Способ получения сополимеров

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ путем сополимеризации стирола и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком в водной эмульсии, смешения латекса полученного сополимера с латексом акрилонитрилбутадиенового каучука, сокоагуляции полученной смеси латексов и отделения целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения перерабатываемости и эксплуатационных свойств сополимера, в качестве латекса акрилонитрилбутадиенового каучука используют латекс акрилонитрибутадиенового каучука, имеющий размер частиц и содержание геля 20 - 80 мас.%.

Изобретение относится к области химии и технологии полимеров, а именно к способу получения сополимеров на основе акрилонитрилбутадиенстирольных и акрилонитрилбутадиеновых каучуков, которые используются как самостоятельно, так и в смеси с поливинилхлоридом для создания полужестких пластиков.
Известен способ получения сополимеров путем смешения акрилонитрилбутадиенстирольного каучука с бутадиенакрилонитрильным каучуком в присутствии сополимера стирола с акрилонитрилом. Сополимеры получают из готовых полимеров с использованием обычного смесительного оборудования.
Недостатком способа является то, что высокие значение ударопрочности, достигаемые при высоких (более 15%) количествах акрилонитрилбутадиенового каучука, не повышают показателя текучести расплава [0,4-0,1 г/10 мин (230^оС, 500 г)] что ухудшает перерабатываемость и эксплуатационные свойства сополимеров.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемым результатам (базовым объектом) является способ получения сополимеров путем сополимеризации стирола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком в водной эмульсии, смешения полученного сополимера с латексом акрилонитрилбутадиенового каучука, сокоагуляцией полученной смеси латексов и отделения целевого продукта, в котором используют латекс несшитого акрилонитрилбутадиенового каучука с размером частиц 1100-1350 ..
Этот способ характеризуется недостаточной величиной относительного удлинения и большой величиной усадки (15-20%) при формовании изделий, что ухудшает перерабатываемость и эксплуатационные качества сополимеров.
Цель изобретения улучшение перерабатываемости и эксплуатационных свойств сополимера.
Это достигается тем, что в способе получения сополимеров путем сополимеризации стирола и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком в водной эмульсии, смешения латекса полученного сополимера с латексом акрилонитрилбутадиенового каучука, сокоагуляции полученной смеси латексов и отделения целевого продукта, в качестве латекса акрилонитрилбутадиенового каучука используют латекс акрилонитрилбутадиенового каучука, имеющий размер частиц 800-1000 и содержание геля 20-80 мас.
Такой акрилонитрилбутадиеновый латекс (латекс АБК) получают периодическим методом эмульсионной полимеризации соответствующих мономеров до глубокой степени превращения (96-98%) при 30-45^оС и перемешивании (60 об/мин) в атмосфере азота. Он содержит 10-30 мас. АН и 70-90 мас. бутадиена.
Для модификации сополимеров стирола и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком (латекс АБС) указанный каучук применяют в количестве 5-12 мас. от массы сополимера АБС.
Модифицированные сополимеры АБС получают непрерывной эмульсионной сополимеризацией в каскаде из 3-х реакторов в присутствии эмульгаторов и инициаторов полимеризации. Латекс АБК добавляют в третий реактор каскада перед сокоагуляцией.
В качестве эмульгаторов могут применяться мыла диспропорционированной канифоли, мыла жирных карбоновых кислот, а также алкилсульфаты, алкил- или арилсульфонаты щелочных металлов.
В качестве инициаторов используют водорастворимые перекисные инициаторы или окислительно-восстановительные системы: систему гидроперекись изопропилбензола сульфат железа гидросульфит натрия и др.
Соотношение компонентов при получении сополимера АБС, мас.
Стирол 53-58
Акрилонитрил 24-27
Бутадиеновый каучук 15-25
Сущность изобретения раскрывается следующими конкретными примерами.
П р и м е р 1 (контрольный по прототипу). 69 кг стирола (56 мас.) и 29,6 кг АН (24 мас.) смешивают в форсмесителе с 24,6 кг латекса бутадиенового каучука с содержанием сухого вещества 20% Соотношение углеводородной и водной фаз составляет 1:2,5, количество эмульгатора калиевого мыла диспропорционированной канифоли 2,5 кг (2 мас.), инициатора персульфата калия 0,148 кг (0,12 мас.), регулятора третичного додецилмеркаптана 0,296 кг (0,24 мас.).
