Способ получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03,01.74 (21) 198280523-5с присоединением заявкиМ Кл е С 08 Г 220/44 С 08 Г 2/22сударственньй комитет 3) Приоритет Совета Министров СССРпо делам изобретений 3) УДК 678.765(088.8) Опубликовано 15.02,76, БюллетеньДата опубликования описания 29,06.7 рытни(71) Заявитель М. О, Басок, А, И. Езриеле енинградский институт тексти им. С,М(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАТЕКСОВ ПОЛИМЕР И СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛОНИТРИЛА В изобретении предлагается решение этойзадачи, состоящее в проведении полимеризации акрилонитрила или его сополимеризациис другими, способными к сополимеризации с5 акрилонитрилом, мономерами в присутствииполивинилового спирта в качестве стабилизатора и солей надсерной кислоты в качествеинициатора.С целью получения латексов повышенной10 концентрации, устойчивых как в процессе полимеризации, так и при последующем хранении, в предлагаемом способе полимеризациюпроводят при весовом соотношении мономерной смеси к водной фазе более 0,2 и в поли 15 меризуемую смесь вводят соли роданистоводородной кислоты в количестве 0,01 - 2,0,предпочтительно 0,05 - 1,0 вес. ч, на 100 вес. ч.водной фазы,Сущность предлагаемого способа состоит в20 смешении ингредиентов полимеризуемой смесии их нагревании при температуре, обеспечивающей распад солей надсерной кислоты иинициирование полимеризации, до необходимой конверсии мономеров,25 В соответствии с предлагаемым способомв качестве мономеров, способных к сополимеризации с акрилонитрилом, используют акриловую и метакриловую кислоты и их производные (эфиры, амиды, метакрилонитрил и30 пр.), а,-ненасыщенные альдегиды и кетоны,Изобретение относится к области получения латексов полимеров и сополимеров акрилоНитрила путем эмульсионной полимеризации в водной среде с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта.Известен способ получения полиакрилонитрильных латексов путем полимеризации акрилонитрила в водной эмульсии с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта и в качестве инициатора - персульфата аммония.Недостаком известного способа является низкая концентрация получаемого латекса, которая, как правило, не превышает 12%, Попытка повышения концентрации выше 15% приводит к коагуляции латекса.Такая низкая концентрация существенно ограничивает возможные области применения полиакрилонитрильных латексов, получаемых по известному способу.Задача состоит в разработке способа получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила путем эмульсионной полимеризации в водной среде с использованием в качестве стабилизатора поливинилового спирта, позволяющего непосредственно в процессе полимеризации получать латексы повышенной концентрации (более 15%) при сохранении стабильности как в процессе полимеризации так и при хранении. Е. С. Роскин и Л. Д. Мазоной и легкой промыщленностКировавинилхлорид и винилиденхлорид, простые и сложные виниловые эфиры, винилароматические, винилгетероциклические мономеры, диены и другие известные соединения, содержащие двойную связь, способную к сополимеризации с акрилонитрилом.Количество мономеров, способных к сополимеризации с акрилонитрилом, должно составлять менее 50%, предпочтительно менее 25% от веса мономерной смеси. В качестве стабилизатора предлагаемыйспособ предусматривает применение поливипилового спирта со степенью полимеризации50 в 50, Наряду со звеньями виниловогоспирта, используемый поливиниловый спиртможет содержать звенья винилацетата, а также другие звенья, отличные от основного звена винилового спирта, однако, количество этихзвеньев должно быть мало и не должно препятствовать растворению поливиниловогоспирта в воде,Количество поливинилового спирта, применяемого в качестве стабилизатора при получении латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила по предлагаемому способу, составляет 0,5 - 20,0 вес. ч., предпочтительно 2,0 -10,0 вес. ч. на водную фазу,Инициирование полимеризации осуществляется водорастворимыми солями надсерной кислоты, например персульфатами аммония, калия, натрия. Количество инициатора, вводимое в соответствии с предлагаемым способом,составляет 0,01 - 2,0% от веса мономернойсмеси. Процесс полимеризации производят при40 в 1, предпочтительно при 50 - 80 С. Стабильность латексов полимеров и сополимеровакрилонитрила, получаемых по данному изобретению и имеющих концентрацию выше15/о, обеспечивается за счет введения растворимых в воде солей роданистоводородной кислоты, таких, как Ка, К, ИН 4, 1.1, Са, Мд, 5 г,Ва, А 1 и др.