Способ получения сополимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик в 927801(22) Заявлено 11,1 1,79 (21) 2854672/23-05 1 с 11 М К з С 08 Г 8/12С 08 Р 220/56 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150582(72) Авторы изобретения В.И.Траченко, Е.Н.Зильберман, С.И,Данов и Й.7 ."Йл1жГорьковский политехнический институт им. А.А. ЖдановаБИь,;".,: (71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОПОЛИМЕРОВ, СОДЕРЖАЩИХ АКРИЛАИИДНЫЕ И АКРИЛОНИТРИЛЬНЫЕ ЗВЕНЬЯ Изобретение относится к высокомолекулярным соединениям, в частнос-. ти к получению полимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, которые могут применяться в химической промышленности и, в частности, при получении синтетических волокон на основе полиакрилонитрила.Известен способ получения полимеров, содержащих акриламидные и акрилоннтрильные звенья, путем сополимеризации акрилонитрила с акриламидом в 51,5-ном водном растворе рода-, нистого натрия, при 70 С в .течение 30-60 мин 1)Однако при этом конверсия акрилонитрила достигает,85-90, а конверсия акриламида - полная. Следовательно в данном процессе требуется удаление непрореагировавшега акрилонитрила и возвращение его .на стадию полимериэации, что,усложняет технологическую схему. Кроме того, акриламид - весьма дефицитный и дорогостоящий мономер.Известен способ получения аналогичных полимеров путем гидролиза полиакрилонитрила в присутствии серной кислоты. Сернокислотный гидролиз полиакрилонитрила проводится при 20-25 С и продолжительности процесса 5 ч, после чего из реакционной смеси полимер, содержащий акриламидные и акрилонитрильные звенья, высаживается водой, а затем промывается большим количеством воды для удаления серной кислоты. Попытка сокращения продолжительности реакции за счет повышения температуры не приводит к желаемому результату, так как в этом случае получают полимеры, не содержащие акрилонитрильных звеньев 2). Недостатками способа являютсябольшое количество сточных вод, трудоемкое разделение реакционной смеси, утилизация большого количестваразбавленной серной кислоты, которая 20 образуется на стадии выделения полимера.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ получения сополнмеров, содер жащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, гндролиэом полиакрилонитрила в водном растворе роданистыхсолей, в присутствии катализаторанеорганического или органического 30 основания 31,.30 4,0 8,2 40 100 100 100 41 40 52 30 60 60 Недостатком этого способа является необходимость вымывания и/илинейтрализации основания после достижения заданной степени гидролиза,что усложняет технологию.Цель изобретения - упрощение технологии,Указанная цель достигается тем,что согласно способу получения сополимеров, содержащих акриламидныеи акрилонитрильные звенья, гидролизом полиакрилонитрила в водномрастворе роданистых солей, в присутствии катализатора, в качестве катализатора используют двуокись марганца или катализатора . на основе 15ак тивиров анной металлической меди.В предлагаемом способе катализатор удаляется иэ реакционной массыфильтрованием и может быть использован многократно. 20В результате гидролиэа получаютсяполимеры, содержащие 5-50 акриламидных звеньевПри этом время проведения реакции 30-60 мин. В случаеприменения частично гидратированного 25полиакрилонитрила в производствесинтетического волокна, полученнаяв результате гидролиэа реакционнаямасса может непосредственно быть использована для формования волокна П р и м е .р 5. В ампулу помещают 2 г двуокиси марганца и 10 мл 8,2- ного раствора полиакрнлонитрила 45 (характеристическая вязкость 4,0 дл/г) в 52-ном водном растворе роданистого натрия. Ампулу выдерживают при 80 С 1 ч, после чего вязкую реакционную массу разбавляют 10 мл водноП р и м е р 1, 30 г сплава Дьюара (50 Сц, 45 М и 5 Еп) обрабатывают 200 .мл 25-ного водного раствора едкого натра при 20-25 С 15 ч. Осадок отфильтровывают и проьивают водой до нейтральной реакции и полученный скелетный медный катализатор используют при гидролизе полиакрилонитрила.В стеклянную ампулу помещают 2 г скелетного медного катализатора и 0,3 г полиакрилонитрила (характеристическая вязкость 3,9 дл/г), растворенного в 15 мл 52-ного водного раствора роданистого калия и выдерживают при перемешивании 30 минф при 80 С. Иэ реакционной смеси полимер высаживают водой, затем промы" вают водой до отрицательной реакции на роданид калия и после сушки анализируют ИК-спектроскопически, а также определяют содержание в нем азота, по которому судят о составе сополимера. Выделено 032 г полимера, который содержит 5 акриламидных звеньев и 95 акрилонитрильных звеньев. Характеристическая вязкость 4,0 дл/г.Результаты примеров 2-4, проведенных по методике примера 1, представлены в табл. 1. Таблица 1Содержание акриламидных звеньев го раствора роданистого натрия. Катализатор отфильтровывают и полимервысаживают водой. В полученном полимере (0,35 г) найдено 32 акриламидных звеньев и 63 акрилонитрильных звеньев. Результатыопытов 6 - 9 приведены втабл. 2.927801 формула изобретения Составитель О. РокачевскаяРедактор И. Митройка Техред А, Бабинец Корректор С. Шекмар Заказ 3164/34 Тираж 512 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП еПатенте, г. ужгород, ул, Проектная, 4 П р и м е р 10. В обогреваемую трубку помещают 20 г катализатора СНМ 1 (55 СиО; 26 ЕпО 10 А 1 е Оостальное влага) и при 200 фС в течение 15 ч продувают через слой катализатора смесь азота с водородом 5 (20 об.) со скоростью 50 мп/мин. В укаэанных условиях восстанавливает-, ся только окись меди, а другие окислы, входящие в состав катализатора, не претерпевают изменений, 10В стеклянную ампулу помещают 3 г восстановленного катализатора и 0,4 г полиакрилонитрила, растворенного в 15 мл 52-ного раствора роданистого калия, и выдерживают при 15 перемешивании 1 ч при 100 С. Далее реакционную массу обрабатывают как в примере 1Выделено 0,45 г полимера, содержащего 35 акриламидных и 65 акрилонитрильных звеньев, 20 Таким образом, использование изобретения позволяет упростить технологию получения сополимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, при воэможности многократного использования применяемых катализаторов,Способ получения сополимеров, содержащих акриламидные и акрилонитрильные звенья, гидролизом полиакрилонитрила в водном растворе роданистых солей в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения технологии,в качестве катализатора используютдвуокись марганца или катализаторна основе активированной металлической меди,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бурд Е.З. и другие. Исследование условий получения сополимераакрилонитрила с акриламидом и свойства волокон на его основе. " Журналприкладной химии, 9 1, т, 49, 1976,с 2685- 2688,2, Зильберман Б.Н. и другие. Превращения полиакрилонитрила и сополимеров акрилонитрила с изобутиленомв присутствии серной кислоты, - Высокомолекулярные соединения. 9 7,т. А 15, 1973,с, 1648-1653.3. Заявка ФРГ Р 2552614,кл. С 08 Р 8/12, 1978 (прототип),