Способ коагуляции бутадиен-(стирол) акрилонитриловых латексов Советский патент 1982 года по МПК C08C1/15 

Изобретение относится к технолог коагуляции синтетических латексов, в частности бутадиен-(стирол)акрило нитриловых латексов, и может быть использовано при получении синтетического каучука. Известен способ коагуляции латек сов полимеров или соподшмеров сопря женных диенов обработкой их водными растворами электролитов, например неорганических кислот или их солей, в качестве коагулянтов С. Недостатком этого способа является относительно большая неоднородность скоагулированного каучука в отношении размера его частиц, что усложняет его дальнейшую переработку. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ коагуляции бутадиен-(стирол) -акрилонитриловых латексов обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция или их смесями f2. Недостатками известного способа являются неоднородность скоагулированных частиц сополимера и большое содержание в них воды, что приводит к усложнению процесса сушки каучука. Цель изобретения - уменьшение слипаемости частиц выделенного сополимера и содержания в них воды. Цель достигается тем, что согласно способу коагуляции бутадиен-(стирол) акрилонитриловых латексов обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция) или их смесями, процесс проводят в присутствии водных растворов или суспензий 0,5-2,5 вес.ч. (на 100 вес.ч. сополимера) соединений, выбранных из группы, содержащей картофельный крахмал, соевую, пшеничную или арахисовую муку и муку из семян подсолнечника. Кроме того, процесс можно проводить дополнительно в присутствии 0,02-2 вес.ч. (на 100 вес.ч. сополимера) сополимера акриламида с натрийакрилатом, Пример 1 (контрольный). В плоскодонный резервуар емкостью 12 л с высокими стенками залили 8 л воды. Установили мешалку над резервуаром для того, чтобы можно было перемешивать водную фазу. Датчик рН-метpa установили над резервуаром с тем чтобы можно было непрерывно измерят величину рН водной фазы. Трубопровод провели в воду для того, чтобы в нее можно было подавать пар, и установили термопару для измерения температуры водной фазы. Установили средства подлчи для того, чтобы в водную фазу было можно добавлять I небольшие количества полиамина. Воду в резервуаре нагрели до , а значение рН довели 3,5-4,0 путем добавления разбавленной серной кислоты, Стирол-бутадрюновый латекс добавили в водную фазу, подщерживая величину рН 3,5-4 путем одновременного добавления серной кислоты, и при этом непрерывно одноБре.менно добавляли полиамин (сополимер акриламида с натрийакрилатом марки N L Со ® 107) с; такой скоростью, чтобы 0,1 вес.ч, полиа1 1 1на приходилось на 100 вес,ч. полимера. Стирол-бутадиеновый каучук содержал 23.,5 вес.% стирола и 76,5 вес.% бутадиена, а латекс содержал 24 вес,% полимера 1 л латекса добавили к водной фазе и коагулировали. После добавления латекса мешалка работала 2 мин, чтобы обеспечить полное смешивание компонентов, а затем ее выключили. Водная фаза (сыворотка) оказалась довольно прозрачной, а полимер, который поднялся на поверхность водной фазы, бкш в виде частиц с раз-мером от среднего-до большего,приче частицы были лиггкими на покерхностй Частптты полномера удалили и выс:л;шли л сушилке с пpинyдитeльны /:; цирку„сировагчием горячего воздуха,, получи частяцы большого размера, которые Екутрн себя содаржали маленькие по лости с захваченной водой.

П р и м е р 2 (контрольный). Проводили согласно примеру 1 за LCr гсключемпем, что использовали ; ,п ;:о,цы,, содержащей 2,5 вес.% хлорис1о-:о натрия, и полиамин добавляли с такой скоростью, чтобы: 0,05 вес,ч, полиамирза приходилось 1та .100 вес,ч, полимера. После вык;).;;1чек;ия мешалки оказалось, что сыворотка прозрачна, а полимер был в виде больших частиц. При полимерных частиц они старались слипнуться лруг с другом и содержал;: йнутри себя множество мелких попосфей, запо.пненных захааченной водой.