Количество вводимых роданидов, обеспечивающих получение устойчивых латексов, составляет 0,01 - 2,0, предпочтительно 0,05 -1,0 вес. ч., на 100 вес, ч. водной фазы,Процесс полимеризации и сополимеризациипо предлагаемому способу проводится при перемешивании компонентов полимеризуемойсмеси, которые могут подаваться как однократно в начале процесса, так и дробно илинепрерывно по ходу полимеризации.Латексы, получаемые по предлагаемому способу, достаточно стабильны и позволяют производить отгонку незаполимеризованных мономеров. Процесс полимеризации можно производить до различных конверсий, но предпочтительны конверсии 50% и более,Процесс полимеризации проводят в кислойсреде. Это обеспечивается как за счет кислойсреды, создаваемой солями надсерной кислоты, так и за счет добавок кислот.П р и м е р 1 (сравнительный). Процессэмульсионной полимеризации проводят при 70 С. Исходные вещества загружают в следующих количествах, вес. ч.;Акрилонитрил (АН) 12,3Поливиниловый спирт (ПВС) 2,45 Персульфат аммония (КН 4508) 0,01Конверсия мономеров после полимеризациив течение 3 ч составляет 65/о. Процесс полимеризации проходит как эмульсионный, образуется устойчивый латекс.10 П р и м е р 2 (сравнительный). Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес, ч,:АН 151ПВС 2,415 ХН 4508 0,01Наблюдается частичное выпадение осадкаиз эмульсии, т. е, латекс не образуется,П р и м е р 3. Процесс эмульсионной полимеризации проводят при 70 С в токе азота. Ис 20 ходные вещества загружают в следующих количествах, вес. ч.:Акрилонитрил (АН) 15Вода 30ПВС 1,525 ХаСХЯ 0,15КО 8 0,15Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 88,3%, содержание сухого остатка - 28,3 О/о. Латекс сохраняет устойчиЗ 0 вость после 3 месяцев хранения,П р и м е р 4. Полимеризацию осуществляют,как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:35 . АН 15Вода 30ПВС 0,75 ИаСИЯ 0,15 К 2 208 0,1540 Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 65,5/ содержание сухогоостатка - 21,9 о/оП р и м е р 5. Полимеризацию осуществляют,как в примере 1, по следующей рецептуре, 45 вес. ч.;АН 15Вода 30ПВС 2,25КаСКЯ 0,1550 К 5,08 0,15Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 71,8%, содержание сухого остатка 22,9 О/,.П р и м е р 6, Полимеризацию осуществляют, 55 как в примере 1, по следующей рецептуре,вес, ч.:АН 15Вода 30ПВС 1,560 МаСКЯ 0,03К 220 В 0,15Конверсия мономера после 1 ч полимеризации составляет 83,4%, содержание сухого остатка - 26,7/о. Латекс сохраняет устойчиб 5 вость после трех месяцев хранения.Корректор А. Дзесова Редактор Т. Девятко Заказ 1153/3 Изд,1247 Тираж 629 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 П р и м е р 7. Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:АН 15Вода 30ПВС 1,5ИаС 1 ч Б 0,45 КггОв 0,15После 1 ч полимеризации конверсия моно- мера составляет 19,8%, содержание сухого остатка - 8,6/о, Латекс сохраняет устойчивость после шести месяцев хранения.П р и м е р 8, Полимеризацию осуществляют, как в примере 1, по следующей рецептуре, вес. ч.:АН 13,5Вода 30Метил акрилат 1,05 Метакриловая кислота 0,45 ПВС 1,5КаСЮ 0,15 Кг 8 гОв 0,15После 1 ч полимеризации конверсия моно- мера составляет 87,4%, содержание сухого остатка - 28,2% . Латекс сохраняет устойчивость после шести месяцев хранения. Как видно из приведенных примеров и описания, предлагаемый способ позволяет получать латексы полимеров и сополимеров акрилонитрила, имеющие повышенную концентра цию и стабильные, как в процессе полимеризации, так и при последующем хранении. Способ получения латексов полимеров и сополимеров акрилонитрила путем эмульсионной полимеризации акрилонитрила или смесей его с мономерами, содержащими двойную 15 связь, способную к сополимеризации с акрилонитрилом, в водной среде, в присутствии персульфатов и поливинилового спирта, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью получения стабильных при повышенной концентрации ла тексов, устойчивых в процессе полимеризациии при хранении, процесс осуществляют при весовом соотношении моно мерной смеси к водной фазе более 0,2 и в реакционную смесь вводят соли роданистоводородной кислоты в 25 количестве 0,01 - 2,0 вес. ч. на 100 вес. ч. водной фазы.