Способ получения поли-винилсукцинимида

О П И С А Н И Е (11) 486028ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 оа Советских СоциалистическихРеспублик 61) 1,ополццтсльцос к авт, свцд-ву 51) .1. Кл. С 08 т 7 12 21) 1972661 23) Заявлено 03. 51 РЦСОСДЦЦСНИЛ сударственнык комитет вета Министров СССР(23) ПриоритетОпубликовано 30.09,75. Ьюллетець Ъое 36 5,1 ЛК 678.765(088.8 ло делам изобретен н открытий цсация 07.01.7 Дата О 51 мол 51 ковацця Ф" ".";:; аК. убнко в " " " Д " Автор ь 1изобретения А. Ф. Николаев, В. М. Бондаренко, Л и С, А. Голенищева Ленинградский ордена Трудового Кра технологический институт им. Л(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ-М-ВИНИЛС НИМИ Изобретение относится к способу получения полимера Х-вицилсукцинимбида (ПВСИ),представляющего ценность в качестве термостойкого полимера и основы для получения разнообразных водорастворимых полцэлектролитов, широко п 1 римецяемых во многих отраслях техники.Известно, что Х-винилсукцинима 5 д (ВС 11)легко полимеризуется в разли ных условиях(блоке, воде, органических растворителях), 10в п 1 рисутствии инициаторов радикальной кат 1 ионной полимеризации, а также под действием у-лучей. При этом образуются в основном полимеры набухающие, цо нерастворимые в известных органических растворителях. Для уменьшения разветвлссццости и исключения сши 5 вки полимерных цепей прн полимеризации ВСИ вводят переносчики цепи.Известен способ получения ПВСИ путемполимеризациц ВС 11 в водном растворе в 2 Оприсутствии инициатора персульфата калияпри 80 С. Однако даже при значительномразбавлении требуется ввсдебние 16% формальдегида и 10% мочевины от веси мономера, что позволяет снизить молекулярный 25вес полимера и добиться его растворимостив хло 1 рированных углеводородах,Недостатками такого способа полимерцзации ВСИ является введение большого количества переносчиков цепи, что загрязняет ЗО конечный продкт и требует сго дополнительной очистки. Кроме "ого, и, оцссс проводится П 1 рц повышенной температуре 60 - 80 С, Все это усложняет тсхнолог 15 ческ 15 й ,процесс получс 1 ц 5 я полцмсра, добавки зигрязн 5 пот продмкт 11 нрспятств 51 От его п 11 имене 51 цю в мсдццпцс,С целью пскл 5 очения эт 5 нх цсдоститктэв предлагается процесс полпмсрцзац 15 и Х-вицплсукцццпмцди Олществлять в водном ристворе црц использовании в кичсстве китилизатора окнслцтельцо-восстановительной системы, в которой В 1.ачсстве Ок 11 слител 51 11 спо;ььзуется пс 15 сульфат их 1 моци 51 плц ц 5 е. лочного металла, а в качестве восстицовителя сульфит натрия. Концентрация ВС 11 выбирается в пределах 0.1 - 0,8 мол/л. Предельная концецтриция ВС 11 в воде прц 20" С составляет 0,6 мол,л.Полимеризация может протекать и прц более высоких концентрациях мопомсри, цо в этом случае получается полимер, слцц 1 ком гетерогенный по молекулярному весу, поэтому желательно полимеризаццю проводить при концентрации 0,4 - 0,6 мо 15/л,Температура реакции полимерцзацпи 5 - 50 С. Проведение полпмерпзаццц ниже 5 С приводит к сильному сццжецшо скорости процесса. Повышение температуры цышс 60 С уменьшает выход полимера ввпду бы.15 К-ВинилсукцинимидДистиллированная водаПерсульфат аммонияСульфит натрия 1000,0250,02 строго разложения инициатора. Псрсульфат аммония берут в количестве 0,1 - 5% от веса мономера (около 0,5 - 2%). На 1 моль персульфата аммония (натрия, калия) берут 1,5 моль сульфита натрия. Уменьшение ко личества иннцатора ниже 0,01% от веса моиомера сильно замедляет процесс полимеризации, а увеличение выше 5% . приводит к получению низкомолекулярного поли 1 мера. 1 ОПроцесс полимернзации проводят в присутствии кислорода воздуха.По мере прохождения реакции полимеризации образующийся полимер из-за ерастворнмости в воде выпадает в осадок.Процесс протекает с большой скоростью 25 - 50% в час.По окончании превращения ВСИ выпавший полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30 - 100 С. ПВСИ представляет собой белый волокнистый полимер с температурой размягчения 200 - 240 С, хо;рошо растворимый в хлороформе, дихлорэтане, метиленхлориде, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, пиридине, уксусной кислоте.