Способ получения полиэтиленмочевины

ZIP архив

Текст

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНМОЧЕВИНЫ конденсацией этилендиамина с производным угольной кислоты при нагревании в присутствии агента, понижающего температуру плавления реак. ционной смеси, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью увеличения выхода и молекулярной массы целевого продукта и улучшения санитарно-гигиенических условий производства, этилендиамин используют в виде 703-ного водного раствора, в качестве производного угольной кислоты используют мочевину в количестве 1,1-1,2 моль на 1 моль этилендиамина, в качестве агента, понижающего температуру плавления реакционной смеси, используют циклоэтиленмочевину в количестве 80-1207. от массы мочевины и конденсацию проводят при 170-190 С,о1142483 1Изобретение относится к получению полиэтиленмочевины и может найти при. менение в области термостойких полимеров и композиций на их основе;Известен способ получения полиэтиленмочевины путем анионной полимеризации циклоэтиленмочевины 11,Полученная таким образом полиэти-. ленмочевина имеет низкую термостойкость (плавится с разложением при 2 бО С).Известен также способ получения полиэтиленмочевины путем поликонденсации этилендиамина и мочевины в присутствии циклоэтиленмочевины.Про цесс проводят в две стадии: димер, полученный нагреванием исходных продуктов при 110-130 С, постепенно приобавляют к небольшому количеству расплавленной циклоэтиленмочевины и 20 нагревают при 230-240 С 2. Однако в этих условиях димер преимущественно деполимеризуется в мономер и выход полиэтиленмочевины незна 25 чителен.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полиэтиленмочевины, заключающийся в конденсации безводного этилендиаЗО мина с производным угольной кислоты, в качестве которого используют серокись углерода, в присутствии-хлорксилола, понижающего температуру плавления реакционной смеси, при 190-З 5 200 С 3 Д.Недостатками данного способа являются невысокий выход полимера (до 257),его низкая молекулярная масса, сложность технологического процесса, 40 обусловленная использованием труднодоступного в промышленных условиях безводного этилендиамина и непроизводимого отечественной промышленностью исходного продукта - серокиси углеро 45 да. Кроме того, исходные продукты (серокись углерода и безводный этилендиамин), а также и -хлорксилол являются сильно токсичными веществами,Цель изобретения - увеличение вы хода и молекулярной массы полиэтиленмочевины и улучшение санитарно-гигиенических условий производства.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения поли этиленмочевины конденсацией этилендиамина с производным угольной кислоты при нагревании в присутствии агента, понижающего температуру плавленияреакционной смеси, этилендиамин используют в виде 707-ного водного раствора, в качестве производного угольной кислоты испоЛьзуют мочевину в количестве 1, 1-1,2 моль на 1 моль этилендиамина, в качестве агента, понижающего температуру плавления реакционной массы, используют циклоэтилен"мочевину в количестве 80-1207 от массы мочевины и конденсацию проводят при 170-190 С.При проведении реакции при температуре ниже 170 С поликонденсацияоидет с недостаточной скоростью, а выше 190 С начинается интенсивная цик 0 лизация первичных продуктов взаимодействия этилендиамина и мочевиныс образованием циклоэтиленмочевины и выход полимера снижается. Использование циклоэтиленмочевины в количестве менее 807 от массы моче вины приводит к тому, что остающа; яся после удаления большей части аммиака и воды реакционная масса слишком густа и аммиак, продолжающий выделяться, может выбросить ее из реактора. Количество циклоэтиленмочевины более 120% повышает растворимость димера и, соответственно, степень его циклизации, т,е, приво- дит к снижению выхода полимера.