Способ получения полимеров стирола и ударопрочных сополимеров стирола с каучуком

О П И С А Н И Е о 1)532602ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 25.10.7 1) М. Кл.е С 08 Р 12/08 сударстаенныи комитетоаета Мнннстроа СССРоо делам изооретеннйн открытий(5 К 678,746.22 (088.8) юллетеньЗ б) Дата опубликования описания 12.01.77 нян, В, Г. Ошмян, ва, В. А, Минин, А, ф, А. Шатхан и Р Вольфсон, Г, Гфайдель, И, АГазин, В, И, С Алекса Ханукае Ениколопян,Емельянова,2) Авторы изобретени И Глейзер пан ена Ленина Институт химической физики АН СС(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА И УДАРОПРОЧНЫХ СОПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА С КАУЧУКОМ Изобретение относитс технологии син х сополимео теза полистирола ение мвания ены верхауе ров стирола с каучуком,Известен способ получения полистиролаи ударопрочных сополимеров стирола с каучуком путем непрерывной термической полимеризации стирола в массе в каскаде реакторов, состоящем из серии последовательно соединенных аппаратов с мешалками и завершающей вертикальной колонны, на входкоторой подается реакционная масса, содержащая не менее 85% продукта,Недостатком этого способа является низкая удельная производительность реакционного агрегата с единицы объема и низкиекачества продукта.Иель изобретения - устранение указанных недостатков, для чего на вход колоннынепрерывно подают раствор форполимера,содержащий 65-"0% полимера, при избыточном давлении инертного газа в колонне, равном 0,5-2,0 атм,Сущность способа заключается в том,что полимеризация (сополимеризация с кчуком) стирола ведется в двух-трех посл довательно соединенных аппаратах непрерывного действия (1-2 реактора смешенияи колонна). Первые два представляют собойаппараты с рубашками и мешалками, оборудованные обратными холодильниками (конденсаторами) и вакуум-насосами, При пускеаппаратуры реакторы нагреваются через рубашку, В дальнейшем режим поддерживаетсяавтотермически за счет кипения мономера,Заданная температура кипения регулируетсяпутем изменения вакуума,Температурный режим в аппаратах с мешалками подбирается так, чтобы на входв колонну поступала реакционная масса,содержащая 65-70% полимера,Для того чтобы подавить кипмера в колонне, избежать образои переохлаждения реакционной массы внюю часть колонны подается инертныйс давлением 0,5-2,0 атм.Колонна может быть оборудована змвиками или трубчаткой для циркуляциилоносителя, который нужен только дляка аппаратуры, При стационарном режиколонна будет работать в режиме, близкомк адиабатическому,Колонна может быть также оборудованаперегородками для создания турбулентногорежима течения, чтобы избежать проскока Ьисходной реакционной массы по центру колонны при ламинарном течении.Утилизация тепла, расходовавшегося ранее на кипение мономера, увеличение степени превращения в колонне и исключение пэ Онообразования позволяет резко увеличитьпроизводительность агрегата и в целом довести до 80-120 кг/мчас, ОдновременЪно достигается улучшение (сужение) МВРпродукта и повышение его физико-механических свойств,П р и м е р 1 (контрольный).А, Термическую.полимеризацию стиролаосуществляют в непрерывно действующем20агрегате, состоящем из двух параллельносоединенных реакторов с мешалками якорного типа и рубашками, Рабочий объем реактора 3,6 м, Последовательно с ними со 5единяют колонну с внутренним диаметром 251,0 м и объемом 3,8 м, заканчивающуюся конусом и выгрузным шнеком,В реакторах с мешалками температуруподдерживают на уровне 90 оС, конверсиястирала 30%, В колонне процесс полимеризации протекает до конверсии 99% при 160210 оС и кипении мономера,Максимальная производительность аппратуры 16,8 кг/мчас, Свцйства продукта5,приведены в табл, 1.