Способ получения модифицированного полиметилметакрилата Советский патент 1981 года по МПК C08F220/14 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

I

Изобретемие относится к области химии полимеров, а именно к способу получения модифицированного полиметилиютакрилата/ используемого в качестве ударопрочного материала.

Известен способ получения удародрочного полиметилметакрилата путем смешения порсяика полиметилметакрилата с порошком модификатора с Посяед/ющим вальцеванием и прессованием полученной композиции. Модификатор представляет собой привитой сополимер, полученный сополимериэацией 50-100% алкилметакрилата, 0-50% винилового мономера и 2% сшивающего мономера в присутствии каучука - сополимера 50-90% алкилакрилата, 5-30% стирола и 1-20% бута-. Аиёна. Соотношение прививаемых моноМеров и каучука составляет 1-6:4 1 .

Недостатком-известного способа Является невысокая ударная вязкость | Омпозиции, неравномерное распределение модификатора в полимерной композиции, что приводит к получению нестабильного по физико-механическим свойствс1м материала.

Известен также способ получения ударопрочного ПММА путем растворения Ьорошка модификатора в метилметакрилате с последующей форполимерпзадией смеси и заливкой в формы, где происходит полимеризация смеси до степени конверсии мономера 95%..

Модификатор получают путем эмульсионной полимеризации-алкилакрилатов j(Cti-e) или их смеси со стиролом и 8-25% от веса мономеров бифункциональных соединений -и эмульсионной п

fO лимеризации метилметакрилата с поел дующим смешением полученных латексо в соотношении 1-2:1.

Модификатор равномерно распределя ется в композиции, позволяет лолуt5 чить материал со стабильными физикомеханическими -свойствами 2 .

Недостатком известного способа является невысокая ударная вязкость модифицированного ПММА. При содержа20нии в композиции 5% модификатора получают ударную вязкость до 37-42 кгск хсм/см по сравнению с 12 кгс-см/см для немодифицированного ПММА (ГОСТ 4647-69), т.е. ударная вязкость уве25 .личивается в 3,0-3,5 раза.

Наиболее близким по технической .сущности и достигаемому результату Является способ -получения модифицированного .полиметилметакрилата ла30 тексной сополимеризацией 20-27 вес.ч смеси 75-78 мае.% бутилакрилата, 2124 мас.% стирола и 1-4% мас.% аллилметакрилата с последующим дозированием 80-13 вес.ч. метилметакрилата в полученный латекс и проведением поли меризации до полной конверсии мономе ра. Дозирование метилметакрилата осу . ществляют в течение 3ч. За время дозирования.степень конверсии метилметакрилата достигает 90%. Далее продолжают полимеризацию до исчерпания мономера. Степень конверсии прививаемого, мономера (ММА) 99,1%. Известный способ позволяет получить, непосредственно модифицирован ый ПММА в виде порошка, который мож но подвергать дальнейшей переработке При этом исключается .стадия сме:11ения модификатора с папиметилметакрилатом или .растворения модификатора в метил метакрилате 33 . Однако ударная вязкость модифици рованного ПММА, полученного известны способом, недостаточно высока. Ударная вязкость по.Динстату модифицированного ПММА составляет 16,5 кгс-см/ см (для немодифицированного IINDyiA ударная вязкость .3,3 кгССМ/см). Цель изобретения - повышение удар ной вязкости полиметилметакрилата. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получений модифицированного полиметилметакрила та .патексной сополимеризацией 20 27 вес,ч. смеси 75-78 мае. %-.бутилакрилата, 21-24 мас.% стирола, 1-4 мае аллилметакрилата. с последующим дозированием 80-73 вес.ч., метилметакрила та в полученньй латекс и проведением полимеризации-до полной конверсии йо Номера, дозировку метилметакрилата фоводят до достижения-степени конверсии метилметакрилата 8-16%. П р .и мер 1,. А. Синтез латекс Woro эластомера. Исходные компоненты/ вес.ч.,: Бутилакрилат 78 (78 .мас.% Стирол .21 (21 мас.% Аллилметакрилат 1 (1 мас.%) Эмульгатор диоктилсульфосукцинат натрия 2 Деионизированная вода300 Инициатор- персульфат калия 0,3 Na,j HP04-12HiiO0,5 NaHiP04-24(100,3 В реактор, снабженный термометром мешалкой, обратным, холодильником, мерником для дозирования мономеров и трубкой для ввода азота,.загружают воду, эмульгатор, и инициатор,- нагреteaioT до 85° С при перемешивании (число оборотов мешалки 120 в минуту) и загружают в реактор мономерную смесь Реакционную смесь перемешивают при в течение 3ч. Полимеризацию за анчивают,перемешивая смесь при 95°С ч. Конверсия мономеров 99,5%. Разер латексных частиц 0,25 мк. Содерание гель-фракции 80%. В. Синтез привитого сополимера. Исходные компоненты, вес.ч.: Эл астомерный .латекс, полученный на ста100 (25 вес.ч. дии А в пересчете на сухое вещество) Метилметакрилат75Ронгалит .1,5 Гидроперекись кумола 1,5 Лаурилмеркаптан0,1 Деионизированная вода 8,5 В реактор загружают эластомерный латекс, водную фазу и ронгалит, нагревают содержимое реактора до 80°С и дозируют в т,ечение 20 мин смесь метилметакрилата.и лаурилмеркаптана, с растворенной в ней гидроперекисью кумола. По окончании дозирования конверсия метилметакрилата составляет 8%. Полимеризацию продолжают до полного исчерпания мономера в течение 5 ч. Полученный латекс коагулируют .10%-ным раствором сульфата алюминия, .фильтруют и промывают. Сополимер сушат при 70°С в вакуумном шкафу, конЬерсия метилметакрилата 99%., Полученный порсяакообразный модифицированный ПММА люнолитизируют в смесительной камере-пластографафирмы Брабендер при 190-210°С в течение 10-15 мин. Полученный монолитный материал распрессовывают в прессе при давлении 150 кг и 165-170°С в тшоскопараллельные диски диаметром 100-120 мм и голодной 2-3 мм. Из полученных дисков вырезались образцы для испытаний на ударную вязкость по данстату. Пример 2. Процесс проводя::т по примеру 1, но на стадии В дозируют мономерную смесь в течение 30 мин. По окончании дозирования конверсия метилметакрилата составляет 13%. После этого полимеризацию продолжают в течение 4,5 ч до полного исчерпания, мономера. Конверсия метилметакрилата- 99%. Пример 3. Процесс проводят по примеру 1, но на стадии В дозируют мрномерную смесь в течение 40 мин. По окончании дозирования конверсия метилметакрилата составляет 16%, после чего полимеризацию продолжают в течение5 ч до полного исчерпания мономера. Конверсия мегилметакрилата 99%.