Исходные компоненты - этилендиамин-гидрат и мочевину при реакции поликондепсации предпочтительно брать в эквимолярном соотношении. При этом мочевина может конденсироваться сама с собой с образованием биурета, поэтому избыток мочевины не только не мешает поли- конденсации, но благоприятствует ей из-за образования более нерастворимого полимера. Большой избыток мочевины приводит к образованию нереакционноспособной циануровой кислоты. Поэтому оптимальным молярным отношением мочевины и этилендиамина является 1, 1-1, 2: 1, О.Способ заключается в следующем.Смесь мочевины и этилендиамингидрата (707-ного водного раствора) в мольном отношении от 1,1:1 до 1,2:1 и циклоэтиленмочевины в количестве 80-120/ от веса мочевины после отгона аммиака и воды нагревают при 170-190 С в течение 1 ч, послеочего образовавшуюся полиэтиленмочевину. выделяют в виде порошка обработ кой реакционной смеси водой.(6ример, Смесь 87,5 мл0 моль) 707,-ного водного этилен- моль .-ного водного этилендиадиамина, 4,14 кг (69 коль) техничес- мин 66 (1 1 )мин, г (, 1 моль) мочевины и 66 гкой мочевины и 4 14 кг иклоэтилен 3ц лоэ тилен- циклоэтиленмочевины обрабатывают анамочевины загружают в реактор емко-лологично примеру 2 и получают полиэтистью 20 л, изготовленный из нержаве- ленмочевинмочевину с выходом 493, удельнойющей стали, снабженный дефлегмато- тью, и т.пл. 325 С.ром, прямым холодильником якорнойЭП р и м е р 4. Смесь 87,5 млмешалкой (60 об/мин) и обогревом с моль ,-ного водного растворарубашкой, заполненной силиконовой 1 О этилендиатилендиамина 66 г (1,15 моль) мочежидкостью марки 5. Реактор перед за- вины и 52 8 г циклоэтиленмочевины вгрузкой проверяют на герметичностьУ ол е емкостью 0,5 л нагревают с об-для чего закрывают загрузочный люк, ратным холодильником 3 ч, затем обхолодильник и в реактор подают азот рат ыатный холодильник заменяют на нисхоиз баллона под давлением 1 ат, Если 5 дящий ищий и в течение 2 ч отгоняют водув течение 0,5 ч не наблюдается па- и продолжающий выделяться аммиак додения давления или оно падает наЭ0водя температуру реакционной смеси,1 ат, то реактор считается герме- до 170-190 С 3а это время реакцитичным. Выключают электрообогрев и онная масса превращается в густуюдвигатель мешалки, открывают вентиль 20 буурлящую массу, которую после остына холодильник, на потенциометре ван б бвания о рабатывают аналогично при-.ЭПВ-11 А устанавливают температуру110 оСмеру 1 и получают полиэтиленмочевинуС и начинают отгон аммиака че- с выходом 51 Х и удельной вязкостьюрез дефлегматор при непрерывном пере 0,30.мешивании 3 ч, барботируя аммиак в 25 П ри проведении этого синтеза сбутыль с 10 л воды. Затем температу- меньшим количеством циклоэтиленмочевиру реакционной массы поднимают за2 ч о 180-10 Со1 ны реакционная смесь по мере отгонкид отгоняя аммиак и воду воды и аммиака попостепенно выползаетс одновременным барботированием в бу- из колбькол ы, сильно увеличиваясь втыль с 10 л свежей воды. За это вре- б объеме изм из-за чрезмерной густоты смемя смесь превращается в полужидкую си а приа при проведении реакции в реакмассу, которую выпивают на металли- торе смест в осв основном прилипает кческий противень. После остывания мас стенкам реакт9 +ктора, мешая перемешивасы до 90 5 С наливают 20 л воды и нию и равномерномуому прогреву, выходоставляют на сутки (за это время цик- полимера при э35 ри этом не превышает 15 лоэтиленмочевина растворяется в воде,а полиэтиленмочевина остается в осад- П Р и м е р 5. Смесь 87,5 млке в виде порошка), отжимают на нутч- (1 моль) 707.-ного водного растого растворафильтре и промывают 10 л воды, маточ- этилендиамина, 66 г (1, 15 моль) моник используют для повторного синтеза 40 чевины и 792 г циклоэтиленмочевиныполимера. Осадок сушат и получают о примеру3,05 кг полиэтиленмочевины (выход 557) и получают полиэтиленмочевину с выс приведенной удельной вязкостью дом 527 и удельной вязкость 0 25зкостью0,275 (17-ный раствор в серной кисло" При дальнейшем увеличении сОии соотно)тпл окоп о 3 3 5 С(по 4 шенияколиесвоэиле нмоч евиныданным ДТА) .