Способ получения атмосферостойких ударопрочных сополимеров

(19)1) Ь 51/04 С 08 Ь 2 а(и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТ У,витой сополимеризации стирола иакрилонитрила с акрнлатным каучукомв водной эмульсии, сополимеризации ли- , стирола и акрилонитрила в водной обре-эмульсии, смешения полученных латек" янин, ;са привитого сополимера и латекса сполимера стирола и акрилонитрила и В.Куд-сокоагуляции их, о т л и ч а ю -: ния технологии, в качестве акрилат 6,. ;.ного каучука используют каучук схарактеристической вязкостью, поЕРО-,. крайней мере, 4 дл/г, и прививку(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АПСТОЙКИХ УДАРОПР ОЧНЫХ СОПОпутем последовательных опера о 2 1 ОСФ ЛИМЕ РОВ цийИзобретение относится к областисинтеза атмосферостойких ударопрочных сополимеров, в частности сополимеров стирола и акрилонитрила с акрилатными каучуками (АСС-пластики). 5Известно, что акрилатные каучуки, являясь предельными (насыщенными) соединениями, не подверженыокислению и деструкции под действиемультрафиолетового излучения и атмосферных факторов, и поэтому привитыесополимеры, полученные на основеакрилатных каучуков, отличаютсявысокой атмосферостойкостью, Однаков силу химической инертности указанных каучуков степень прививкик ним невысока, и поэтому и ударо-прочность ААС-пластиков значительнониже ударопрочности сополимеровстирала и акрилонитрила с бутадиеновым каучуком.Для повышения степени прививкистирола и акрилонитрила к акрилатнымкаучукам и, следовательно, ударопрочности привитых сополимеров акрилатные каучуки активируют, например,,введением в их состав во времясинтеза функциональных групп. Однаконаличие остаточных функциональныхгрупп в привитом сополимере приводит З 0к снижению его атмосферостойкости.Известен способ получения ААС-пла-стика, согласно которому в воднойэмульсии прививают стирол и акрилонитрил к сшитому акрилатному каучуку, полимеризуют отдельно в воднойэмульсии стирол:и акрилонитрил,смешивают полученные латексы в таком соотношении, чтобы получить желаемую концентрацию каучука в сополи мере, и сокоагулируют латексы обычным путем; эмульсионную полимеризацию прово,пят под действием окислительно-восстановительного катализатора 1 . Латекс сшитого акрилат- "5ного каучука по известному способуполучают следующим образом: в воднойэмульсии под действием окислительновосстановительного катализатора полимеризуют 100 вес.ч. бутилакрилата 50(с возможными добавками сомономеров)в присутствии 0,3-3,0 вес.ч. перекиси (например перекиси лаурила, перекиси бензоила и т.п.). Во времяполимеризации перекись тонко диспергируется в каучуке, После окончанияполимеризации латекс прогревают приперемешивании и температуре вьппе 700 С в течение 1-10 ч для сшивки. Сэтой же целью в мономерную смесьдобавляют полифункциональные соединения, например диметилакрилат,этиленгликоль и т,п. в количестве 0,2-,1,5 вес.ч. на 100 вес.ч. мономеров.Указанный способ требует дополнительной технологической операциисшивки каучука и в ряде случаев недает высоких значений ударной вязкости привитого сополимера.С це:ю упрощения технологии процесса в качестве акрилатного каучука используют каучук с характеристической вязкостью, по крайней мере,4 дл/г, и прививку осуществляют поддействием-излучения,Сополимеризацию стирола с акрилонитрилом в водной эмульсии проводятпод действием-излучения, но можно проводить ее и в присутствии любого вещественного катализатораполимеризации.Латекс высокомолекулярного акрилатного каучука получают сополимеризацией бутилакрилата и акрилонитрилав водной эмульсии под действием-излучения в присутствии эмульгатора, устойчивого к жесткому облучению. Полимеризация под действием-излучения позволяет получить каучук с очень высоким молекулярнымвесом (определяемым величиной характеристической вязкости) .Применение высокомолекулярногокаучука и прививка под действиемрадиации позволяет без сшивки каучука и без.введения в него активныхдобавок получать сополимер, имеющийвысокие и стабильные значения физико-механических показателей. Крометого, проведение процесса под действием -излучения позволяет широковарьировать состав сополимера стирола с акрилонитрилом в степень прививки сополимера на каучук.П р и м е р 1, Получение латексапривитого сополимера,В аппарат емкостью 10 л, снабженный охлаждающей рубашкой мешалкой и вводом азота, загружают 6,0 л 0,57.