Способ получения полистирольного латекса

(51)5 С 08 Р 112/08 И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 2 Е 19 ательский ,Л,Я.Карпо он кой хЛомоносов ких с изико-хиа, Московической Институт динений нецов, И.А,Грицган, М.В.ЦикалоА.К .Л,С тических масс./По ; Химия, 1972, с,67 во СССР 08. 1983, во СССР 08, 1982. сн,С М Й(сн,д,лкил от С С 7 Н 15) и дсч. Нэ 1 процесса 3,5 до 7. до С 16, =Вг0 мас.ч,ит ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследомический институт иский институт ттехнологии им, М.В.элементорганичеим,А,Н.Несмеянова%1143851, кл. С 08 Р 112 Авторское свйдетельстМ 1058973, кл, С 08 Р 112/ Изобретение относится к получению монодисперсных полистирольных латексов методом водно-эмульсионной полимеризации, которые могут быть использованы для иммунохимических исследований, а также в качестве размерных эталонов при проведении электронно-микроскопических исследований. При этом в ряде случаев требуются эталонные частицы размером 0,1 мкм,Целью изобретения является получение монодисперсного полистирольного латекса с заданным размером частиц в области 0,05 - 0,12 мкм, повышение скорости полимеризации и снижение температуры процесса.Поставленная цель достигается использованием в качестве инициатора эмульсион,9,Ж 1816764 А 1(54) СПОСОБ ПОЛУЧ НИЯ ПРОЛЪНОГО ЛАТЕКСА(57) Использование: изобретение относится к получению монодисперсных полистирольных латексов. Сущность изобретения: способ получения монодисперсного полистирольного латекСа с заданным размером частиц в области 0,05 - 0,12 мкм, позволяющий повысить скорость полимеризации и снизить температуру процесса с использованием в качестве инициаторов комплексов алкилкобальта (Ш) с тридентатными лигандамиал кил(2-Н 2-аминоэтил)имино)-пент- ен-олят) -(1,2-этандиамин) кобальт(11) галогенидов в количестве 0,05 - 0,3 мас.ч. на 100 мас,ч. стирола и проведением процесса при 8 - 30 С и рН 3 5 - 7. 3 табл. ной полимеризации стирола комплексов алкилкобальта (Ш) с тридентатными лигандами общей формулы; где Я - перв- или вторВ - Н или алкил (С 2 Н 5, ив количестве 0,05 -0,3стирола и проведениемпературе 8-30 Си рН о(епХ); частный случай (й= Н)-алкил(2 Я 2- 5аминоэтил)имино)пент-ен-олят) (1,2 зтандиамин) кобальт (111) галогенидыВСо(асасеп)(епЦХ) - впервые синтезированы авторами по нижеприведенной методике,10Синтез проводят в атмосфере аргонапри 15-250 С при постоянном перемешивании, В реактор последовательно вводят 430мл метанола, 123 мл (120 ммоль) ацетилацетона, 10,3 мл 70-ного водного раствора 15этилендиамина (120 моль, 14,1 г (60 ммоль)двуххлористого 6-водного кобальта, 19,3 мл50-ного водного раствора йаОН, 1 мл 2;ного раствора РбС 12 в 1 М водном раствореКС 1, 21 мл (273 моль) этилбромида, Равномерно прикапывают раствор 3,2 г а ВН 4 (85ммоль) в 25 мл 50-ного водного раствораМаОН в течение 5 ч. После окончания газовыделения реакционную смесь перемешивают в течение 1 часа. Затем ее 25профильтровывают, раствор упаривают дообъема 100 мл при остаточном давлении 10мм рт,ст, и температуре бани не выше 40 С,Затем добавляют 20 г йаВг и, при охлаждении, 100 мл воды, и смесь упаривают таким ЗОже образом до объема 100 мв. Кристаллизацию проводят при О С, осадок отфильтровывают, промывают 15 мл ледяной воды исуша на воздухе, Затем промывают дихлорметаном (всего 150-200 мл) до исчезновения зеленой окраски. промывнойжидкости. Снова сушат продукт на воздухе,Целевой продукт представляет собой кристаллический порошок красного цвета, Принеобходимости проводят кристаллизацию 40из метанола, с добавкой бромистого натрия,Для идентификации используют ионообменную ТСХ на 8102 (пластинки силуфол,элюент - 0,1. н раствор ацетата натрия всмеси метанол - вода 4:1 по объему). Критерием чистоты является наличие одного пятна на пластинке, а также практическиполное обеспечивание раствора комплексапри добавлении соляной кислоты, Выход изначение Фактора разделения В приведены 50в таблЛ. Комплексы 1 и 3-9, указанные в табл.1, получают аналогично с той разницей, что вместо зтилбромида используют следующие галоидные алкилы: метилиодид, н-бутилбромид, н-амилбромид, н-октилбромид, н-цетилбромид, изо-пропилбромид, циклогексилбромид, втор-октилбромид. Комплексы 10 и 11 получают, используя вместо ацетилацетона его 3-атил- и 3-н-гептилпроизводные соответственно.Структуру комплексов доказали, исходяиз данных 1 н-ЯМР, ИК-спектров и анализапродуктов ацидолиза. Спектры и-ЯМР (растворитель - ДгО, 200 МГц, внутренний стандарт - натрий 2,2-диметил-силапентан-5-сульфонат) синтезированных комплексовалкилкобальта сходны между собой, Данные для комплекса 2 (таблЛ) приведены ниже (идентифицированный сигнал д, м.