Способ деструкции высокомолекулярного цис-1, 4-полиизопрена

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублкк О П И С А Н И Е (и)895990ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ:ТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву 2)Заявлено 13.09.79(21) 282 23-05 (51 ) М 08 С 1 9/08 ием заявки М присоелк 23) Приор Государственный комкте ет во делам изобретений и открытийпубликовано та опубликования описанйй институт "тонкой асного ЗнаЖМ, В, Ломо удового К ий 1) Заявител сова,нологии и че 54) СПОСОБ ДЕСТРУКЦИИ ВЬСОКОМОЛЕКУЛЯРНРГО ЦиС,4-ПОЛИИЗОПРЕНА Изобру синте ение относитс Непостаткося сложност известного технологии я к производста и может бытьия синтетичеспособа явля ческого каучу но для получе ообразующег о роцесса это термическую ческом раство обуславливающ обработку пров рителе с приме п ользовго плен яся тем, чт ещества, замельные масла красок, эмалей,пят в органнекием азотс евые раститленни олиф,яющег ержащего ачестве копри приго грунтовок шпаклевок и т.п инение, выбранное окись азометина,ламин. Кроме того,ести не более 12 ого Р,хсС,4-поли- концентрации резкуссеСК) тур роц чука системы каучук пняет эффективн оба явля 15 ния полимем. или в истого циня, что ограничивает особа, Применение с й обработки полимер изобрете- постигаеб пеструк-полиизо аботки 1 2вопства высокомолекулполиизопрена практичекак свойства откоповрить их в органическо Известен способ получения синтетичес кого пленкообразующего вещестризацией при повышенной темпебовых остатков, образующихсяпроизводства синтетического каиз этилового спирта1,Непостатком указанного споется необходимость осуществлеризации при давлении 1 0-12 априсутствии катализатора ( клорка, хлористого алюминия).Наиболее близким к данномунию по текнической сущности имому результату является спосции высокомолекулярногоРуспрена путем его термической об пеструктирукщего а гентаторого применяют соепиз группы, содержащейокись нитрала и нитрав раствор можно перев15% выс окомолекулярнизопрена. При большейко возрастает вязкостьрастворитель, что затруиспользование пеструкВ качестве деструктирпользуют достаточно д тирующего агента. ующего агента исефицитные соепинеобласть применения и пля термичесных откопов произярного ЯйС,4- ки невозможно, так не позволяют раством растворителе пол 895990ностью с получением паже 12-15%-ного раствора.Цель изобретения - упрощение технологии процесса, утилизация полимерных отхопов и получение синтетического плен кообраэующего вещества.Поставленная цель постигается тем, что согласно способу деструкции высокомолекулярного МЪС -1,4-полиизопрена путем его термической обработки, в ка О честве высокомолекулярного Цис -1,4- полиизопрена применяют отхопы его производства и процесс термической обработки осуществляют при 280-345 С 0,05- ,4,00 ч, 15Полимерные отходы образуются на различных стапиях технологического процесса. Их периодически отбирают также при чистке аппаратов и пругого оборудования цехов полимеризации и обработки высоко- О молекулярногоиС -1,4-полииэопрена, Полимерные отходы не могут быть возвращены на повторную переработку. Их, как правило, попвергают захоронению или сжиганию. Полимерные отходы, использованные в качестве высокомолекулярного .гуг С -1,4-полиизопрена, характеризуется наличием в массе Ф. гучука полиэтиленовой пленки, содержанием золы по 3,3- 3,6 мас.,%, присутствием значительного ЗО количества структурированного полимера (хрящей). Молекулярная масса образцов, взятых из разных мест, опного куска, изменяется в пределах 350 тыс. - 1400 тыс.35Процесс провопят слепующим образом.