Способ получения ударопрочногополистирола

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИС АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05. 07. 79 (23) 2790111/23-05 (51)М КЛ с присоединением заявки Мо С 08 Г 279/02 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 1704,81(72) Авторы изобретения М. Таркова Кроль, В Лобашова,Л. И. Гинзбург, ЕЕ. И. Егорова, ВТ. П. Иванко, Л. Г. Под РупышеН. Филим) тель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОПРОЧНОГО ПОЛИСТИРОЛА и и Изобретение относится к производству пластических масс, в частности к получению ударопрочного полистирола, т.е. сополимера стирола с бутадиеновым каучуком, Указанный сополимер находит применение как конструкционный материал для изготовления корпусов телевизоров и радиоприемников, телефонных аппаратов, для внутренней облицовки холодильников и т.п. Такие конструкционные материалы должны обладать комплексом физикомеханических свойств, обеспечивающих хорошую,перерабатываемость материалавысокие эксплуатационные качества зделий.Физико-механические. свойства уда" ропрочного полистирола зависят, например, от количества каучука в сополимере, а также от размеров частиц каучука и распределения их в матрице полистирола. Оптимальных размеров частиц каучука и оптимального распределения нх в матрице смеси добивают" ся различными приемами,Известен способ получения ударопрочного полистирола путем полимеризации раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии 20-50 от общего веса каучука олигодиена с концевыми моноперацетальными группами,имеющего молекулярную массу 30007000. Введение в полимеризуемую смесьуказанного соединения приводит к по лучению пол, ера с хорош , физикомеханическими свойствами, с низкимсодержанием остаточного стирола ис такими размерами и распределениемчастиц каучука в матрице смолы, ко торые обеспечивают высокий блеск(глянцевитость) поверхности 1 .Однако в процессе прививки стирола на полибутадиен моноперацетальныегруппы олигодиена, как правило, не 15 могут быть полностью израсходованы,а наличие остаточных моноперацетальных групп в полимере приводит к быстрому старению полимера, Кроме того,использование олигодиена с концевыми 20 моноперацетальными группами приводитк увеличению себестоимости ударопрочного. полистирола на 2-5Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту к .25 предлагаемому является способ получения ударопрочного полистирола,включающийполимеризацию раствора высокомолекулярного бутадиенового каучука в стироле в присутствии низко молекулярного полибутадиена (с молекулярной массой 300-20000),взятого в количестве 15-50 от общей массы .высоко-.и низкомолекулярного полибутадиенов. Полученный данным способом полимер" имеет повьаценное удлинение при разрыве без потери сопротивления истиранию, что дает в целом улучшенную общую твердость (2 ).Однако применяемый низкомолекулярный полибутадиен не имеет измеримой величины вязкости по Муии к на . основании этого не может рассматрнватъоя как каучук. Он выполняет функцию внутреннего пластификатора, н улучшение удлинения при разрыве без потери сопротивления нсткранию является естественным следствием применения пластификатора, хорошо совмещающегося с полимером. Кроме того, в 2 ) не приводятся сведения об ударопрочности полученных продуктов. По приведенным нике данным ударо прочность продуктов, полученных согласно 21, низка (см. контрольный пример"1 и таблицу).Цель изобретения - повышение ударопрочности продукта. 25Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ударопрочного. полистирола путем полнмернзацнн раствора высокомолекулярного бутадиенового каучука в сткроле в прн- З сутствии низкомолекулярного полибутадиеиа, взятого в количестве 5-15 от общей массы высоко- к ниэкомолекуляриого полибутадкенов, в качестве ииэксиолекулярного полибутадиена нсполъэуют полибутадиен с вязкостью ,по Иуни 5-20.Ниэкоеюлекулярный полкбутадкен с вязкостъю по Муки 5-20 представляет собой полимер с Ъолекулярной массой порядка 95000-160000, содержащий 40 ие менее 80 звеньев 1,4-цис. Его получают полимериэацией в растворе иа катализаторах типа Циглера-Натта. Ииэковюлекулярный полибутадиен вводится в количестве 5-15 от сумжар кого веса высоко и низкомолекулярного полибутадиенов. В качестве высокомолекулярного полибутадиена используют каучук с молекулярной массой порядка 250000-300000, содержа.щий не мейее 98 эвенъев 1,4-цкс, с вязкостью по Муни около 50.Наряду со стиролом могут быть исдолъзованы эамещенные стиролы, такие Фсак 4-метилстирол, винилтолуол, а также производные акриловой и мет-. акриловой кислот.Процесс проводится долимериэацией в массе, а также (при необходимости) в присутствии растворителей, таких как этилбенэол, толуол и др. 40П р и м е р 1, В реакционный сосуд емкостью 500 мЛ, снабженный мешалкой и обратным холодилъником, :,загружают 423 г скрола, 25,65 г цис-полибутадиена с вязкостью по Му ни 52 усл. ед. и 1,35 г низкомолекулярного полибутадиена с вязкостью по Мунк 5 усл.