Способ удаления катализатора из раствора низкомолекулярного полимера

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ИЗ РАСТВОРА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИМЕРА, получаемого сополимеризацией пиперилена с -метил-стиролом в среде углеводородного растворителя в присутствии катионного борфторсодержащего катализатора, путем его отгонки с последующим возвращением в рецикл, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, катализатор отгоняют из раствора сополимера совместно с 20-50% растворителя от общей массы растворителя в сополимере при температуре 60-90^oС и вакууме 0,8-0,95 кгс/см².

Изобретение относится к области получения полимеров и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности.
Цель изобретения - упрощение технологии процесса за счет применения отгонки катализатора H-C₄H₉OBF₂ с частью растворителя под вакуумом при определенной температуре.
П р и м е р 1. В колбу объемом 0,5 л в безводных условиях в атмосфере инертного газа загружают 93 мл ксилола, 105 мл -метилстирола, 35 мл пиперилена и 0,62 г катализатора H-C₄H₉OBF₂. Процесс сополимеризации проводят при 20^оС в течение 5 ч. Выход сополимера составляет 100%.
Из раствора сополимера при температуре 70^оС и вакууме 0,9 кгс/см² отгоняют 18,6 мл ксилола, что составляет 20% от загруженного растворителя. В раствор сополимера вводят 18,6 мл свежего ксилола с целью сохранения необходимой концентрации полимера в растворе.
Содержание катализатора в отогнанном растворителе равно 0,51 г или 82% от исходного количества, поданного на полимеризацию.
П р и м е р ы 2-8. Сополимер пиперилена с -метилстиролом в ксилоле получают аналогично примеру 1. Из раствора сополимера отгоняют часть растворителя с катализатором, после чего в раствор полимера добавляют такое же количество свежего ксилола.
Условия проведения опытов приведены в табл.1.
П р и м е р 9. Сополимеризацию пиперилена с -метилстиролом проводят аналогично примеру 1. Выход сополимера составляет 99% (118 г).
Из раствора сополимера при температуре 80^оС и вакууме 0,85 кгс/см² отгоняют 46,5 мл (50% ) растворителя и в раствор вводят 46,5 мл свежего ксилола. В отогнанном ксилоле содержится 0,61 г активного катализатора (99% от загруженного).
П р и м е р 10. Сополимер пиперилена и -метилстирола синтезируют аналогично примеру 1 с использованием раствора катализатора, отогнанного в примере 9 и содержащего 0,59 г HC₄H₉OBF₂, без ввода свежего катализатора.
Получают сополимер с выходом 97% (116 г).
Из полученного раствора отгоняют при 60^оС и вакууме 0,9 кгс/см² 46,5 мл ксилола (50% ) и вводят в раствор 46,5 мл уайт-спирита. При этом удаляют 0,48 г катализатора (85% от используемого при полимеризации).
П р и м е р 11. К отогнанному в примере 10 раствору, содержащему 0,48 г катализатора, добавляют 0,14 г свежего H-C₄H₉OBF₂ и проводят синтез сополимера пиперилена с -метилстиролом аналогично примеру 1. Выход сополимера составляет 99% (118 г). Из раствора сополимера отгоняют катализатор согласно примеру 10 со степенью удаления 80%.
Свойства сополимеров, полученных в примерах 9-11, приведены в табл.2.
Как следует из примеров 9-11, возможно повторное использование удаленного катализатора с частичной подпиткой свежим катализатором. При этом существенно снижается суммарный расход катализатора. Катализатор, используемый в рецикле, сохраняет свою высокую каталитическую активность (выход сополимера составляет 97-99%), а свойства сополимеров не ухудшаются (табл.2).
П р и м е р 12. 1 м³ раствора сополимера пиперилена с -метилстиролом в ксилоле, полученного в условиях опытного производства, в инертной атмосфере загружают в аппарат объемом 3 м³, снабженный мешалкой и рубашкой, через которую циркулирует теплоноситель - горячая вода. Содержание сополимера в растворе составляет 57 мас.%, количество катализатора H-C₄H₉OBF₂ 1,56 кг (0,18% на раствор). Сополимер содержит 80% связанного -метилстирола. Из аппарата при температуре 75^оС и вакууме 0,9 кгс/см² при перемешивании отгоняют 90 л ксилола (20% от растворителя) с которым удаляется 1,54 кг (99%) катализатора. В раствор сополимера вводят 90 л свежего ксилола.
Характеристика сополимера.
Концентрация
полимера в раство- ре, % 56,1 [ ], дл/л 0,063
Условная вязкость по ВЗ-4 при 20^оС, с 38,0
Время высыхания до ст.3 при 20^оС, ч 24
Прочность пленки к изгибу, мм 1
Адгезия пленки к металлу, баллы 1
П р и м е р 13. 2,6 м³ раствора сополимера пиперилена с -метилстиролом в ксилоле с содержанием основного вещества 58 мас.%, связанного -метилстирола 60% и катализатора 4 кг (0,18% на раствор), полученного в условиях опытного производства, непрерывно со скоростью 300 л/ч пропускают через роторно-пленочный испаритель при температуре 90^оС и вакууме 0,85 кгс/см². Пары растворителя с катализатором конденсируют в конденсаторе, жидкий растворитель собирают в сборник и хранят в атмосфере сухого азота. Частично сконцентрированный раствор сополимера из роторно-пленочного испарителя направляют в аппарат (V = 5 м³), в котором его разбавляют 380 л уайт-спирита.
Отогнано 380 л ксилола (30% от растворителя), содержащего 3,96 кг (99%) катализатора H-C₄H₉BOF₂.
П р и м е р 14. В колбу объемом 1 л загружают 237 мл -метилстирола, 212 мл пиперилена, 176 мл ксилола и 103 мл раствора катализатора, отогнанного в примере 13, с содержанием H-C₄H₉OBF₂ 1,08 г (0,18% на раствор). Проводят процесс сополимеризации при 30^оС в течение 3 ч и получают сополимер с выходом 97%. Из сополимера отгоняют 30% растворителя при температуре 70^оС и вакууме 0,93 кгс/см². Количество удаленного катализатора составляет 1,03 г или 95% от загрузки.
Характеристика сополимеров приведена в табл.2.
Отгонка катализатора при невысокой температуре в условиях неглубокого вакуума с использованием стандартного простого оборудования (вакуумного насоса, роторно-пленочного испарителя, конденсатора) существенно упрощает технологию процесса.
Изобретение относится к галогенидам бора, в частности удалению катализатора (КТ) из раствора низкомолекулярного полимера, получаемого сополимеризацией пиперилена в среде углеводородного растворителя в присутствии катионного борфторсодержащего КТ. С целью упрощения технологии процесса, КТ отгоняют из раствора сополимера совместно с 20 - 50% растворителя от общей массы растворителя в сополимере при температуре 60 - 90°С и вакууме 0,8-0,95 кгс/см² . Способ обеспечивает упрощение процесса за счет проведения процесса в мягких условиях с использованием стандартного простого оборудования. 2 табл.