пример 3 (контрольный), Осущестзляли аналогично примеру 1 за тем искл-зчением, что полимером был бутадиеи-акрилонитриловый полимер, содержатий 34 вес.% акрилонитрилэ. f эмульгатор жирнокислотного типа а : атекс содержал 28 вес.% полимера После Быключания мешалки сыворотка оказалась слегка мутной, а полимер

был в форме больших частиц, клейких с поверхности. После высушивания частиц полимера получили частицы, слипшиеся друг с другом и содерхсащие внутри себя небольшие полости, заполненные захваченной водой.

Пример 4 (контрольный). Используя оборудование, описанное в примере 1, проводили коагуляцию бутадиен- акрилонитрилового полимера, содержащего 34 вес.% акрилонитрила, причем эмульгатором являлась соль щелочного металла и алкилнафталинсульфокислоты, а латекс содержал 30 вес.% полимера, причем коагуляцию проводили путем добавления 1 л латекса к 8 л воды, поддерживаемой при 50°С и содержащей 0,3 вес.% хлористого кальция, пр.и одновременном добавлении раствора, содержащег 0,5 вес,% хлористого кальция. После выключения мешалки сыворотка была довольно прозрачной, а полимер присутствовал в виде больших частиц. После высушивания частиц полимера получили полимер, содержащий небольшие количества воды внутри больших частиц полимера.

Пример 5. Следуя методике примера 1, латекс бутадиен-стирольного каучука коагулировали путем медленного добавления к водной фазе при одновременном добавлении серной кислоты, чтобы поддержать значение рН 3,5 4, причем полиаминное соединение добавляли с такой скоростью чтобы 0,1 вес.ч. полиаминного соединения приходилось на 100 вес.ч. полимера, и добавляли при этом 2,5 вес,ч. суспензии кукурузного крахмала, которую предварительно вскипятили, с такой скоростью, чтоб обеспечить 1,4 вес.ч. сухого кукурузного крахмала на 100 вес.ч. полимера .

После выключения мешалки сыворока оказалась довольно прозрачной, а полимер был в виде маленьких частиц с малоклейкой поверхностью. После высушивания частиц полимера получили частицы примерно такого же. размера, которые одинаково содержали мало влаги.

По сравнению с примером 1 получили меньшие и более однородные по размеру частицы, которые легче высушить до однородного низкого остаточного содержания влаги.

Пример 6. Повторили способ примера 5, за тем исключением, что вместо кукурузного крахмала использовали суспензию (5 вес.%) соевой муки, полученной кипячением, причем скорость подачи суспензии была такой, что 1,5 вес.ч. сухой соевой муки приходилось на 100 вес.ч. полимера, а скорость добавления полиамина была такой, чтобы обеспечить

примерно 0,03 вес.ч. полиамина на 100 вес.ч, полимера.

После выключения мешалки сыворотка была прозрачной, а полимер присутствовал в виде довольно однородных по размеру маленьких частиц, имеющих малоклейкую поверхность. Поле сушки полимера получили частицы такого же размера, которые имели одинаково низкое содержание влаги.

Пример 7. Повторили способ примера 2, за тем исключением, что полиамин добавляли с такой скоростью чтобы примерно 0,02 вес.ч. полиамин приходилось на 100 вес.ч. полимера, и туда также добавляли суспензию 5 вес.% соевой муки, полученной кипчением, с такойскоростью, чтобы прмерно 0,7 вес.ч. соевой муки приходилось на 100 вес.ч. полимера. После окончания перемешивания сыворотка была прозрачной, а частицы полимера представляли собой однородные по размеру маленькие частицы, имеюьтие малоклейкую поверхность, и их легко высушили, получив такие же по размеру частиц з, обладающие одинаково малым остаточным содержанием влаги.

Пример 8, повторили способ примера 1 за тем исключением, что скорость добавления полиамина была такой, что 0,2 вес.ч. полиамина приходились на 100 вес.ч. полимера, и туда также добавили суспензию пшеничной муки, предварительно полученную кипячением, причем скорость добавления была такой, что 1,5 вес.ч пшеничной муки приходилось на .100 вес.ч. полимера.

После выключения мешалки сыворотка, оказалась довольно прозрачной, а полимер присутствовал в виде маленьких частиц, имеющих малоклейкую поверхность, которые высушили, получив такие же по размеру частицы, имеющие одинаковое низкое содержание остаточной влаги.