В цилинпрический реактор кубового типа, имеющий верхний штуцер с водяным холопильником пля отбора легкокипящих пропуктов деструкции, патрубок в днище40 пля вывопа целевого пропуктв - пленкообраэующего вещества и термопару по оси аппарата, без какой-либо предварительной попготовки загружают изопреновый каучук. После герметизации аппара 45 та его нагревают при атмосферном павлении по 280-345 С, осуществляя поцвоп тепла через стенку реактора извне (например, пропуктами сгорания углевоаоропного топлива). После нагрева каучука по заданной температуры в том же вппа О рате осуществляют термообработку (выдерживают при постоянной температуре) в течение необходимоговремени, но не более 4 ч, При нагреве по 345 С термообработку проводят 0,05 ч, Во время на гревв и термообработки через верхний штуцер отбирают легкокипящие (газообразные,и жидкие при комнатной температуре) пропукты пеструкции, которые используюткак компоненты углевопоропного топлива.По истечении запанного времени термообработки через патрубок, расположенныйв пнище аппарата, вывопят целевой пропукти направляют в сборник. После охлажпенияпленкообразующее вещество без какойлибо обработки используют в лакокрасочной промышленности,:П р и м е р 1, В реактор загружают80,0 г товарного синтетического каучукамарки СКИи со скоростью 5 С/мин,оведут нагрев по 280 С. По постиженииукаэанной температуры проводят в этомже аппарате термообработку каучука (выдерживают при постоянной температуре)в течение 4 ч. В процессе нагреве и термообработки отбирают пропукты пеструкции. Ло истечение 4 ч из реактора вывопят целевой пропукт - СПВИ (синтетическое пленкообраэующее вещество изопреновое). После охлажпения СПВИ используютъпля приготовления лакокрасочных материалов, например олифы. В данном примереполучают СПВИ,37 г (95,5% от сырья),жипких пропуктов пес трукции 2, 90 г. ( 3,6%),газообразных пропуктов 0,73 г (0,9%).П р и м е р 2 - 4, В качестве сырьяиспользуют натуральный каучук (НК) иотхопы производства СКИ-З, Процессосуществляют как в примере 1, но при более высокой температуре и меньшем времени термообработки, Повышение температуры сопровождается увеличением выхопа газообразных и жипких продуктов деструкции и снижением за счет этого выхопа СПВИ, Однако за счет снижениявремени термообработки по 0,05 ч (пример 4) паже при 345 гС его получаетсяболее 80%,П р и м е р 5-7, В качестве сырьяиспользуют товарный СКИи отходыпроизвопства СКИ-З, Процесс осуществ-,ляют как в примере 1, но один из параметров процесса нахопится за граничными пределами. Такпри нагреве по 270 ЧС и последующей термообработке в течение 4 ч (пример 5) не весь каучук подвергается деструкции и выхоп СПВИ не постигает 80%. Для полного превращения сырья при такой низкой температуре необходима более длительная термообработка, Однако увеличение времени термообработки делает преплагаемый способ менее технологичным. Нагрев по 355 С и термообработкв в течение 0,5 ч (пример 6) или нагрев по более высокой температуры (например 7) приводят к резкому снижению выхоаа СПВИ соответственно ао 6 3, 0%и 45,8% эа.счет увеличения выхоаа газообразных и жипких проауктов аеструкции.Эти условия не приемлемы, так как связаны с повышением расходом сырья наполучение единицы целевого пропукта.В табл. 1 приведены результаты процесса по примерам 1 - 7,Таким образом, параметры процессаприемлемы пля термической обработки1 Окак полимерных отхоаов, так и пля деструкции высокомолекулярного яис -1,4 полиизопрена, имеющего более и менеестандартные показатели (товарный и кондиционный каучук).Исходное сырье - синтетический изопреновый каучук является крупнотойнажнымпродуктом, производство которого непрерывно увеличивается, Применение преалагаемого способа позволяет использоватьотходы производства каучука, ликвипируетопии из источников загрязнения окружающей среды, улучшает экономические показатели произвопства.25Для характеристики СПВИ, полученныхв примерах 1-4, определяют срецнечисловую молекулярную массу (методом измерения тепловых эффектов конаенсации),плотность при 20" С (пикнометрически),Зфкислотное число (прямым титрованием),иодное число (по методу Кауфмана), вязкость (по времени истечения из капкллярного вискозиметре), соаержание влаги(по способу Дина и Старка), а такжетемпературу вспышки (на приборе Бреякена). Полученные синтетические пленкообразующие вещества характеризуютсяследующими показателями:Молекулярная масса 1000-1 700Плотность при20 С, г/смз О, 86-0, 90Кислотное число, млКОН 3-5Иодное число 200-260Вязкость, Пуаз 40 50 ф 5Содержание влаги, вес.