д.,мультиплетность): СНзСН 2 СО, 0,60; т; СНзС=й, 1,70, Я; СНз-С=О, 1,94, Я; =.СН, 4,08, Я,ИК-спектры комплексов Н имеютхарактерные полосы поглощения в области 3100 -3260 см (широкие)и 3280 - 3350 см (узкие),относящиеся к валентным колебаниям И-Н,Анализ продуктов апидолиза синтезированных комплексов 1-П, проведенный методамигазожидкостной и тонкослойной хроматографии, подтверждает вышеприведеннуюструктурную Формулу. Структура комплек- .сов подтверждена также данными элементного анализа (табл.2), Комплексы И 1 втвердом состоянии устойчивы в темноте ибезопасны при хранении,Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П ри ме р 1 (по изобретению). В реакторе с мешалкой смешивают 100 мас,ч. стирола с водной Фазой, включающей 6 мас.ч.алкилсульфоната Иа (Е) с длиной алкильного заместителя С 1 в, 0,02 мас.ч, ацетатайа, 0,1 мас.ч, уксусной кислоты, 0,2 мас.ч.инициатора - комплекса В 1 (табл Л) и 200мас,ч. воды. Процесс проводят при перемешивании в атмосфере 1 ч 2 при температуре25 С втечение 6 часов до.конверсии 97 ф рНсреды - 3,5.П р и м е р ы. 2-11, Выполняютсяаналогично примеру 1, с изменениемтемпературы, рН - среды, типа эмульгато- .ров, концентрации ингредиентов и с использованием комплексов алкилкобальта(И) с тридентатными лигандами различнойструктуры.Пример 12(аналог).В реакторе с мешалкой смешивают 100мас,ч. стирола с водной фазой, включающей4 мас,ч, алкилсульфоната 1 ча, Е-ЗО, 0,5 мас.ч.инициатора - К 2320 в, и 200 мас.ч. воды. Процесс проводят при температуре 50 С в атмосфере азота в течение 6 ч до конверсии93 рН среды - 7.П ример 13 (прототип). В реакторесмешалкой смешивают 100 мас.ч. стирала сводной фазой, содержащей 0,2 мас.ч, инициатора К 2320 в, 1 мас.ч. моноалкилфталатаи 300 мас.ч. воды. Процесс проводят при1816764 радикального инициатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения монодисперсного латекса с размером частиц 0,05 - 0,12 мкм, повышения скорости и снижения тем пературы процесса, в качестве инициатораиспользуют комплексы алкилкобальта (111) с тридентатными лигандами общей формулы Ю СНА 2с=и.инг 2СИ ИН (СН 7) 10 где й - СНз - С 16 Нзз;Й - Н, С 2 Н 5, н = С 7 Н 15Х - Вг, 1, в количестве 0,05 - 0,3 мас,ч. на20 100 мас.ч, стирала, и процесс проводят при8-ЗООС и рН 3,5 - 7,0..Таблица 1 Структура и некоторые свойства комплексов алкилкобальта" Плавление с разложением.Обозначения; Ме - метил, Е - этил, Р-изогексил, п-Ос-п-октил, ех-Ос - втор, октил 50 С в атмосфере азота в течение 8 часов до конверсии 88;. рН - среды 7.Рецепты полимеризации и параметры процесса, а также свойства полученных латексов приведены в табл,З.Следует отметить, что во всех примерах по изобретению конверсия составляет 95 - 98 ф.В рецептах полимеризации в качестве эмульгаторов используют поверхностно-активные вещества различной природы: анионоактивные - алкилсульфонат йа, Е-ЗО, С 15 Нз 1 ЯОзйа, неионные- оксиэтилированный цетиловый спирт, Ц, С 15 Нзз(ОСН 2 СН 2)2 оОН, катионактивные - цетилпиридиний хлорид, ЦПХ, С 21 НззС 1 И. Могут быть использованы регуляторы рН среды.Формула изобретения Способ получения полистирольного латекса путем водно-эмульсионной полимеризации стирола в присутствии эмульгатора и опил, и-и - бутил, и-А - и - эмил, Нех-цикло1816764 Таблица 2 Элементный состав комплексов ая килкобальта Сь.03 ,43 14.88 2.58- элемент -код Щ блица 3 Рецепты полимеризацни и своиства латексов соличество ингредиентов приведено в мас,ч 10 1 1 2 13 6 ) 7 0 00 00 ОО 100ОО 200 300 О О тиоол 0 20 200 200 1 О 00 20 Эчупьгатор: Е0 еЦпх 6 4 пх ееендф нициатор: Рг2 1; 37 4 Р 50,2 0,1 О, О, 1 О, 1 0,32 О,2 О, О 4 ф0,05 0,1 Наба0 5 Нгк О,кол воРегулят аце- На НРО татО,О 0,16 авИГОа акНРОа чагнРО О,к,3,5 7 55 720 15 20 4,7 5,5 7 7 7 20 20 ЗО 50 5 20 а па туга корость нучастке,йl стап5 1,2 1,5 1 2,0 2,2 2,6 1,8 0,6 2,5 1,О,Характервязкость25 С) ическа опуол9 12,0 6,2 4,О 8,7 1 О 4 3,3 9,4 8,10,9 эФфицие сперсно оли К д,01 иц, чкм Составитель Техред М, М Курки гентал ректор М, Куль ельск ак аказ 1707и изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРВНИИПИ Государственного комитета по изо ретениям и113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 И водственно-издатель ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина П 1466461 15,9715.92 15.39: 15 43 14.84 14.90 14.3414.40 11 2 1 1 б Э.87 3.00 3,00 0.43 4,84 2.62 400 42,37 43.05 45.05 53.12 39.31 46,27 29.79 Э 5.93 37,68 39,28 41.00 42,32 45,09 45,09 53,07 39.36 46,25 13.18 12.37 12,37 9,92 14,11 2 003.27 12,Э 2 12,31 989 14.09 12,05