Физико-механические свойства модифицированного полиметилметакрила-. ха, полученного по предлагаемому м. известному способам представлены в т.а блице.

Как следует из таблицы, дозирование ММА в течение 20-40 мин, обеспечивающее степень конверсии ММА к моменту окончания дозирования 8-16%, поэволяет повысить ударную вязкость модифицированного ПММА до 25-35 кгсх см/см по сравнению с 16,5 кгссм/ известным спосхзбам, при этом разрушающее напряжение при растяжении остается на уровне известного способа.

Дозирование метилметакрилата в течение 15 и 50 мин, которое обеспечивает степень конверсии ММА к моменту окончания дозирования 5 и 20% соответственно, приводит к снижению ударной вязкости до 14-15,4 кгсСМ/ /см (примеры 5,6).

Модифицированный ПММА, содержащий меньшее количество эластометра, имеет низкуюударную вязкость. При содержании 17 вес.ч. сополимера бутилакрил ат (78 мае. %), стирол а (21мас.% и аллилметакрилата (1 мае. %) удар-: ная вязкость модифицированного ПММА снижается до 8 кгс«см/мЧ ПРИ зтом.

Предлагаемый

20 30 40

8 13

16

180

90

15 50

5 20

Формула изобретения

Способ получения модифицированного полиметилметакрилата латек-сной.

разрушакяцее напряжение при растяжении практически не изменяется (600 кг/ /см) .

Введение в ПММА 30 вес.ч. эластомерного полимера гсриводит к резкому снижению разрушающего напряжения при растяжении до 300 кг/см, при этом ударная вязкость .достигает величины 40 кгссм/см (Динстат). Получают полимер с низкими прочностными свойствами.

0

Базовым объектом является суспензионный полиметил метакрилат, имеющий следующие хг1рактеристики: ударная вязкость 5,3-5,6 кгс«см/см (Динстат), разрушающее напряжение при растяже5нии 700 кг/см. Модифицированный ПММА, полученный по предлагаемому способу, облгшает по сравнению с известным образцом, высокой ударной вязкостью 35-25 кгс-см/см пря незна0чительном yve&ObtaeimH величины разру-. шаюфего нап{Жжейия при растяжении (580 кг/см).

Таким , изобретение позволяет получить ШША с noBtoneattom удар5ной про костью, повысить срок службы товаров народного потребления, увеличить их надежность при эксплуатации.

580

25 35 30 570 580

16,5

575

570

15,4 580 14

сополилюризацией 20-27 вес.ч. смеси 75-78 мае. % бутилакрилата, 21 24 мае. % стирола и 1-4 мае. аллил65 .метакрилата с последукхцим дозирова 8916928

нием 80-73 вес.ч. метилметакрилатаИсточники информации,

в полученный латекс и проведениемпринятые во внимание при экспертизе

полимеризации до полной конверсии мо-1. Патент США 3922321,

номера, отличающийся тем,кл. 260-881, опублик. 1973.

что, с целью повышения ударной вяз-2. Авторское свидетельство СССР

кооти полиметилметакрилата, дозиров- 621700, кл. С 08 L 33/08, 1976.

ку метилметакрилата проводят до дос-5 3. Патент Великобритании

тижения степени конверсии метилметак-№ 1431564, кл. С 3 Р, опублик. 1974

рилата 8-16%.(прототип).