Способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола Советский патент 1982 года по МПК C08F120/14 C08F112/08 C08F6/24 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОДУКТОВ СУСПЕНЗИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА ИЛИ СТИРОЛА

Изобретение относится к очистке суспензионных полимеров на основе метилметакрилата, стирола и других акриловых мономеров, пригодных для переработки методом литья и экструзии в различные изделия, для синтеза ионитов, приготовления лаковых композиций, в качестве мелющих тел для турбомельниц в произвосдтве красителей и др. Суспензионная полимеризация проводится, как правило, в водной среде в присутствии растворимого в мономере инициатора и диспергатора, например водорастворимого полизлектролита. За счет частичной растворимости инициатора и мономера в водной фазе образуется латексный полимер, загрязняющий основной продукт, необходимость очистки которого обу словлена наличием на поверхности частиц образовавшегося бисера адсорбированного диспергатора и других добавок, применяемых при суспензионной полимеризации (пластификатора свето- и термостабипизатора и др.). Известны способы получения суспензионных полимеров стирола и метилметакрнлата, в которых очистка бисера от диспергатора, пластификатора и других органических примесей проводится путем обработки различными реагентами; водно-спиртовым раствором (IJ, разрушающими ферментами 2 или органическими растворителями 3. С точки зрения современного уровня химической технологии такие способы получения суспензионных полимеров являются несовершенными, так как на стадии очистки в полимерную пульпу (смесь полимера с маточным раствором) вводятся дополнительные вещества, в том числе органического характера, наличие которых в маточных растворах усложняет их утилизацию и не исключает необходимости Дополнительных водных промывок частиц бисера. Известен способ пoлyчe mя суспензионного полиметилметакрклата, в котором с целью уменьшения образования латексного полимера процесс полимеризации ведут в присутствии водорастворимых соединений (нитрат церия, роданид аммония, гексамет фосфат натрия 3;. И др.). им1ибир юшик процесс л-пексиой полимеризации 4. Данный способ снижает содержание органических веществ в маточных растворах за счет снижения латекса, однакч) датя сохранения на достаточном уровне эффективности диспергатора (щелочерастворимого сополимера метакр ловой кислоты и метилметакрилата) необходимо в 2--3 раза увеличить его дозировку, вследствие чего содержание органических при месей в маточном растворе в общем итоге снижается незначительно и, кроме того, в нем прявляготся неорганические соли. Известны способы получения супензионных полимеров, в которых в качестве диспергаторов применяются фосфорнокислые соли, н пример трикальцийфосфат, а на заключительной стадии процесса суспензию обрабатывают разбавленным раствором соляной кислоты для перевода нерастворимых фосфорнокислых солей в растворимые хлористые соли. Далее очистку полимера ведут обычным способом, т.е. осуществляют водную промывку с последующим отделением частиц бисера от маточного раствора известными методами, например центрифугированием 5. Использование диспергаторов типа трикальцийфосфата предотвращает образование латекс ного полимера в маточном растворе, однако требует кислой обработки суспензии, за которой следуют обычные методы очистки путе многократной водной промывки и использования обычных методов отделения частиц бисера на центрифугах 61 или на гидроциклонах 7. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения примесей. Очистка суспензионного полиметилметакрилата проводится в циркуляционном потоке воздуха со скоростью 70-100 м/с, при которой образовавшуюся взвесь бисера и примесей направляют на сепарацию воздушным потоком со скоростью 2-3,5 м/с 8. В известном способе процесс сушки предшествует процессу очистки. Полимер, высушенный без предварительного удаления частиц латекса, имеет плохую сыпучесть и поэтому трудно транспортируется по технологической схеме на стадию очистки. Скорость воздушно го потока, подаваемого на очистку, достаточн высока (70-100 м/с), что приводит к частич ному механическому истиранию полимера с образованием пылевидной фракции, наличие которой небезопасно с точки зрения правил и норм техники безопасности. Цель изобретения исключение оОразонания пььмевидисж фракции полимера. Поставленная цель достигается тем. что в способе очистки продуктов суспензионной по- лимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения примесей, очистку осуществляют коагуляцией примесей неорганической кислотой с последующей классификацией суспензии восходящим водным потоком со скоростью 0,2-0,5 м/ч и противоточной промывкой оседающего полимера водой при скорости подачи последней 1 2 м/ч. Концентрация неорганической кислоты в растворе составляет 0,4-0,8%, температура коагуляции 70-95°С. При добавлении неорганической кислоты к суспензии вязкость последней значительно уменьшается вследствие того, что макромолекулы диспергатора, обеспечивающего высокую вязкость дисперсионной среды, претерпевают конформационные изменения - полимерная цепь из распрямленной и вытянутой превращается за счет электрюстатических сил отталкивания в свернутый клубок. Частицы полимера находятся в среде, вязкость которой соизмерима с вязкостью воды; они легко перемещаются в ней и процесс разделения частиц бисера и латекса происходит в классификаторе легко и быстро. На чертеже приведена принципиальная схема получения суспензионных полимеров по предлагаемому способу. Пример 1. К 400 мл суспензии, полученной полимеризацией метилметакрилата (ММА) в водной среде в присутствии инициатора - перекиси лаурила и диспергатора - МКМ (щелочерастворимого сополимера метакриловой кислоты и ММА), добавляют 1,8 г 98%-ной серной кислоты при 95°С, перемешивают в реакторе 1 и вводят ее в классификатор 2. Одновременно в нижнюю часть промывателя подают воду со скоростью 1 м/ч. Восходящий водный поток со скоростью 0,2 м/ч промывает оседающий бисер в промывателе 3 и классифицирует скоагулированный латекс и бисер в классификаторе 2. Скоагулированные латексный полимер и примеси собирают в сборнике 4. Продолжительность обработки полимера в восходящем водном потоке составляет 10-15 мин. Пример 2. К 300 мл суспензии, полученной полимеризацией стирола в водной среде с инициатором - перекисью бензоила и диспергатором - МКМ, добавляют 3,8 г 62%-ной азотной кислоты при 70° С, перемешивают в реакторе 1 и вводят ее в классификатор 2. Одновременно в нижнюю часть промывателя 3 подают воду со скоростью