% ОтсутствуютТемпература вспышки,С Выше 200Полученное по предлагаемому способуСПВИ использовалось для приготовленияолиф по слеаующей рецептуре, вес, ч.: 5 я СПВИ 275Уайт-спирт 225Олифа Оксоль(ГОСТ 190-68) 500Олифа соцержит 557 о пленкообразующего вещества, Ее свойства сравнивают с аналогичными показателями, характерными аля олифы Оксоль (ГОСТ 19 О), содержащей в качестве пленкообраэующе го вещества пищевое растительное масло,Сравнительные данные, характеризуюз щиеолифы, препставлены в табл. 2Как вицно иэ табл. 2, свойства олиф, приготовленных с использованием СПВИ в указанных количествах, нахоцятся на уровне известных олиф, а по времени высыхания превосходит послецние, Сокращение времени высыхания олиф на основе СПВИ цо 18 ч. позволяет значительно расширить область применения лакокрасочных композиций.При этом существенно улучшаются технико-экономические показатели, так как повышается качество и увеличивается срок службы лакокрасочных композиций, что приводит к экономии цефицитных пищевых растительных масел.Таким образом, упрощение технологии получения синтетического пленкообразующего вещества обеспечивается тем, что в качестве органического сырья используют изопреновый каучук, процесс ведут при атмосферном давлении без применения катализатора. Предлагаемый способ осу ществляется в оану стааию без дополнительных операцйй по подготовке сырья и обработке полученного пленкообразующего вещества. Последнее после охлаждения мо жет использоваться аля получения лакокрасочных материалов. Повышение выхоца целевого проаукта (до 80-96%) обусловлено оптимальными условиями ведения процесса, которые, с одной стороны, позволяют добиться, полного превращения сырья, а, с другой стороны, осуществить его без выделения значительных количеств газообразных и жидких продуктов деструкции.о о о о о СО С Я о Ф Ж Я С 0 Г 0 СО а в я Б е м о Бх О о СКМо о СО С)о о о т о о СО 0 Л Ж Г СЧ о Л СОо Г 0 л С 4 лК М о Ио о о о о о СО о о о о СО СО С 1ГО С С С Ж СО Ю ГО Г о ГО о о С 4 СО т о о СКос а х й а 6 Г-1 СО С 3 л о л 1 СО СО ГО СО 03 СО вБ с х о х о ь х оБо П о СО О(С-Л хох ИВхх,двхо хоЬфх ф 1о х сО сЧо фх .ОМ, хГ вфсО хв хх аов в оо С дох,;хГ. дх цо вв сф х ав ахОф х в(0о бхХГОХ СООт с ОО ц одохавх о -ах вф хо ои о х ов оаул ас сО,о хое-.ссояаО ХС -ОвофвьсЙаЯф вхф ф ои с, - ( в4 ж мхФдйФ М й х о а ф о е х о ф й й х о ф М в в в ф о а ф ф 2 х х я ф Б895990 10Та блица 2 Характеристики олиф Олифа Окс оль Олифа на основеСПВИ (по предлагаемому способу) П ок азат ел и Содержание пленкообразующего вещества, вес. % Содержание растворителя, вес, % Вязкость по ВЗпри20 С,с 18-23 Время высыхания при20+2 С,чдо степени 1до степени 3 818 824 50 0,3 0,3 0,3 0,3 Прочность пленки приударе, кгс/см 50 50 Без изменения 2 ч Стойкость пленки кдействию вопыЦвет по иодометрическойшкале 1800 Кислотное число, мг КОН Прочность пленки на изгиб,мм, не менееУ 0,15 0,10 Составитель Н. Костельникова Редактор В. Бобков Техред А. Ач Корректор Г. РешетникЗаказ 11620/6 Тираж 511 П одписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 БлескТвердость, через 24 ччерез 48 чИзгиб покрытия, мм Ф ормула изобретения Способ деструкции высокомолекулярного КиС,4-полиизопрена путем его термической обработки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, утилизации полимерных отходов и получения синтетического пленкообразующего вещества, в качестве высокомолекулярного Яусс,4-полиизоБез изменения2 ч3Не нормируетсяйа олифы с синтетическими модифицирующими добавками прена применяют отходы его производства и процесс термической обработки осуществляют при 280-345 С 0,05-4,00 ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 39768, кл. С 08 Р 4/06 ф 1934.2. Авторское свидетельство СССР