ед. Общаяконцентрацияаучуковой фазы в растворе состаэлят 6 масс. (из них 95 высоко- и 5 ниэкомолекулярного полибутадиенов). Процесс полимеркэацин проводят в атмосфере аргона с перемешнваннем при 120 фС до конверсии 25-28 масс Затем полимеризацию продолжают беэ перемешнвания при 150 С в течение 5 ч после чего температуру повышают до 200-210 С и проводят полимеризацию еще в течение 0,5-1 ч. Конечная конверсия по стиролу составляет99,8 масс.%. Частицы каучуковой фазы э готовом продукте имеют размеры от 0,5 до 6,0 мкм.Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что йспользуемая в полимеризацин смесь каучуков состоит из 24,3 г (90 масс.В) цис-полнбутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл. ед. и 2,7 г (10 масс.В) низкомолекулярногоцис-полибутадиена с вязкостью по Му. - нн 5 усл.ед. Частицы каучуковой фазы в готовом продукте имеют размеры от 1 до 5 мкм.Физико-механические свойства готового продукта приведены э таблице.П р и м е р 3. Отличается от примера 1 тем, что используемая в полимернэации смесь каучуков состоит из 22,95 г(85 масс.В) цис-полнбутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл.ед. и 4,05 г (15 масс.%) низкомолекулярного полибутадиена с вязкостью по Мунк 5 усл.ед. Размеры частиц каучуковой фазы в готовом продукте находятся в пределах от 2 до 4 мкм.Фнэнко-механические свойства готового продукта приведены э таблице.П р и м е р 4. Полнмернзацню проводят в тех же условиях, что н в примере 1, однако используемая смесь каучуков состоит нз 25,65 г (95 масс.В) цнс-полкбутадиена с вязкостью по Муаи 52 усл.ед. и.1,35 г (5 масс.В) цис-полибутадиена С вязкостью по Муки .10 усл. ед. Общая концентрация каучуковой фазы в растворе составляет 6 масс.В. Конечная конверсия по сткролу не менее 99,75 масс.В. Частицы имеют размеры от 1 до 7 мкм.Физико-механические свойства по- лученного материала приведены в таблице. П р и м е р 5. Отличается от примера 1 тем, что в качестве каучуковой фазы используют смесь каучуков, состоящую иэ 25,65 г (95 масс.В) цис-полибутаднена с вязкостью по Мунк 52 усл. ед. н 1,35 г (5 масс.%) цнс-полибутадиена с вязкостью по Муки 20 усл.ед. размеры частиц каучуковой фазы в го821448 Товом продукте находятся в пределахот 3 до 8 мкм.Физико-механические свойства полученного материала приведены втаблице.,П р и м е р 6 (крнтрольный) Материал получают на основе полибутадиена с вязкостью по Мунн 52 усл.ед.без добавки низкомолекулярного полибутадиена. Суммарная концентрация каучука в растворе стирола составляет6 масс Метод получения такой же,как и в примере 1. Конечная конверсия по стиролу составляет не менее99,8 масс.%. Частицы имеют размерыот 0,5 до 10 мкм.15 Свойства сополиме в Номерпримера Количество ннэко- молекулярнсго полибутадиена, масс. Вязкость по Муни добавки, условныеединицы ПТР;ф)г//10 ми Раз рушающее напряжениепри растяжении,кгс см Размер частиц каучуковой фазы, мкм Ударнаявязкостьпо Шарпи кгсмсм/см оверхость 0,5-6 222 1-5 215 2-4 209 3-8 221 1-7 219 3,5 глянцевая3,8 То же4 9Фв о3,2 Матовая 51 59 5 10 61 15 20 3 То же 50 10 6 ( контрольный) 3 0 У)Показатель текучести расплава определяется при 200 С и нагрузке 5 кг.. полибутадиенов, о т л и ч а ю щ и Яс я тем, что, с целью повышения уда ропрочности продукта, в качестве ниэ-комолекулярного полибутадиена используют полибутадиен с вязкостью по Мунк 5-20. Формула изобретения 55 . Источники информации,принятйе во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2566568, кл. С 08 Г 279/021978.У2, Заявка франции 9 2344582,жл, С 08 Г 279/04, опублик. 1977(прототип) ВНИИПИ Заказ 1711/38 Тираж 530 Подписное Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. роектная, Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице,Таким образом, предлагаемый сйособ позволяет получать ударопрочный полистирол с повышенной ударной прочностью. Способ получения ударопрочного полистирола путем полимеризации раствора высокомолекулярного бутадиенового каучука в стироле в присутствии низкомолекулярного полибутадиена, взятого в количестве 5-15 от общей массы высоко- и низкомолекулярного П р и м е р 7 (контрольный по прототипу), Полимериэацию осуществляют, как и в примере 1, однако в качестве каучуковой фазы используют 18 г (80 масс.) полибутадиена с вязкостью по Муни 35 усл.ед. и 4,5 г (20 масс.) жидкого полибутадиена (молекулярная масса 2900,)3 = 0,185 дл/г) в толуоле,(содержание 1,4 цис-звеньев80/. Общая концентрация каучуковой фазы в растворе составляет 5 масс.%. Соотношение высокомолекулярного и низкомолекулярна" го полибутадиенов в каучуковой фазе 4: 1. Частицы каучуковой фазы в готовом продукте имеют размеры от 0,5 до 8,5 мкм.Физико-механические свойства полученного материала приведены в таблице.