593945

2 м/ч. Восходящий водный поток промывает оседающий полимер в промывателе 3 и классифицирует скоагулированные латекс и бисер в классификаторе 2 при скорости 0,5 м/ч. Латекс и примеси собирают в сборнике 4.5

Продолжительность обработки полимера в восходящем водном потоке 10-15 мин.

Полученный предлагаемым способом полимер имеет хорошую сыпучесть и прозрачен. Полноту очистки определяют по коэффициенту ю светопропускания следующим образом: в колТаким образом, изобретение позволяет исключить образование пылевидной фракции полимера в процессе очистки его суспензии.

Формула изобретения

Способ очистки продуктов суспензионной полимеризации метилметакрилата или стирола, включающий операцию отделения примесей, отличающийся тем, что, с целью исключения образования пылевидной фракции полимера, очистку осуществляют коагуляцией примесей неорганической кислотой с последующей классификацией суспензии восходящим водным потоком со скоростью 0,2-0,5 м/ч и противоточной промывкой оседающего полимера водой при скорости подачи последней 1-2 м/ч.

t6

бу с 100 мл дистиллярованной воды отбира ют 10 г полимера из нижней части промьь вателя 3 и определяют помутнение воды ме тодом нефелометрии.

Для сравнения определяют помутнение воды при контакте с исходным полимером непосредственно после синтеза, а также с полимером, очищенным по способам 8 и 6.

Полученные результаты представлены в таблице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

8.Авторское свидетельство СССР N712413, кл. С 08 F 20/14, 1978 (прототип).