Способ получения модифицированного полиметилметакрилата

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЗОМУ СВ ВТВЛЬСЗЗУ Своз Советских Социалистических Республик(23) Йрнорнтет -Опубликовано 2312.81, Бюллетень Й 9 47Дата опубликования описания 231 2.81 ф 1 М К 3 С 08 Г 220/14 ГееуюаРствевямй комитет СССР е деяви изобретений я еткритий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТАИзобретение относится к области химии полимеров, а именно к способу получения модифицированного полиме" тнлметакрилата, используемого в качестве ударопрочного материала.Известен способ получения удароррочного полиметилметакрилата путем ськиаенвя порошка полиметилметакрилата с порошком модификатора с последующим вальцеванием и прессованием полученной композиции.Модификатор представляет собой привитой сополимер, полученный сополимериэацией 50-100 алкилметакрилата, 0-50 винилового мономера и с 2 сшивающего мономера в присутствии каучука - сополимера 50-90 алкилакрилата, 5-30 стирола и 1-20 бута 3 иена. Соотношение прививаемых моноМеров и каучука составляет 1-6:4 13 .Недостатком известного способа является невысокая ударная вязкость композиции, неравномерное распределение модификатора в полимерной композиции, что приводит к получению нестабильноГо по физико-механическим свойствам материала.Известен также способ получения ударопрочного ПММА путем растворения Морошка модификатора в метилметакрилате с последующей форполимерпэациейсмеси и заливкой в формы, где происходит полимеризация. смеси до степениконверсии мономера 95.Модификатор получают путем эмуль"сионной полимеризации. алкилакрилатов(С э) или их смеси со стиролом и8-25 от веса мономеров бифункциональных соединений и эмульсионной илимеризации метилметакрилата с послдующим смещением полученных латексов соотношении 1-2:1.Модификатор равномерно распределяется в композиции,. позволяет долу чить материал со стабильными физикомеханическими .свойствами 23Недостатком известного способаявляется невысокая ударная вязкостьмодифицированного ПММА. При содержа нни в композиции 5 модификатора получают ударную вязкость до 37-42 кгсютсм/см по сравнению с 12 кгс.см/см 1для немодифицированного ПИМА (ГОСТ4647-69), т.е. ударная вязкость увеличивается в 3,0-3,5 раза.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ получения модифицированного полиметилметакрилата ла тексной сополимеризацией 20-27 вес.чсмеси 75 -78 мас, бутилакрилата, 21- 24 мас. стирола и 1-4 мас. аллилметакрилата с последующим дознрованием 80-73 вес.ч. метилметакрилата в полученный латекс и проведением поли меризации до полной конверсии мономе ра. Доэирование метилметакрилата осу. ществляют в течение 3 ч.За время дозирования.степень конверсии метилметакрилата достигает 90. Далее продолжают полимериэацию до исчерпания мономера. Степень конверсии прививаемого.мономера (ММА) 99,1.Известный способ позволяет получить.непосредственно модифицированный ПММА в виде порошка, который мож но подвергать дальнейшей переработке. При этом исключается, стадия смешения модификатора с полиметилметакрилатом или,растворения модификатора. в метил. метакрилате 33. 20Однако ударная вязкость модифицированного ПММА, полученного известным способом, недостаточно высока, Ударная вязкость по,Динстату модифициро-, ванного ПММА составляет 16,5 кгс-см/ см (для немодифицированного ПММА ударная вязкость .3,3 кгссм/см ).Цель изобретения в . повышение ударной вязкости полиметилметакрилата.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получеиия модифицированного полиметилметакрила" та латексной сополимеризацией 20 27 вес.ч, смеси 75-78 мас. .бутилакрилата, 21-24 мас. стирола, 1-4 мас аллилметакрилата. с последующим доэи- рованием 80-73 вес.ч, метилметакрилата в полученный латеке и проведением полимериэации.до полной конверсии вономера, дозировку метилметакрилата троводят до достижения степени кон" 4 О версии метилметакрилата 8-16.П р и м е р 1,. А, Синтез латекс Його эластомера.Исходные компонентыр вес.ч.:Бутилакрилат 78 (78 .мас.,цСтирол 21 (21 мас.Аллилметакрилат 1 (1 мас.)Эмульгатордиоктилсульфосукцинат натрия 2 5 ОДеиони зированн аявода 300Инициатор-персульфат калия 0,3НаНР 04 12 НОМаНР 04 2 НО 0,3В реактор, снабженный термометром езшалкой, обратным. холодильником, меринком для дозирования мономеров и трубкой для ввода азота,.загружают воду, эмульгатор.и инициатор,. нагре Мают до 85 бС при перемешивании (число оборотов мешалки 120 в минуту) и загружают в реактор мономерную смесь Реакционную смесь перемешивают при 85 С в течение 3 ч. Полимеризацию за 65канчивают,перемешивая смесь при 95 цСч. Конверсия мономеров 99,5. Размер латексных частиц 0,25 мк. Содержание гель-фракции 80.В, Синтез привитого сополимера, Исходные компоненты, вес.ч.: Эластомерный.