Способ получения ударопрочных сополимеров стирола Советский патент 1993 года по МПК C08F279/02 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения ударопрочных сополимеров стирола, которые используют как конструкционные материалы в различных областях промышленности. , Известен способ получения ударопрочных сополимеров стирола путем полимеризации 12%-ного раствора каучука в стироле в каскаде, из .трех рёакт)оров при ступенчатом повышении температуры и конверсии стирола с 1 астичным рециклом фо эполимера из второго реактора в первый. Полимеризацию проводят, в присутствий по крайней мере 10% инертного разбавителя. Съем тепла полимеризац в реакторах осущес:твляют за счет кипения разбавителя и непрореагировавшего стирола.t Недостатком этого способа являетсж низкая ударопрочность целевого продукта. Так, ударная вязкость продукта с содержанием каучука 14-18 мас.% составляет 15 кг-см/см (по Изоду с надрезом). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения ударопрочных сополимеров Стирола путем непрерывной полимеризации в массе раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии радикального инициатора и регулятора молекулярной массы в каскаде реакторов при ступенчатом повышении температуры и конверсии стирола с последующей отгонкой непрореагировавшего стирола. В реакцию полимеризации вводят 5,3%-ный раствор в стироле бутадиенового каучука или 7,5%ный раствор стиролбутадиенового каучука. Часть реакционной массы отбирают шестеренчатым насосом со стадии реакции при конверсии стирола 20-38% и рециркулируют в область ввода на первую стадию полимерЛзации. Недостатком этого способа является низкая ударопрочность целевого продукта. Так, ударная вязкость продукта, содержащего более 9 мас.% каучука, составляет 6 кг -см/см (по Изоду с надрезом). Целью изобретения является увеличение ударопрочности целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа получения ударопрочных сополимеров стирола путем непрерывНой полимеризации в массе раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии радикального инициатора и ре гулятора молекулярной массы в каскаде реакторов при ступенчатом повышении температуры и конверсии стирола с последующей отгонкой непрореагировавшего стирола первый реактор каскада питают раствором бутадиенового каучука в стироле, содержащим 10-16 мас.% бутадиенового каучука, полимеризацию в нем проводят до конверсии стирола 7.5 - 13%, поток полученного форполимера смешивают со стиролом до достижения концентрации полистирола 3,5-5,75 мас.% и концентрации бутадиенового «аучука 5. мас.% и суммарный Ноток подают в последующие реакторы каскада на дополимеризацию. Пример 1. В аппарат емкостью 200 л загружают 135.5 кг стирола, 22.4 кг (14 мас.%) бутадиенового каучука, содержащего не менее 93% 1,4-цис-звеньев и имеющего вязкость по Муни 54 ед, и проводят растворение при 40-45°С в течение 10-12 ч. Затем в раствор вводят 1,6 кг медицинского вазелинового масла, 0,48 кг термостабилизатора - тринонилфенилфосфита и 0,0102 кг инициатора полимеризации - трет.-бутилпербензоата. Питающий раствор со скоростью 0,36 кг/ч подают в первый реактор каскада, где поддерживают температуру 110±3°С и конверсию по стиролу 13%. Форполимер выгружают из первого реактора каскада со скоростью 0,36 кг/ч и подают в смеситель, куда со скоростью 0,64 кг/ч вводят стирол, содержащий 0.02 вес.ч. (0.0128 кг/ч) трет.бутилпербензоата и 0,01 вес.ч. (0,0036 кг/ч) трет додецилмеркартана. Суммарный поток, содержащий 3,5 мас.% полистирола и 5 мас,% каучука, со скоростью 1 кг/ч подают во втррой реактор каскада, где поддерживают температуру 110±3°С и конверсию по стиролу 38-40 мас.%. Форполимер выгружают из второго реактора каскада со скоростью 1 кг/ч и направляют в третий реактор каскада, где поддерживают температуру 142-148°С (145±3°С) и конверсию по стиролу 88-93 мас.%. Из третьего реактора каскада форполимер через дополимеризатор подают в перегреватель вакуум-камеры для отгонки остаточного MoHOMepai Температура в вакуум-камере 20Q-220°C. Затем полимер экструдируют и гранулируют. Свойства готового продукта приведены в таблице. Пример-ы 2 и 3. Процесс проводят по примеру 1, но при других концентрациях каучука и полистирола в растворе, питающем второй реактор каскада. Концентрации компонентов в растворах и свойства готового продукта приведены в таблице. Пример 4. Процесс проводят по примеру 1, но концентрация каучука в растворе, питающем первый реактор каскада.

