар при 65°С и поддерживая в автоклаве давление 150 мм рт. ст., что соответствует точке росы (наров) 60°С.

Собранный после 30 мин нагревания при 60°С поливпнилхлорид содержит еще 32 г винилхлорида, что соответствует удалению остаточного винилхлорида менее 10%.

Собранный после двухчасового нагревания нри 60°С ноливинилхлорид содержит еще 29 г винилхлорида, что соответствует менее чем 20%-ному удалению остаточного винилхлорида.

Примеры 3 и 4. Обрабатывают сополимер винилхлорида и пропилена, содержащего 3% сополимеризовавшегося пропилена и полученного полимеризацией в газовой фазе при 53°С.

Температура стеклования полученного полимера 75°С.

В автоклав загружают 1 кг сополимера виинлхлорида и пропилена, содержащего остаточные мономеры в количестве 28 г винилхлорида и 15 г пропилена. Вносят затем на 100 вес, ч. сополимера, 2 вес. ч. сульфата

свинца (трехосновного), 1 вес. ч. стеарата свинца (двухосновного), 0,5 вес. ч. стеарата кальция и 0,3 вес. ч. стеариновой кислоты.

Нагревают до 115°С, вводя водяной пар, нерегретый до 120°С, поддерживая давление в автоклаве до 1270 мм рт. ст., что соответствует точке росы (водяного иара) 115°С. По достижении 115°С водяной пар больще не конденсируется и подачу пара прекращают.

После выдержки в течение 10 мин при 115°С создают вакуум и продукт охлаждают до . Собранный нродукт содержит не более 0,5 г остаточного вннилхлорида и 0,1 г пропилена, что соответствует удалению остаточных мономеров соответственно на 98 и 99%.

Для сравнения повторяют опыт, с подачей водяного пара при 65°С, поддерживая давление 150 мм рт. ст., что соответствует точке росы 60°С. После выдержки в течение 10 мин собирают продукт, содержащий 27 г винилхлорида и 13 г пропилена, иначе говоря удаляется лишь ничтожное количество остаточных .мономеров.

П р и м е р ы 5-7. Эти примеры осуп ествляют в условиях, аналогичных условиям примера 1.

Примеры 5 относятся к обработке нестабилизированного полнвинилхлорида, полученного путем полимерпзацни в водной суспензии и имеющего температуру стеклования 80°С; примеры 6 - к обработке поливинилхлорида, идентичного поливииилхлориду, использованному в иримере 5, но содержащему на 100 вес. ч. смолы 4 вес. ч. эпоксидированного соевого масла; примеры 7 - относятся к обработке поливинилхлорида, нолученного путем полимеризации в массе и имеющего те.мпературу стеклования 80°С.

В табл. 1 приведены условия проведения процесса и результаты опытов 5-7.

Таблица 1

Имеется в виду продолжительность с того момента, как

Пример 8. Процесс осуществляют в условиях, аналогичных условиям примера 1.

Он относится к обработке нестабилизированного поливинилхлорида, приготовленного

полимеризацией в водной суспензии и имеющего температуру стеклования прнблизительно 80°С, в котором первоначальное содержание виннлхлорида повышается до 20 г/кг. полимер достигает желаемой температуры.

Время, учитываемое с момента, когда полимер достигает температуры 0,002 соответствует настоящему пределу чувствительности винил слорида.

В табл. 2 показаны рабочие условия и результаты опыта 8.

Формула изобретения

Способ очистки поливинилхлорида или сополимеров винилхлорида от мономера или сомономеров, отличающийся тем, что, с

т а б л II ц а 2

целью повышения эффективности очистки, полимер нагревают до температуры, находящейся в интервале от температуры стеклования до 180°С, и выдерживают при этой температуре в течение 5-120 мин, с последующим охлаждением полимера под вакуумом до температуры, ниже температуры стеклования.