Способ получения наполненных полимеров Советский патент 1982 года по МПК C08F2/44 C08K3/20 

1 Изобретение относится к химии полимеров, в частности к способам получения наполненных полимеров путем полимеризации виниловых мономеров в присутствии добавок. Известен способ получения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых моно меров в присутствии наполнителей, согласно которому полимеризацию виниловых мономеров проводят в присутс ВИИ минеральных наполнителей природного происхождения при Г1 Недостатками этого способа являют ся неоднородность распределения наполнителя в полимере и, как следствие этого, невысокая термостабильность полимера. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ получения наполненных полимеров nyteM свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, согласно которому полимеризацию проводят в электрическом поле в присутствии 5-6 вес.% от веса мономера аэросила 2. Недостатками известного способа являются неоднородность получаемого полимерного порошка, трудность его переработки и низкая химическая стойкость к растворителям. Цель изобретения - получение однородного порошкообразного полимера с повьнленной термостабильностью и химической стойкостью к растворителям. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу лолучения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, в качестве наполнителей используют 1-2fO% от веса мономера высокодисперсных минеральных окислов или их смесей ,модифицированных бифункциональными ненасыщенными производными силанов. В качестве высокодисперсных окислов используют SiOrj, TiOf, А1, и их смеси, модифицированные ненасыщенными соединениями, преимущественно силанами с двумя ненасыщенными группами (виниловыми, аллиловыми, акриловыми и др.) , Полимеризацию проводят эмульсионным или суспензионным методом с мономерами, которые полимеризуются ука занными способами (.зинил и винилиденхлорид,стирол, фторопроизводные,метил метакрилат, производные этилена со сложными заместителями, полиэфиры. Полимеризацию инициируют инициаторами свободнорадикальной полимеризации (персульфатами и органическими п рекисями . Для гомогенизации и равномерного распределения наполнителя в полимере и снижения вязкости вводят эмульгаторы и стабилизаторы далкилсульфонаты, высшие мыла, поверхностно-активные вещества в суспензию вода-мономер. Процесс полимеризации проводят при температуре полимеризации соответствующих мономеров до достижения конверсии мономеров 60-95% под давле нием. Химическое взаимодействие между модифицированными наполнителями и полимерной матрицей об слоапено относительно высокой СК-2 ммоль/rj концентрацией привитых групп (винил аллил, акрил), которые вступают в реакцию сополимеризации с ненасыщенными мономерами. Относительно высокая концентрация привитых групп обус ловлена высокой концентрацией гидрок сильных ОН-групп поверхности исходных окислов. П р и м е р 1. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, загружают 0,5 л дистиллированной воды, добавляют 16 г эмульгатора - моноалкилсульфоната и 0,025 г инициатора полимеризации-персульфата натрия. Смесь нагревают до 0°С, пропуская горячую воду в рубашку; . перемешивая, растворяют введенные ингредиенты. Предварительно готовят суспензию, состоящую из 0,5 л винилхлорида и 1,5 от веса мономера аллилаэросила, и заливают в тот же автоклав, охлажденный жидким азотом, загерметизировав реактор, нагре вают его до 65°С, затем включают мешалку. Полимеризацию проводят 5 ч после этого дегазируют полученный 907 латекс вакуумированием и продувкой азотом. Выгружают продукт, коагулируют его электролитами, например NaQ CO-jjnp-(мывают, фильтруют и сушат в вакууме при бЗ-С до порошкообразного состояния. Получение химически сшитого полимера характеризуется исчезновением в ПК-спектре частоты 1610 см колебаний двойной связи у модифицированного СЛОЙ дисперсного окисла, как наполнителя, при введении его в мономер и сополимеризации с полимерной матрицей по двойным связям мономера и модифицированного слоя наполнителя. Примера. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, заливают 0,5 л дистиллированной воды, в которой растворяют 15 г винилового спирта - стабилизатора суспензии. Для лучшего растворения смесь нагревают до при помешивании. Предварительно в стироле (0,3 л растворяют 0,06 г перекиси бензоилаинициатора полимеризации. В эту смесь вводят 5 вес.% акрилпропилтитаноаэросила от веса стирола. Включают мешалку и при нагревании (80°С} выдерживают 3- ч. После полимеризации суспензию вакуумируют от непрореагированного стирола, выгружают, отфильтровывают, промывают и сушат в вакууме при 80°С до порошкообразного состояния. Пример 3- В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, заливают 0,5 л дистиллированной воды, в которой растворяют 15 г поливинилового спирта-стабилизатора суспензии при нагревании до 60°С. Предварительно готовят суспензию, состоящую из 0,2 л винилиденхлорида и 10 винилаэросила от веса мономера. Эту суспензию заливают в автоклав, туда же добавляют 0,03 г перекиси водорода, герметизируют автоклав и включают мешалку. Процесс ведут при 65°С, выдерживают ч. После полимеризации суспензию сливают, фильтруют. промывают и сушат до порошкообразного состояния при 100°С в вакууме. Пример. В автоклав емкостью 1 л, оснащенный рубашкой и мешалкой, загружают 0,5 л дистиллированной воды, в ней растворяют 2,5 г персульфата аммония и 45 г эмульгатора алкилсульфоната.Предварительно готовят суспензию, состоящую из 0,35л метилметакрилата и 15 вес.: аллилалюмоаэросила. Суспензию заливают в автоклав, при постоянном перемешивании нагревают до и выдерживают 2 ч. Смесь выгружают,коагулируют электролитами, фильтруют и сушат до порошкообразного состояния при 65 70 Ос. Пример5- Ь автоклав емкоетью 1 л, снабженный мешалкой и рубаш кой заливают 0,7 л дистиллированной воды и в ней растворяют при нагревании 35 г алкилсульфоната, затем добавляют смесь персульфата и тиосульфата калия (0, г). Реактор охлаждают жидким азотом, пропуская его через рубашку. Вводят предварительно приготовленную суспензию, состоящую из 0,1 винилфторида и 13 от веса MO номера акрилаэросила. Автоклав герме тизирует и нагревают до 70°С при 9 5 постоянном Перемешивании. После падения давления до эти автоклав охлаждают и, продувая азотом, вакуумируют, смесь коагулируют, фильтруют, промывают и сушат в вакууме при до порошкообразного состояния. Полученные полимеры исследовали на химическую стойкость к растворителям при кипячении. Определяли размеры частиц, температуры разложения полимера на воздухе, термостабильность при и электрическое сопротивление. Данные приведены в таблице. Таким образом, изобретение позволяет получать наполненные полимеры в виде монодисперсных по размерам частиц порошков,химически связанных с наполнителем, и обладающие повышенной термостабильностью и химической стойкостью к растворителям. формула изобретения Способ получения наполненных полимеров путем свободнорадикальной полимеризации виниловых мономеров в присутствии наполнителей, отличающийся тем, что, с целью получения однородного порошкообразного полимера с повышенной термостабильностью и химической стойкостью к растворителям, в качестве наполнителей используют 1-20 от веса моно9510 меров высокодисперсных минеральных окислов или их смесей, модифицированных бифункциональными ненасыи енными производными силанов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1419310, кл. С 3 Р, опублик. 19752.Авторское свидетельство СССР № 528305, кл. С 08 F 2/kk, 1976 (.прототип) .