Способ получения бутадиен-нитрильного каучука

(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕННИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА водноэмульсионной сополимеризацией бутадиена с нитрилом акриловой кислоты в присутствиирадикального инициатора и биологически разлагаемых анионогенного и неионогенного эмульгаторов с последующим выделением каучука из латекса,о т л и ч а ю щ и й с я тем; что,с целью улучшения физико-механических свойств конечного продукта и снижения расхода электролита на коагу 05 В 46 Севпова ин," Поля ов ов Г.П. Филыханова,еменов, ЮА. Донцов раи-. ляцию, в к 3202(08 й каучук .В Л.,8) гатора пр 100 мас,ч ванных си Химия",спиртов со СССР5 идетельствой 3/02, 19 ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(прототип). честве неионогенного эмульеняют 0,5-2,0 мас.ч, насомономеров оксиэтилироетических С 1 -Съожирныхстепенью оксиэтилирова7929Изобретение относится к промышленности синтетического каучука.Известен способ получения каучуков водно-эмульсионной сополимериза;циейв присутствии радикальных инициаторов, эмульгаторов, регуляторов и диспергаторов. В качестве эмульгаторов применяют ионогенные поверхност-, но-активные вещества (ПАВ) - соли карбоновых кислот, сульфаты, сульфонаты 13.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известный способ получения бутадиеннитрильного каучука водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена с нитрилом. акриловой кислоты в присутствии радикального инициатора и биологически разлагаемых анионогенного и неионогенного эмульгаторов с последующим выцелением каучука из латекса Г 23В качестве неионогенных эмульгаторов применяют соединения общей формулы 110-(С 112 СП 0) , где к - алкил или алкиларил; и - целое число не менее 5 в количестве 0,1-1 Е от веса каучука.Недостатком известного способа 2 3 является то, чтоиспользование неионогенного ПАВ с высокой степенью оксиэтилирования (больше 5) приводит к вспениванию латекса при отгонке из него незаполимеризовавшихся.мономеров. Кроме того, для повышения стабильности латекса используется токсичный диспергатор-лейканол. Лейканол относится к разряду жестких ПАВ, не подвергается не только биохимическому распацу, но и затрудняет этот процесс у других веществ, ухудшая40 при этом органолептические свойства очищенной воды. Попадая в водоемы он загрязняет их, ухудшает работу очистных сооружений. По известному способу возможно также использование в качестве эмульгаторов биологически неразлргаемых продуктов, которые попадают в сточные воды и также загрязняют водоемы. В рецепте полимеризации по известному способу в качестве одного из эмульгаторов возможно использование мыла. канифоли, являющегося в настоящее время дефицитным продуктом, получаемым из живицы сосновых пород деревьев. Исключение же мыла канифоли из рецепта полимеризацли по известному способу может привести к увеличению содержания алкилсульфоната натрия, при этом резко возрастает образование устойчивой пень. на стадии отгонки мономеров из латекса, увеличивается количество коагулюма в системе отгонки, снижается производительность оборудования,Недостатком известного способаявляется также то, что расход хлористого натрия на 1 т каучука грикоагуляции составляет 1400 кг, чтоприводит к погаданию довольно большого количества солей в сточные воды.Целью изобретения является улучшение физико-механических свойствконечного продукта и снижение расхо-да электролита на коагуляцию.Эта цель достигается тем, что вспособе получения бутадиен-нитрильных каучуков водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена с. нитриломакрпловой кислоты в присутствии радикального инициатора и смеси биологически разлагаемых анионогенногои неионогенного эмульгаторов с последующим выделением каучука из латекса,в качестве неионогенного эмульгатораприменяют 0,5-2,0 мас.ч, на 100 мас.ч.сомономеров оксиэтилированных синтетических С 7 -С жирных спиртов состепенью оксиэтилирования равной 2(ОКС) .Реагент ОКСполучают путем оксиэтилирования синтетических первичныхспиртов фракции С -С о. П р и м е р 1. Сополимеризацию бутадиена с нитрилом акриловой кислоты (НАК) проводят по рецептам, представпенным в табл. 1,Сополимеризацию проводят в автоклаве емкостью 60 л при те".пературе полимеризации 5+2 ", время полимеризации 9,5+0,5 ч. глубина полимеризации 63,5+1,5/. После отгонки незаполимеризовавшихся мономеров латекс коагулируют.792904 4Таблица 1 Наименованиекомпонентов По данному способу 74 4 74 54 54 26 46 46 Бутадиен 26 26 НАК Алкилсульфонатнатрия 2,5 2,0 2,5 Калиевое мылоканифоли 1,5 Калиевое мылоСЖК 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 0,5 Реагент ОКС0,3 0,3 08 0,8 0,5 0,50,02 0,01 0,01 1,0 0,016 0,012 0,02 Трилон Б 0,01 0,005 0,005 0,008 0,006 0,01 0,1 0,1 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07 0,07 0,07 0 16 0 14 0 24 0 09 0,07 Ронгалит 0,08 0,07 0,12 Третичный додецилмеркаптан 0,29 0,16 0,24 0,24250 270 2700,25 0,25 0,25 0,16 0,12 250 200 270 Вода Стоппер 0,25 0,25 0,25 В табл. 2 приведены результаты по устойчивости латексов при полиме ризации и дегазации, а,также условияих коагуляции. Лейканол,Сульфат натрия Сульфат двухвалентного железа,семиводный ГиперизДипроксид По известному способу2792904 По данному способу Наименование Количество коагулюмапри полимеризации 2,8 2 р 3 3,0 3,0 60 60 60 60 60 50 Расход ИаС 1, кг/ткаучука 1400 1400 200 200 400 200 Расход НБО кг/ткаучука 3 3 рН коагуляции По данным табл. 2 латексы, получаемые по данному способу, по устойчивости на стадии полимеризации и по, термической неустойчивости приотгон- ке незаполимеризовавщихся мономеров, ЗО находятся на одном уровне с латексами, полученными по известному 2способу.