латекс, полученный на стадии А 100 (25 вес,ч.в пересчете на сухое вещество) 1,5 Метилметакрилат 75Ронгалит .1,5Гидроперекись кумолаЛаурилмеркаптан 0,1Деиониэирован ная вода 8,5В реактор загружают эластомерныйлатекс, водную Фазу и ронгалит, нагревают содержимое реактора до 80 Си дозируют в течение 20 мин смесьметилметакрилата и лаурилмеркаптана,с растворенной в ней гидроперекисьюкумола. По окончании доэированияконверсия метилметакрилата составляет 8.Пблимеризацию продолжают до полного исчерпания мономера в течение5 ч, Полученный латекс коагулируют10-ным раствором сульфата алюминия,Фильтруют и промывают. Сополимер суат при 70 С в вакуумном шкафу. Конверсия метилметакрилата 99.,Полученный порошкообразный модифицированный ПМИА монолитизируют всмесительной камере пластографа Фирмы Брабендер при 190-210 С в течение 10"15 мин. Полученный монолитный материал распрессовывают в прессе при давлении 150 кг и 165-170 Св ппоскопараллельные диски диаметром 106-120 мм и толщиной 2-3 мм.Из получеиных,дисков вырезалисьобразцы для испытаний на ударнуювязкость по Динстату.П р и м е р 2. Процесс проводят по примеру 1, но на стадии В дозируют мономерную. смесь в течение30 мин. По окончании дозированияконверсия метилметакрнлата составляет 13. После этого полимеризациюпродолжают в течение 4,5 ч.до полного исчерпания,мономера. Конверсияметилметакрилата"99.П р и м е р 3. Процесс проводят по примеру 1, но на стадии Вдозируют.мономернуюсмесь в течение40 мин. По окончании дозирования:конверсия метилмвтакрилата.составляет 16, после чего полимеризациюпродолжают в течение 5 ч до полногоисчерпаниямономера. Конверсияметилметакрилата 99.891692 физико-механические свойства модифицированного полиметилметакрила-. ,та, полученного по предлагаемому .и известному способам представлены в таблице.Как следует из таблицы, дозирова ние ММА в течение 20-40 мин, обеспечивающее степень конверсии ММА к моменту окончания дозирования 8-16 Ъ, позволяет повысить ударную вязкость модифицированного ПММА до 25-35 кгск ксм/см по сравнению с 16,5 кгс см/ /см- к известным способам, при этом разрушающее напряжение при растяжении остается на уровне известного способа.Дозирование метилметакрилата в .15 течение 15 и 50 мин, которое обеспечивает степень конверсии ММА к моменту окончания доэирования 5 и 2 ОЪ соответственно, приводит к снижению ударной вязкости до 14-15,4 кгс см/ ;ф /см 1 (примеры 5,6).Модифицированный ПИМА, содержащий меньшее количество эластометра, имеет низкую ударную вязкость. При содержании 17 вес,ч. сополимера бутилакрилата (78 мас.Ъ),стирола (22 мас.Ъ) и аллилметакрилата (1 мас. Ъ) удар-.ная вязкость модифицированного ПММА снижается до 8 кгс см/м 2, при этом Времявыдержки реакционной смесич Способполучения Времядозироваиия,мин Степеньконверсии ММА по окончании дозирования ММА,Ъ Ударная вязкость Динстат) кгск ксм/смРазрушающеенапряжениепри растяжениикг/смПредлагаемый 580 20 570 4,5 30 13 580 30 40 Дпя сравнения 575 16,5 1/2 180 Известный 570 15,4 15 50 580 20 сополимериэацией 20-27 вес.ч. смеси75-78 мас. Ъ бутилакрнлата, 2124 мас. Ъ стирола и 1-4 мас. Ъ аллиж 5 .метакрилата с последующим дозироваформула изобретения Способ получения модифицированного полиметилметакрилата латентной разрушающее напряжение при растяже- нии практически не изменяется (600 кг/ )см) .Введение в ПИМА 30 вес.ч, эластомерного полимера приводит к резкому снижению разрушающего напряжения при растяжении до 300 кг/см 2, при этом ударная вязкость .достигает величины 40 кгс см/см (Динстат), Получают полимер с низкими прочностными свойствами.Базовым объектом является суспензионный полимвтилметакрилат, имеющий следующие характеристики ударная вязкость 5,3-,6 кгссм/см(Динстат), разрушающее напряжение при растяжении 700 кг/см, Модифицированный ИММА, полученный по предлагаемому способу, обладает по сравнению с известным образцом, высокой ударной вязкостью 3-25 кгс см/см при незначительном уменьшении величины. разру-, шакщего напряжения при растяжении (580 кг/сев). Таким блазом, изобретение позволяет получить ЩЮИ с повышенной ударной проЧяостью, повысить срок службы товаров народного потребления, увеличить их надежность при эксплуатации. фйзико-механические свойствамодифицированного ПММАЭаказ 11145/35 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 Мнем 80-73 вес.ч. жтилметакрилатав полученный латекс и проведениемполимеризации до полной конверсии мономера, о т л и ч а ю щ и й с.я тем,что, с целью повышения ударной вязкооти полиметилметакрилата, дозировку метилметакрилата проводят до достижения степени конверсии метилметакрилата 8-16. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3922321,кл. 260-881, опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 621700, кл. С 08 Е 33/08, 1976.