Способ получения ударопрочных сополимеров стирола

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способам получения ударопрочных сополимеров стирола, которые используют как конструкционные материалы в различных областях промышленности. 5Известен способ получения ударопрочных сополимеров стирола путем полимеризации 12 ф-ного раствора каучука в стироле в каскаде из,трех реактрров при ступенчатом повышении температуры и конвер- "0 сии стирола с Частичным рециклом форполимера из второго реактора в первый. Полимериэацию проводят. в присутствии по крайней мере 10 инертного разбавителя, Сьем тепла 15 полимеризаци в реакторах осуществляют за счет кипения разбавителяи непрореагировавшего стирола.Недостатком этого способа являетсяенизкая ударопрочность целевого продукта. 20Так, ударная вязкость продукта с содержанием каучука 14-18 мас.о составляет 15кг см/см (по Изоду с надрезом),Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является 25способ получения ударопрочных сополимеров стирала путем непрерывной полимеризации в массе раствора бутадиеновогокаучука в стироле в присутствии радикального инициатора и регулятора молекулярной массы в каскаде реакторов приступенчатом повышении температуры иконверсии стирола с последующей отгонкойнепрореагировавшего стирола, В реакциюполимериэации вводят 5,3-ный раствор в 35стироле бутадиенового каучука или 7,5 ный раствор стиролбутадиенового каучука.Часть реакционной массы отбирают шестеренчатым насосом со стадии реакции приконверсии стирола 20-38 и рециркулируют в область ввода на первую стадию полимерйзации,Недостатком этого способа являетсянизкая ударопрочность целевого продукта. Так, ударная вязкость продукта, содеркзщего более 9 мас.ь каучука, составляет6 кг см/см (по Изоду с надрезом).Целью изобретения является увеличение ударопрочности целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что 50при осуществлении способа получения ударопрочных сополимеров стирала путем непрерывной полимериэации в массе раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии радикального инициатора и регулятора молекулярной массы в каскаде реактаров при ступенчатом повышении температуры и конверсии стирола с последующей отгонкой непрореагировавщего стирала первый реактор каскада питаютраствором бутадиенового каучука в стироле,содержащим 10-16 мас.% бутадиеновогокаучука, полимеризацию в нем проводят доконверсии стирола 7,5 - 13, поток полученного форполимера смешивают со стиролом до достижения концентрацииполистирола 3,5 - 5,75 мас. и концентрации бутадиенового каучука 5,0-7,4 мас. исуммарный поток подают в последующиереакторы каскада на дополимеризацию,Я р и м е р 1. В аппарат емкостью 200 лзагружают 135.5 кг стирола, 22.4 кг (14мас,) бутадиенового каучука, содержащего не менее 93 1,4-цис-звеньев и имеющего вязкость по Муни 54 ед, и проводятрастворение при 40-45 С в течение 10-12 чЗатем в раствор вводят 1,6 кг медицинского .вазелинового масла, 0,48 кг термостабилизатора - тринонилфенилфосфита и 0,0102 кгинициатора полимеризации - трет.-бутилпербенэоата,Питающий раствор со скоростью 0,36кг/ч подают в первый реактор каскада, гдеподдерживают температуру 110.3 С и конверсию по стиролу 13 О. Форполимер выгружают из первого реактора каскада соскоростью 0,36 кг/ч и подают в смеситель,куда со скоростью 0,64 кг/ч вводят стирол,содержащий 0,02 вес,ч. (0,0128 кг/ч) трет.бутилпербензоата и 0,01 вес,ч. (О,0036 кг/ч)трет-додецилмеркаптана. Суммарный поток, содержащий 3,5 мас,% полистирола и 5мас. каучука, со скоростью 1 кг/ч подаютво второй реактор каскада, где поддерживают температуру 110+3 С и конверсию постиролу 38-40 мас. ,Форполимер выгружают из второго реактора каскада со скоростью 1 кг/ч и направляют в третий реактор каскада, гдеподдерживают температуру.142 - 148 С(145+3 С) и конверсию по стиролу 88 - 93мас о(,Из третьего реактора каскада форполимер через дополимеризатор подают в перегреватель вакуум-камеры для отгонкиостаточного мономера Температура в вакуум-камере 200 - 220 С, Затем полимер экструдируют и гранулируют. Свойстваготового продукта приведены в таблице.