Р табл. 3 приведена характеристика каучуков, полученных по данному способу, и сравнения с каучуками, полученными по известному 2 способу.Таблица 3 Характеристика каучуков По данному способу По известному способу Г 2 3 29,8 29,5 39 29,9 0,21 0,21 0,013 0,015 0,025 0,036 0,044 0,03 хлористого натрия неозона Д 2,3 2,4 2,9 2,0 3,0 2,01 0,41 0,46 0,4 0,36 свободныхкислот 0,35 0,0070,18 связанных кислот отс отс отс отс отс 0,14 0,24 0,098 0,1 0,2 0,28 0.,32 0,25 0,3 0,25 022 физико-механические показатели 2050 2 100 1750 1750 2150 1860 Термическая неустойчивость латекса приотгонке на форсунке, % Температура коагуля-ции,С Наименование показателей Содержание в каучуке, %,, связанного нитрила алкилсульфоната натрия золыПотери массы при 105 С, % Жесткость каучука, гс По известному способуГ 23792904 Продолжение табл. 3 По данному способу По известному способу 23 60 60 60 80 80 80 103 99 98 111 114 96295 305 334 336 295 312 660 634 635 654 670 665 22 20 20 26 30 18 11,4 31,2 26,9 27,2 12,1 15,7 изооктан-толуол, Е Продолжение табл. 4lКак видно из результатов табл. 3,введение ОКСв каучук не отражается на свойствах каучука: каучуки,полученные по данному способу нетолько не уступают по качеству каучу-Зкам, полученным по известному 2 3способу, а даже несколько превосходятих, сокращается время вугЛсанизациис 80 до 60 мин, что увеличивает производительность оборудования на за 3водах-потребителях,Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяалиевое мыло СЖК Окс этилированнь ты (ОКС)2,0 п 0 фат натрия Трилон 0 ет не только снизить токсичность про О,счет исключения из рецептуеризации лейканола и уменьсса з 40 Ронгалит ры пол шить рцию ла сход электролита на коагуляекса (в 3,5-7 раз), но и улу ойства получаемого каучука. енение НЗОпри коагуляции вает затруднений, так как вс вание цехов полимеризации и ции изготовлено из нержавеали.и м Гипери 0,08 ть св Вода Прим не вызы , оборудо .коагуля ющей ст 0,2 Стоппер е р 2,Т а и Время полимеризации и м тгонеров 4 БутадиеНАК ю 2 Наименование показателей Время вулканизации при143 С, мин Напряжение при 3007 растяжении, кгс/см Прочность при разрыве, кгс/см Относительное удлинение приразрыве, 7 Относительное остаточноеудлинение, 7 Набухание вулканизата за 24 чв смеси:бензин-бензол, Е ульфат двухвалентногоелеза (семиводный) Температура полимеризации, С В процессе полимеризации и о ки незаполимеризовавшихся моном образования коагулюма не наблюд При этом следует отметить, что792904 764 0,62 Корректор /-. ЗимокосовО Редактор О. 10 ркова Техред Л,Коцюбянк Заказ 9201/2 Тираж 468 Подписное ВН 1 ЯПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,9дегазации латексов, полученных по известному способу, в промышленных условиях для предотвращения пенообразовачия в отгонных колоннах латекс Разбавляют водой до содержания сухого остатка 15% (с 20-22%), дегазация же латекса, полученного по данному способу, не сопровождается пенообразованием при содержании сухого остатка в латексе 20,0%, время отгонки сокращается на 30%. Это позволяет увеличить производительность отгонных агрегатов, Коагуляцию латекса проводят при 50 С, при зтом расход хлористого натрия составляет 200 кг на 1 т каучука, серной кислоты - 2,0 кг,Полученный каучук характеризуется следующими показателями.Содержание в каучуке, %Зола 0,07Хлористый натрийНеозон Д 1,8,Связанный нитрил акриловой кислоты 29,9Свободные органическиекислотыСвязанные органичес-.кие кислоты ОтсутствуютРастворимость в ИЗК, % 99,1Набухаемость в смесиизооктандголуол 25,1 Прочность при разрыве,кгс/см 314Относительное удлине 7ние5Остаточное удлинение, % 2 РЖесткость каучука, гс 750Как видно из результатов, полученный каучук по качеству превосходиткаучуки, получаемые по известному 21способу.Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным, является то, что расход хлористого натрияна коагуляцию сокращен в 3,5-7 раз,соответственно сокращается и количество промывных вод, необходимоедля отмывки каучука от хлористого натрия. Сокращено время вулканизации с80.до 60 мин, что увеличивает производительность оборудования на заводах-потребителях, дегазация латексапо предлагаемому способу пенообразованием не сопровождается. Кроме того, исключение из рецепта полимеризации мыла дипропорционированной каниФоли, придающей липкость каучуку,позволяет использовать изобретениед я получения каучука в новой перспективной выпускной Форме в видепорошка,