Б, Полибутадиеновый каучук размельчают на дробилке и при комнатной температуре растворяют в стироле при перемешивании и готовят 5-8%-ный раствор.,Его непрерывно подают в реактор с мешалкой, ра Оботающий при 115-130 оС, В реакторе первой ступени достигалась конверсия стироладо 50%, Реакционная масса поступает в реактор второй ступени, где температура 120155 С и конверсия стирола до 80%. Тепло 5реакции отводят за счет кипения мономерапод вакуумом,После реактора второй ступени реакционная масса поступает в трубчатый перегреватель, где нагревается до 230-240 оС, и 30затем в вакуум-камеру, где испаряется мономер, При этом отгоняется до 15% монс мера, который требует дополнительной очисчки. Из камеры расплавленный материал выгружают шнеком, Максимальная удельнаяпроизводительность установки 40 кг/м час,зСвойства продукта приведены в табл. 2.Пример 2,.А, Полимеризацию стирола ведут непрерывно в последовательно соединенных трехаппаратах; первые два с мешалками и конденсаторами, рабочий объем каждого 3,6 м,последний - колонна диаметром 1 м раб- Эчий объем 3,8 м, соединенная с выгрузиным и вакуумирующим экструдером,При стационарном режиме в первом аппарате температура 115-130 оС; конверсия30-45%; на втором аппарате температура125-150 оС и конверсия 6 Ь%, В верхнюю часть колонны подают азот с давлением 0,5 ат, чтобы предотвратить кипение мономера. Реакционная масса в колонне имеет температуру 160-220 оС, конверсия навыходе 97%, удельная производительностьз86,5 кг/м час, Свойства продукта приведены в табл. 1.Б. Полимеризацию стирола проводят также, как в примере 2 А, но температура впервом реакторе 130 оС, во втором - 155 С.на вход в колонну поступает реакционнаясмесь, содержащая 65-68% полимера.Давление азота в колонне 2 атм, температура в колонне 170-230 оС, конверсияна выходе 95%. Удельная производительность3120 кг/м час, Свойства продукта аналоги .ны примеру 2 А,П р и м е р 3, Процесс получения ударопрочного полистирола проводят так же,как в примере 1 Б, но в реакторе первойступени поддерживают температуру 115130 оС, что позволяет достигнуть конверсии мономера 30-45%; во второй ступенитемпература 130-155 оС, конверсия 68-70%,после чего реакционная смесь поступает вколонну, где кипение мономера подавляется описанным выше способом, Давление азота 1 атм, Температура в колонне 160220 оС конверсия стиропа на выходе 9597%. Непрореагировавший мономер удаляютв вакуумшнеке (экструдере)Удельная производительность установкисинтеза 80 кг/мэчас.Ъ532602 6Табл ица 1 Свойства блочного полистирола и параметры процесса Таблица 2 Свойства ударопрочного полистирола и параметры процесса Пример 3 Пример 1 Б Показатели Содержание каучука в продукте, вес,% 6,0 7,0 Удельная производительность установки синтеза, кг/м час 80 40 Содержание остаточного мономера, % 0,3-0,5 0,2-0,5 Удельная ударная вязкость на литьевых образцах с надрезом,акг см/см 6,0-7,0 Предел прочности на растяжение,кг/см 300,0-450,0 220,0-280,0 Составитель Т, Самедова Редактор Н, Джарагетти Техред М. Ликович КорректорН, ЗолотовскаяЗаказ 5563/215 Тираж 630 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ф ор мула изобретения Способ получения полимеров стирола и ударопрочных сополимеров стирала с каучуком путем непрерывной термической полимеризации стирола или смеси стирола с каучуком в массе в каскаде реакторов, состоящем из серии последовательно соединенных аппаратов с мешалками и завершающей вертикальной колонны, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности установки синтеза и улучшения физико-механических свойств получаемых продуктов, на вход кощ лонны непрерывно подают раствор форполимера, содержащий 65-70% полимера, при избыточном давлении инертного газа в колонне, равном 0,5-2,0 атм.