Способ получения цис-1,4-полиизопрена Советский патент 1980 года по МПК C08F136/08 C08C2/06 

Изобретение относится к технологии получения чис-1,4-полиизопрена, оно может быть использовано в промышленности синтетического каучука. Известен способ получения ,4-полинзопрена полимеризацией изопрена в углеводородном растворителе - в изоиентате в присутствии катализатора - продукта взаимодействия четыре хлористого титана и триизобутипалюминия, выделением каучука /1з полимеризата введением в него полярного осадителя, например, пропилового спирта, в количестве, соответствующем ниж нему порогу коагуляции, с последующей отгонкой растворителя в ко.пичестве, обеспечивающем изменение соотношения между полимериэатом и осадителем выше порога коагуляции, отделением осажденного ,4-полиизопрена от раст ворителя и осадителя в обогреваемом ишекпрессе 1. Недостатком этого способа является использование на стадии вьщеления в качестве осадите ля каучука полярного соединения пропилового спирта, который является ядом для катализатора и поэтому рекуперация растворителя требует очень тщательной и дорогостоящей очистки. Наиболее близкий к изобретению по технической сущности способ получения цмс-1,4-полиизопрена, заключающийся в полимеризации изопрена в углеводородном растворителе . в присутствии в качестве катализатора продукта взаимодействия четыреххлористого титана и триизобутилалюминия с последующим вьщелением полимера из полимеризата водной дегазацией и сущкой его 2. Недостатками этого способа являются большие энергетические затраты на стадии выделения полимера, связанные со значительнь1м расходом пара при дегазации ввиду необходимости удаления 85-90 мас.% растворителя, а также необходимости тщательной и дорогостоящей рекуперации растворителя. Цель изобретения - снижение энергетических затрат при вьщелении полимера из полимеризата. Эта цель достигается тем, что по известному способу получения чис-1,4-полиизопрена полиме- ризацией изопрена в углеводородном раство

370

рителе в присутствии, в качестве катализатора продукта взаимодействия четыреххлористого титана и триизобутилалюми}1ия с последующим выделением полимера из полимеризата и сушкойего для вьщеления полимера полимеризат обрабатывают жидким осадителем, выбранным из группы, содержащей этан, пропан и их смесь, при массовом соотношении осадителыполимеризат от 0,1:1 до 4:1, отделяют осажденный полимер с содержанием сухого вещества 60-98 мас.% от смеси растворителя с осадителем, удаляют из этой смеси осадитель и возвращают растворитель в процесс полимеризации.

Задача была решена обработкой полимеризата жидким осадителем, выбранным из группы, состоящей из этана, пропана их смеси, при массовом соотношении осадитель : полимеризат от , 0,1:1 до 4; 1, отделением осажде}шого цис-1,4-полиизопрена с содержанием сухого вещества 60-98 мас.%.

Кроме того, полимеризат перед обработкой осадителем может быть подвергнут концентрированию.

Сущность способа заключается в том, что лис-1,4-полиизопрен получают полимеризацией изопрена в углеводородном растворителе (в изопентане) в присутствии катализатора - продукта взаимодействия четыреххлористого титана и триизобутилалюминия ; (содержание ч«с-1,4-полиизопрена в полимеризате 10-13 мас.%). В полимеризат при О-100 С вводят осадитель - этан, пропан., или их смесь при указанном массовом соотнощении. При этом поддерживают давление, исключающее кипение осадителя. Благодаря этому происходит резкое понижение растворимости чыс-1,4-полиизопрена в изопентане, он выпадает в осадок в виде набухших частиц, которые отделяют от смеси растворителыосадитель. В осажденный ,4-полиизопрен вводят стабилизатор, например смесь антиоксидантов - фенил- -нафтиламина и дифенилпарафенилендиамина в количестве 0,4 и 0,2 мас.% соответственно в расчете на полимер. Далее «мс-1,4-полиизопрен вьщеляют водной дегазацией и сушат в червячной сушилке.

Из смеси осадителя и растворителя, полученной после, отделения от выпавшего в осадок каучука, путем снижения давления удаляют осадитель , который направляют на компремирование и далее возвращают в цикл, а освобожденный от осадителя растворитель подают на полимеризацию.

Кроме того, для уменьшения расхода осадителя полимеризат ,4-полиизопрена перед вве дением жидкого осадитепя может быть подвергнут концентрированию, как уже указывалось, при этом содержание чис-1,4-полиизопрена в растворе повышается с 10-13 до 20-25 мас.%.

Полученный полимер характеризуется пластиностью, определяемой по методу Каррера.