Другие окислительно-восстановительные системы на базе персульфата и различных восстановителей позволяют получать только частично растворимый полимер. Во многих случаях процесс полимеризации прои пониженных температурах (до 50 С) в присутствии кислорода воздуха вовсе не протекает. Так, прн проведении процесса полимеризации с использованием в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты получается полимер, набухающий сильно лишь в органических растворителях. Применение в,качестве восстановителя тиосульфата натрия не вызывает обравования полимера в присутст о вии кислорода воздуха.Только использование окислительно-восстановительной системы персульфат (натрия, калия) аммония - сульфит натрия обеспечивает получение растворимого поли мера в различных органических растворптелях при проведении процесса в присутствии кислорода воздуха.Предлагаемый способ получения поливпнилсукцинимида открьввает возможность 50 практического использования его для изготовления водорастворимых полимеров пролонгированного действия (полимер прн действии щелочей легко раскрывает пмидпый цикл и превращается в полпвииилампдояп тарную кислоту).П,р и м е р 1. Процесс получения,паоли-Х- виннлсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч.; В реактор загружают М-виннлсукпинимид н 3/4 количества дистиллированной водь, После полного растворения мономера загружают инициатор, растворенный в оставшемся коли 1 естве воды. Процесс полимеризации ароводят в статических условиях в присутствии кислорода воздуха при 20 С. Через 2 час образовавшийся полимер отфильтровывают, промывают водой и сушат при 30 - 100 С. Выход полимера 66%.Найдено, %: С 57,45; М 10,9; Н 5,6.Вычислено, %: С 57,60; Х 11,2; Н 5,5.Полимер растворим в хлороформе, метиленхлориде, дихлорэтане, пиридине, уксусной кислоте, диметилсульфоксиде. Характеристическая вязкость т 1, определенная в хло,роформе при 20 С составляет 2,8.Молекулярный вес полимера рассчитывается по формуле и равен соответственно 1020000; т 1 0,33 104: МфП р и м ер 2. Процесс получения поли винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч.:М-Винилсукцинимид 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,05 Сульфит натрия 0,04Порядок проведения полимернзации и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1. Выход 96%.Найдено, %: С 57,50; Х 10,80; Н 5,60,Вычислено, %: С 57,60; Г 11,20; Н 5,50.Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-М-винилсукцинимид, полученный в примере 1.Характеристическая вязкость т 1 1,75; мол, вес 575000.П р и м е р 3. Процесс получения поли-винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч.:М-Винилсукцинимид 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,1 Сульфит натрия 0,08Порядок проведения процесса и анализ полученного продукта аналогичен примеру 1. Выход полимера 98%.1-1 айдено, %: С 57,50; Х 10,9; Н 5,6.Вычислено, %: С 57,60; 1 М 11,2; Н 5,5.Полимер растворим в тех же растворителях, что и поли-винилсукцинимид, полученный в примере 1.Характеристическая вязкость 11) 1,4; мол. вес. 457000. П р и м е р 4 (сравнение). Процесс получения поли-К-винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч:К-ВСИ 5Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,025 Лскорбиновая кислота 0,0 8Порядок загрузки компонентов, условия проведения сополимеризацпи аналоп:чны примеру 1. Выход 75%,486028 Предмет изобретения Составитель О. Рокачевская Редактор Л. Герасимова Техред 3, Тараненко Корректор Е. Рожкова 3;хс. 322 О/3 Изд. М 1850 Тираж 496 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытиТипография, пп. Г апунова, 2 5Найдено, : С 57,3; К 10,85; Н 5,4.Вычислено, о/о. С 57,6; М 11,2; Н 5,5.Полученный полимер нерастворим, но сильно набухает в органических растворителях.П р и м е р 5. Процесс получения поли-Х- винилсукцинимида проводят по следующей рецептуре, вес. ч:И-ВСИ 5 Дистиллированная вода 100 Персульфат аммония 0,025 Тиосульфат натрия 0,025При проведении процесса в условиях, аналогичных примеру 1, полимер не образуется. Способ получения поли-И-винилсукцинимида путем радикальной полимеризации Х-ви нилсукцинимида в водном растворе в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения полимера, растворимого в органических растворителях, и упро.щения технологии процесса, в качестве ката.1 О лизатора используют окислительно-восстановительную систему, в которой окислителем является персульфат аммония или щелочного металла, и восстановителем сульфит натрия.