-ного водного раствора эмульгатора Е- смеси алкилсульфанатов . среднего состава С Н,1,80 Иа, 1,760 г бутилового эфира акриловой кислоты и 240 г акрилонитрила, продувают азотом и при 23-28 С облучают-излучением Собо в течение 3 ч584523 4240 г акрилонитрила, продуваютсодержимое аппарата азотом и облучают-излучением (3=8 рад/с) втечение 3 ч при 40-50 С. Заданныйорежим дает возможность получитьакрилатный каучук с характеристической вязкостью 4,4 дл/г, степеньконверсии 987.К полученному каучуку прививают10 стирол и акрилонитрил так же, какв примере .Сополнмер СН получают так же,как в примере 1, но мономеры берутв пропорции; 65 вес.ч. стирола и15 35 вес.ч. акрилонитрила. Полученныйсополимзер имеет молекулярную массу2,4 10 . Латексы привитого сополиме) ра и сополимера СН смешивают из расчета 33,8 вес,ч. привитого сополи 3) мера и 66,2 вес.ч. сополимера СН.Смесь латексов подвергают дальней. шей обработке, как в примере 1.Свойства полученного сополимераприведены в таблице.И П р и м е р 4 (контрольный).Латеко акрилатного каучука получают,как в примере 3, и смешивают егобезпрививки стирола и акрилонитрила с сополимером СН, полученным, 3 О как в примере 3, иэ расчета 25 вес,ч.каучука и 75 вес.ч. сополимера СН.Смесь латексов подвергают дальнейшей обработке, как в примереСвойства пластика приведены втаблице.П р и м е р 5, Латекс акрилатного каучука получают, как в примере 3. Характеристическая вязкостьсополимера 4,6 дл/г.К полученному латексу добавляют1000 г смеси мономеров (636 г стиро-ла и 364 г акрилонитрила) и подвер-гают обработке, как в примере 1.Сополимер СН получают, как в при".мере 3. Латексы смешивают иэ расчета36 вес.ч. привитого сополимера и64 вес.ч. сополимера СН. Смесь латексов подвергают дальнейшей обработке, как в примере 1. 3(мощность дозы Л"= 8 рад/с), Полученный акрилатный каучук имеет харак теристическую вязкость 5,8 дл/г, степень конверсии 98%.К полученному каучуковому латексу добавляют 500 г смеси мономеров (376 г стирола и 124 г акрилонитрила), эмульсию продувают азотом и при 50 С облучают-излучением в теачение 3 ч. Степень конверсии 99,37.Получение латекса сополимера стирола и акрилонитрила (СН).В аппарат емкостью 10 л загружают 5 л 17-ного водного раствора эмульгатора - натриевой соли синтетических жирных кислот с длиной алифатнческой цепи С 1 О-С, 1500 г (75 вес.ч.) стирола, 500 г (25 вес,ч; акрилоннтрила и 8 г третдодецилмеркаптана, продувают азотом и облучают при 50 С в течение 2 ч излучеонием (1-8 рад/с) до степени конверсии мономеров 997. Полученный сополимер имеет среднюю молекулярную массу 2,6 ф 10Получение сополимера ААС.Латексы привитого сополимера и сополимера СН смешивают из расчета 30 вес.ч. привитого сополимера и 70 вес.ч. сополимера СН. Полученную смесь латексов коагулируют серно- кислым алюминием. Суспензию фильт- руют и порошок, полимера сушат в вакууме при 60-80 С.оСвойства полученного сополимера приведены в таблице.П р и м е р 2 (контрольный). В аппарат емкостью 10 л загружают 6,85 л 0,05%-ного водного раствора эмульгатора Е-ЗО, 880 г бутиловогоэфира акриловой кислоты и 120 г ,акрилоннтрила, продувают азотом и облучают-излучением (Лрад/с) прн 70-80 ОС в течение 3 ч. Характеристическая вязкость каучука 3 дл/г, степень конверсии 99%. К полученному каучуку прививают стирол и акрилонитрил в том же весовом соотношении, что в примере 1. Сополимер СН получают так же, как в примере 1, и дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1.Свойства полученного сополимера приведены в таблице.. П р и м е р 3, В аппарат емкостью 10 л загружают 6 л 0,5%-ного водного. раствора Е-ЗО, 1460 г .бутилового эфира акриловой кислоты,Свойства сополимера приведены в таблице. Полученные сополимеры и полупродукты не несут остаточной радиоак тивности, так как мощность применяемого источника излучения недостаточная для того, чтобы вызвать наведенную радиацию.еплостойкость по Шарпи по Изоду оВика, оС 110 361 23 101 14 5,8 2 (контрольный) . 3,0 89,5 889 б,б 100 354 102 341 18 25 12 16 4,4 25 4 (контрольный) 25 372 87 30,5 4,4 0 10,5 108 384 2,4 4,6 50 Редактор П. Горькова Техред Т.Маточка Корректор О, Билак Заказ 565/4 Тираж 475 ПодписноеВНИИЛИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Вязкость бутилакрипатного каучука, дл/г Количествопривитого СНЕ удлинение при разрыве,Х оказательекучестиасплава