П р и .м е р 1 (контрольный). В автоклав емкостью 0,5 л вводят 150 г изопентана полимеризаилонной чистоты; 20,4 г изопрена и 0,204 г (1 мас.% в расчете на мономер) катализатора,, полученного взаимодействием эквимолярных количеств четыреххлористого титана и триизобутилалюмипия. Процесс проводят, перемешивая при 20°С. Полученный полимеризат направляют на стадию водной дегазации, при зтом изопентан удаляется из полимеризата с водяными парами. Влажный каучук сушат в червячной сушилке. Пластичность каучука 0,35.

Пример 2. 175 г полимеризата, содержац его И мас.% чмс-1,4-полиизопрена, получают полимеризацией изопрена в условиях, аналогичных примеру 1.

В noJiy4eHHbm полимеризат при интенсНвном перемешивании вводят жидкий осадитель смесь пропана и этана в объемном соотношении 1:1 (массовое соотношение осадитель:полимеризат составляет 4:1) при 50°С и 20 ата. Затем отделяют осажденный чыс-1,4-полиизопрен содержащий 90 мас.% сухого вещества, от смеси осадитель: растворитель и стабилизируют его так же, как в примере 1. Дыс-1,4-полиизопрен выделяют водной дегазацией и сущат в червячной сушилке при 160°С. Смесь осадителя и растворителя разделяют путем снижения давления, и освобожденный от осадителя растворитель направляют на повторную полимеризацию.

Пластичность ка)Д1ука 0,35. Пример 3. Условия получения полимеризата чмс-1,4-полиизопрена такие, как в примере 1. Разница лишь в том, что получают 250 г полимеризата, содержащего 10 мас.% i4uc-,4-полиизопрена, обрабатывают его при 30°С и 14 ата жидким пропаном при массовом соотношении осадитель-полимеризат, равным 1:1. Концентрация осаждаемого ,4-полиизопрена 98 мас.%. Дальнейшую обработку ч«с-1,4- полиизопрена, его выделение и последуюшее разделение растворителя и осадителя проводят аналогично примеру 2. Пластичность каучука 0,36. П р и м е р 4. 275 г полимеризата, содержащего 11 мас.% ч«с-1,4-полиизопрена, получают по примеру 1. При интенсивном перемешивании в этот попимеризат вводят жидкий осадитель - этан. Массовое соотношение осадитель:полимеризат равно 0,1:1.

Во время опыта температуру поддерживают 0°С и давление 25 ата. Содержание сухого вещества в осажденном чнс-1,4-полиизопрена 60 мас.%. Дальнейшую обработку проводят по примеру 2. Пластичность каучука 0,35. Пример 5. 240 г полимеризата, содер жащего 10 мас.% ч«с-1,4-палиизопрена, получают по примеру 1. В аппарате с интенсивной мешалкой при температуре 30°С и давлении 0 ата отгоняют растворитель - нэопентан до тех пор, пока содержание ,4-полииэопрена в полимеризате не становится равным 18 мас.% Затем при перемешивании в него вводят жидкий осадитель - пропан. Массовое соотношение осадитель:полимеризат составляет 0,5:1. Содержание сухого вещества в осажденном ,4-полиизопрене 97 мас.%. Дальнейшую обработку проводят по примеру 2. Пластичность каучука 0,36. Таким образом, из анализа контрольного пр мера и примеров 2-5 видно, что предлагаемы способ получения ,4-полиизопрена позволя ет избежать удаления водяных паров вмеЬте с парами растворителя и их конденсации, что дает возможность снизить знергетические затра ты, связанные с уносом водяных паров и их конденсации. Формула изобретения 1.Способ получения «с-1,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в углеоводородном растворителе в присутствии в качестве катализатора продукта взаимодействия четыреххлористого титана и триизобутилалюминия с последующим выделением полимера из полимеризата и сушкой его, отличающийся тем. что, с целью снижения знергетических затрат при вьщелении полимера нз полимериэата, последний обрабатывают жидким осадителем, выбранным из группы, содержащей этан, пропан и их смесь, при массовом соотношении осаднтель:полимеризат от 0,1:1 до 4:1, отделяют осажденный полимер с содержанием сухого вещества 60-98 мас.% от смеси растворителя с осадителем, удаляют из этой смеси осадитель и возвращают растворитель в процесс полимеризации. 2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, перед обработкой осадителем попимеризат подвергают концентрированию. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство-СССР №253361, кл. С 08 d 5/00, 1969. 2.Патент Великобритании № 866490, кл. 2/6/Р, опублик. 1971 (прототип).