Исходная питающая смесь со скоростью 105-108 кг/ч подается в 1-й реактор каскада емкостью 540 л, где подвергается полимеризации при 60-68^оС до конверсии мономеров 80-85% (продолжительность пребывания в реакторе 4 ч). Латекс из первого реактора с той же скоростью подается во второй реактор каскада, где полимеризуется при 75 5^оС до конверсии 90-95% после чего непрерывно подается в третий реактор каскада, где дополимеризуется при 75 5^оС до конверсии 95-98%
В этот же реактор непрерывно загружается латекс АБК со скоростью 16 кг/ч (10 мас.).
Латекс АБК получают путем сополимеризации смеси, состоящей из 92 кг 1,3-бутадиена (82 мас.), 20,2 кг акрилонитрила (18 мас.), 4,5 кг калиевого мыла СЖК С₁₀-С₁₆ (4 мас.), 0,34 кг персульфата калия (0,3 мас.), 1,12 кг третичного додецилмеркаптана (1,0 мас.) и 224 кг водно-парового конденсата (200 мас.) в реакторе при перемешивании при 30^оС до конверсии мономеров 70% После отгонки остаточных мономеров латекс АБК имеет средний размер частиц 1320 и не сшит (содержание геля 0%).
Латекс АБС сополимера, смешанный с латексом АБК при конверсии 96-98% коагулируют, промывают, сушат и после грануляции и отливки образцов определяют физико-механические свойства, которые представлены в табл.1.
Из композиции АБС-ПВХ, взятой в соотношении 1:1 каландровым способом изготовлена полужесткая пленка, на которой определена термическая усадка в продольном и поперечном направлении. Полученные значения также приведены в табл.1.
П р и м е р 2. Процесс проводят как в пpимере 1, но латекс АБК, добавляемый в III реактор получают следующим образом: полимеризуют смесь, состоящую из 80,5 кг (82 мас.) 1,3-бутадиена, 17,6 кг (18 мас.) АН, 3,72 кг (3,8 мас.) калиевого мыла СЖК С₁₀-С₁₆, 0,245 кг (0,25 мас.) персульфата калия, 0,79 кг (0,80 мас.) третдодецилмеркаптана и 245 кг (250 мас.) водно-парового конденсата в реакторе, емкостью 515 л при перемешивании при 35-45^оС до глубокой конверсии мономеров 95-97н% Латекс АБК имеет размер частиц 920 и содержание геля 20%
Латекс АБК добавляют в количестве 10% (по сухому остатку) от массы сополимера АБС латекса. Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 3. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 10 мас. латекса-АБК, полученного по примеру 2, с содержанием геля 42% и размером частиц 850 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 4. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 10 мас. латекса АБК, полученного по примеру 2, с содержанием геля 67% и размером частиц 880 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 5. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 10 мас. латекса АБК, полученного по примеру 2, с содержанием геля 80% и размером частиц 820 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 6. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 7 мас. полученного по примеру 2, латекса АБК с содержанием геля 67% и размером частиц 1000 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 7. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 12 мас. латекса АБК, полученного по примеру 2, с содержанием геля 67% и размером частиц 1000 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
П р и м е р 8. Процесс проводят как в примере 1, но добавляют 5 мас. латекса АБК, полученного по примеру 2, с содержанием геля 67% и размером частиц 1000 . Физико-механические свойства продукта приведены в табл.1.
Как видно из табл.1, применение акрилонитрилбутадиенового латекса с содержанием геля выше 20% приводит к улучшению эксплуатационных характеристик полимера, таких как ударная вязкость, удлинение, термическая усадка.
Получаемые сополимеры совмещают с поливинилхлоридом (ПВХ) (состав 1:1).
Полужесткую пленку получают следующим образом.
Компоненты смешивают в пластосмесителе Бенбери при 160-165^оС в течение 5 мин с последующими вальцеванием при 165^оС, гомогенизацией в шнек машине при 175^оС и каландрированием при температуре 165-175^оС.
Свойства полужесткой пленки, полученной из сополимера АБС, модифицированным разным по составу АБК, и поливинилхлорида, представлены в табл.2.
Таким образом, изобретение позволяет получать сополимеры акрилонитрил бутадиенстирольного каучука, модифицированные акрилонитрилбутадиеновыми каучуками, обладающие улучшенными перерабатываемостью и эксплуатационными свойствами, которые могут быть использованы как самостоятельно, так и в смеси с поливинилхлоридом в различных областях техники.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ путем сополимеризации стирола и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком в водной эмульсии, смешения латекса полученного сополимера с латексом акрилонитрилбутадиенового каучука, сокоагуляции полученной смеси латексов и отделения целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения перерабатываемости и эксплуатационных свойств сополимера, в качестве латекса акрилонитрилбутадиенового каучука используют латекс акрилонитрибутадиенового каучука, имеющий размер частиц и содержание геля 20 - 80 мас.%.