и мочевины выход и вязкость полимера снижаются.П р и м е р 2. Смесь 87,5 мл(1 моль) 703-ного водного раствора СП р и м е р 6 (для сравнения),этилендиамина, 72 г (1,2 моль) мочемесь 87 5 мл (1 мол )( моль) 707-ного водмоль моче- И ного раствора этилендиамина 90 гвины и 72 г циклоэтиленмочевины в (1,5 моль) мочевиУколбе емкост 250ью мл обрабатываютв , моль) мочевины и 90 г циклозтиленмочевины нагревают аналогичнов тех же условиях, что и в примере 1, приме 4 Опри этом пол аетсяру , бразовавшуюся густую мас"получается реакционная мас- су охлаждают до л 100 Сса, имеющая вид очень г стоают до л С, приливаютливающейся массы игустои непере- дъ 1 л горячей во ы ии получают полиэти- чем состоянии. ИздЪ д и фильтруют в горяленмочевину с 45,37,с выходом ,ЗЕ, удель- ют 25 г иан овсостоянии. Из маточника получаной вязкостью 0 25 335г циануровой кислоты, а изос3 ээ . адка - полиэтиленмочевину с вы 1142483ходом 387., удельной вязкостью 0,2 и т.пл, 335 С. При дальнейшем увеличении количества мочевины выход циануровой кислоты повьшается, а полиэтиленмочевины падает. 5П р и м е р 7 (прототип) . В колбу емкостью О, 25 л,снабженную мешалкой,обрат. ным холодильником и термометром, вносят 125 мл О -хлорксилола, 30 г безводного этилендиамина (свободного 10 основания) и в течение 2 ч пропускают сухой аргон, содержащий серокись углерода, при 190-200 С. Поо сле прекращения пропускания газа отгоняют О -хлорксилол в вакууме, к 15 остатку прибавляют 125 мл воды для растворения циклоэтиленмочевины и в осадке получают полиэтиленмочевину (выход 25,5 Е) с удельной вязкостью 0,12. 20П р и м е р 8. (использование полиэтиленмочевины в качестве модиФицирующей добавки к полимерам), 2,8 кг термообработанного сополимера Формальдегида с диоксаланом СФД (влажность не более 0,25 вес.7) смешивают в шаровой мельнице 15 мин с 15 г дициандиамида, 15 г антиоксиданта НГ 2246 и 150 г (5 Х) полиэтиленмочевины. Полученную смесь экс трудируют в одношнековом экструдере ЕТФирмы ЫеЪег (Ь : Д = 18) с угловой головкой при скорости вращения шнека 60 + 10 об/мин. Загрузка производится с помощью ворошителя с винтовой подачей для обеспечения равномерной загрузки. Температурный режим по зонам (по потенциометру) МР 1-02. С: 1-17010, П - 180 ф 10 111 - 19010, 1 У (головка) - 180+ 1 О, Выходящий жгут материала подают в водяную ванну с температурой 55+ 5 С и затем на режущие валки с резиновой лентой, Далее жгут подают на рубку в гранулятор с цилиндрической фрезой.Физико-механические свойства полученного композита приведены в таблице. Как видно из представленных данных, по сравнению с прототипом данный способ позволяет повысить на 20-ЗОБ выход полимера и молекулярную массу полимера, что выражается в увеличении вдвое удельной вязкости раствора полимера, улучшить санитарно-гигиенические условия производства за счет устранения газообразных продуктов и снижения токсичности используемых веществ, упростить технологический процесс, исключив из него труднодоступные исходные вещества, Кроме того, полиэтиленмочевина, получаемая по предлагаемому способу, является более эективным модиФикатором полимеров, увеличивающим их прочностные свойства.

Смотреть

Заявка

3589670, 04.03.1983

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5885, ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ СПЛОШНЫХ СРЕД УРАЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА АН СССР

ВАСИЛЬЕВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ЛЮБИМОВ ВАДИМ КРОНИДОВИЧ, КЕССЛЕР ГЕРМАН ЭДУАРДОВИЧ, УРМАН ЯКОВ ГЕЦЕЛЕВИЧ, АЛЕКСЕЕВА СВЕТЛАНА ГАИЕВНА, КОЗЛЮК ЛЮДМИЛА МИХАЙЛОВНА, ДУБОТОЛКОВ ЛЕВ ВЛАДИМИРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C08G 71/02

Метки: полиэтиленмочевины

Опубликовано: 28.02.1985

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1142483-sposob-polucheniya-poliehtilenmocheviny.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения полиэтиленмочевины</a>

Похожие патенты