Пример 9. Использовали способ примера 1 за тем исключением, что добавляли не полиамин, а раствор, содержащий 5 вес.% арахисовой муки. Арахисовую муку переводили в раствор путем добавления водного аммиака до тех пор, пока значение рН. раствора не стало около 10,5, Скорость добавления раствора арахисовой муки была такой, чтобы обеспечить 1,8 вес .4 . арахисовой муки на 100 вес.ч. полимера.

Сыворотка оказалась существенно прозрачной, а частицы полимера были довольно маленькими с весьма малой клейкостью поверхности. Частицы полимера высушили легко, без существенной агломерации частиц, которые не содержали полостей с остаточной водой.

Пример 10. Повторили способ прим.ера 1 за тем исключением, что полиамин добавляли со скоростью, обеспечивающей 0,02 вес.ч. полиамина на 100 вес.ч. полимера, и добавляли раствор муки из .семян подсолнечника со скоростью, обеспечивающей 2 вес.ч. муки на 100 вес.ч. полимера. Муку из семян подсолнечника перевели в раствор в воде путем до0бавления водного аммиака до тех пор, пока значение рН стало около 10,

Сыворотка была прозрачной, а частицы полимера были маленькими и однородными по размеру и обладали малой поверхностной клейкостью. При

5 сушке частиц полимера получили аналогичные маленькие по размеру частицы, которые однородно высыхали без полостей остаточной воды.

Пример 11. Повторили спо0соб примера 9 за тем исключением, что вместо арахисовой муки добавили концентрат соевого белка, растворенный в воде при добавлении водного аммиака до рН примерно 10, причем

5 концентрат добавляли со скоростью 1,3 вес.ч. на 100 вес.ч. полимера.

Сыворотка была немного мутной, а частицы полимера были однородными и очень маленькими по размеру и су0щественно не имели поверхностной клейкости. Частицы полимера легко высушили, получив однородно высушенный продукт.

Пример 12. Повторили способ

5 примера 3 за тем исключением, что добавляли также аммиачный раствор (рН 10,5) соевой муки со скоростью 1,5 вес.ч. муки на 100 вес.ч. полимера, а скорость добавления полиами0на уменьшили примерно до 0,04 вес.ч. на 100 вес.ч. полимера {при этом бутадиен-акрилонитриловый латекс коагулировал) и получили маленькие частицы полимера, имеющие малую поверхностную клейкость, которые лег5ко высушили до однородного низкого содержания остаточной влаги.

Пример 13. Бутадиен-акрилонитриловый латекс примера 4 коагулировали способом, описанным в при0мере 4, за тем исключением, что водную фазу поддерживали при рН 3,5 - 4 добавлением серной кислоты одновременно с добавлением раствора хлористого кальция, а также добавляли

5 раствор соевой муки в водном аммиаке со скоростью, обеспечиваюгдей 0,5 вес.ч. муки на 100 вес.ч. полимера. Сыворотка после коагуляции была прозрачной, а частицы полимера

0 были весьма маленькими и сравнительно однородными по размеру и их легко высушили до низкого остаточного содержания влаги.

Следовательно, изобретение позво-.

5 ляет в значительной степени меньшить слипаемость частиц выделенного сополимера и содержание в них влаги.

Формула изобретения

1. Способ коагуляции бутадиен- (стирол) акрилоки риловьпс латексов обработкой их водными растворами серной кислоты, хлористого натрия (кальция) или их смесями, отличающийся тем, что, с целью уменьшения слипаемости частиц выделенного сополимера и содержания в них воды, процесс проводят в присутствии водных растворов или суспензий 0,5-2,5 вес.ч, (на 100 вес.ч сополимера) соединений, выбранных

из группы, содержащей картофельный крахмал, соевую, пшеничную или арахисовую муку и муку из семян подсолнечника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят дополнительно в присутствии 0,02-0,2 вес.ч. (на 100 вес.ч. сополимера) сополимера акриламида с натрийакрилатом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кирпичников п.А. и др. Химия

и технология синтетического каучука Л., Химия, 1970, с. 393-399.

2.Уитби Г.С. Синтетический Л., Госхимиздат, 1957. с. 191-193 (прототип).