равна 16 мэс.%, а концентрация каучука в растворе, питающем второй реактор каскада, равна 7,4 мас.%, концентрация полистирола в нем 5,3 мае, %, Свойства готового продукта приведены в таблице,

Пример 5, Процесс проводят по примеру 1. но концентрация каучука в растворе, питающем первый реактор каскада, составляет 12 мас,%, а концентрация каучука в растворе, питающем второй реактор каскада, составляет 5 мае, %, Концентрация полистирола в нем 3,6 мае, %. Свойства готового продукта приведены в таблице.

П р и м е р ы 6 и 7, Процесс проводят по примеру 5, нр при других концентрациях каучука и полистирола в растворе, питаю щем второй реактор каскада. Концентраций компонентов в растворе и свойства готового продукта приведены в таблице.

Пример 8, Процесс проводят по .примеру 1, но концентрация каучука в растворе, питающем первый реактор каскада, составляет 10 мае, %, а концентрация каучука в растворе, питающем второй реактор каскада, составляет 5 мас.%, концентрация полистирола в нем 3,9 . Свойства готового продукта приведены втаблице.

П р и м е р ы 9 и 10, Процесс проводят по примеру 8, но при других концентрациях каучука и полистирола в растворе, питающем второй реактор каскада. Концентрации компонентов в растворе и свойства готового продукта приведены в таблице, ,

Пример 11 (контрольный), В аппарат емкостью 200 л загружают 149,76 кг стирола, 8 кг (5 мае,%) каучука, 0,48 кг тринонилфенилфосфита 0,16кг

трет-додецилмеркаптана и при 40-45С в течение 6-8 ч растворяют каучук, В раствор вводят 0,0102 кг трет-бутилпербензоата. Питающий раСтвор со Скоростью 1 кг/ч подают в первый реактор каскада, где поддерживают температуру 110±3°С и конверсию по стиролу 12 мас,%. Выгружают форполимер из первого реактора каскада со скоростью 1 кг/ч и подают во второй реактор (а, где поддерживают те«1пературу 110±3°С и конверсию по стиролу мас,%.

Далее полимеризацию проводят, как в примере 1, Свойства готового продукта приведены в таблице,

Л р им еры 12.13 и 14 (контрольные). Процесс проводят по примеру 11 с различной концентрацией каучука в растворе, пи тающем первый реактор каскада.

Концентра ции компонентов в растворах и свойства готовых продуктов приведены в таблице,,,

Таким образом, осуществление предлагаемого спосрба позволяет повысить ударопрочность сополимеров стирола и бутадиенового каучука. (56) Патент Великобритании М; 1530023, кл, СЗР,1978,

Патент США N: 3660535, кл, 260-880.1972,

2

s

ю го

Ч)

а

.С

2S

a

s c:

Ю

V

X (U

X

о

Q.

С

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНЫХ СОПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА путем непрерывной полимеризации в массе раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии радикального инициaтopia и регулятора молекулярной массы в каскаде реакторов при ступенчатом повышении температуры и конверсии стирола с последующей отгонкой непрореагировавшего стирола/отличающийся тем, что, с целью

увеличения ударопрочности целевого продукта, первый реактор каскада питают раствором бутадиенового каучука в стироле, содержащим 10 - 16 мас.% бутадиенового каучука, полимеризацию в нем проводят до конверсии стирола 7,5-13%, поток полученного форполимера бмешивают со стиролом до достижения концентрации полистирола 3,5 - 5,75 мас.% и концентрации бутадиенового каучука 5,0 - 7,4 мас.% и суммарный поток подают в последующие реакторы каскада на дооолимеризацию.