П р и м е рц 2 и 3. Процесс проводят попримеру 1, но при других концентрацияхкаучука и полистирола в растворе, питающем второй реактор каскада. Концентрациикомпонентов в растворах и свойства готового продукта приведены в таблице.П р и м е р 4. Процесс проводят попримеру 1, но концентрация каучука в растворе, питающем первьй реактор каскада,равна 16 мас,. а концентрация каучука в П р и м е р 11(контрольный), В аппаратрастворе, питающем второй реактор каска- емкостью 200 л загружают 149,76 кг стирода, равна 7.,4 мас.7 ь, концентрация полисти- ла, 8 кг (5 мас, каучука, 0,48 кг тринонилрола в нем 5.3 мас., Свойства готового фенилфосфита, 0,16 кгпродукта приведены в таблице, 5 трет-додецилмеркаптана и при 40-455 С вП р и м е р 5. Процесс проводят по . течение 6-8 ч растворяют каучук. В растворпримеру 1; но концентрация каучука в рас- вводят 0,0102 кг трет-бутилпербензоата,творе, питающем первый реактор каскада, Питающий растворсоскоростью 1:кг(чподсоставляет 12 мас., а концентрация каучу- ают в первый реактор каскада, где поддер-,ка в растворе, питающем. второй реактор 10. живаюттемпературу 110 й 3 С и конверсиюкаскада, составляет 5 мас, . Концентрация по стиролу 12 мас. , Выгружают форполиполистирола в нем 3,6 мас., Свойства го- мер из первого реактора каскада со скоротового продукта приведены в таблице, стью 1 кг(ч и подают во второй реакторП р и м е р ы 6 и 7. Процесс проводят по каскада, где поддерживают температурупримеру 5, но при других концентрациях 15 110+3 С и конверсию по стиролу 38-40каучука и полистирола в растворе, питаю. мас.,щем второй реактор каскада., Концентрации Далее полимеризацию проводят, как вкомпонентов в растворе и свойства готового примере 1; Свойства готового продукта припродуктэ приведены в таблице, ведены в таблице,П р и м е р 8. Процесс проводят по 20 П римеры 12,13 и 14(контрольные),.примеру 1, но концентрация каучука в рас- Процесс проводят по примеру 11 с различтворе, питающем первый реактор каскада, ной концентрацией каучука в растворе, писоставляет 10 мас., а концентрация каучу- тающем первый реактор каскада,ка в растворе. питающем второй реактор Концентрации компщентов в рэствокаскада, составляет 5 мас., концентрация 25 рах и свойства готовых продуктов приведеполистирола в нем 3,9 мас Свойства го- ны в таблице.тового продукта приведены в таблице, Таким образом, осуществление предлагаемого способа позволяет повысить удаП р и м е р ы 9 и 10. Процесс проводят ропрочность сополимеров стирала ипопримеру 8, нопридругих концентрациях ЗО бутадиенового каучука.каучука и полистирола в растворе, питаю- (56) Патент Великобритании 1 Ф 1530023,щем второй реактор каскада, Концентрации кл. С 3 Р, 1978.компонентов в растворе и свойства готового Патент США Ь 3660535,продукта приведены в таблице.,кл. 260-880, 1912.Щ о о сф 3 5 с о Л РБ сч СО л С о О. С в В с 3:в Ссч в сч С".Сч - СО в сцвО О 3 О 3оъ С 33 Сб В СО ч 3 счС 33 С 3 О С 3 О 3Й С 3Фа 5О 5фР ЯЩ Щ В й О СРГ В С 3 . Сб . Ф С 33 СЧ СОВ 3 ВС 3 3ф О 3 С 9 В С 33 в ю С В со"В О 3 С 3 В О 3 сСО СО ОО о Х Х о 5 :г л ф К о ф 3- Р Щ о. йО. о Ь о ф Ф С сО се ч 3 ь т .1 е, а. 3 ч о чО Г вЩ О. оХ о О, о ф Р 63 а СО(О ДСЧ СОСЧ СОФ юс 1 со ч сО ф" СО 5 Р Ф Е о о 5 с: о с: Щ фР Ф о ф Ф 5 Р Ф 5 Х Щ Х Ф Е О. Й Щ Р о (.3 Х 5 5 Ф 5 Р )5 о ф Р Ф 5 Р Ф о 5 Щ а 1- Х Э :5 5 ФЩ обо сс О. ь 5зооа О о Хс ь.О О Р5 а 5С 5о ь- ос: о с: Хс5 аос: о Х с 5 с Р О О Р5 а 5 С С 5 С о оо ссор ХФссЩсЮ О Р5 ас 5 со - ос о с: Ф5 сссЩ О.1- 5л са О Р5 а 5со - ос: о с:999536 5 с Ф 1 ф Щ Щ Щ о с щ Х Оф з ос ЩЕ ос о счРЩю з 1- Р Ф У Ф Ьщв о 15 1Мо3 ф осо е в сч С 1 счОт О. арво" Щ Е Щ 5 Х Ф Х о с Е ф з 5 Р 1 5 с О. о ф 1 Р Щ а О. о М 1 Щ Ф О.15 о О. о М з "Г Щ Ф :т 2 ф Ф а щ О О.о ф М а щ Ф С о Х о ф о М 5 з 1:С о Х Б О. о ф 1- о Я Я: В ОВЪД счфооооСОфщф Оэфайф 035 Р Ф Е Р 15 о Х Х о з :1 й с, з с зс +.с РвоРОО з 3 а з 3 а с с з с с з о. о ь- о о. ь. ссоссо Х з с ЦЭ О .Р З О. З С 5 С о - о сос Хс о ц О. Ь О О.З З з с .с ь. о о ос с со оС с ю о 3 а оо О.з с О Р ас о о с 5 О. с Щ Р 15 о Р Ф з Ф 3 з Х Щ Х Ф Е 5 Щ з 1 Щ Ф О.2 1- Х Ф о с Е о М в.в е в еф сч в сч в сч ."ф в ф в Ж о СЧ В Оф О Е О В В о О)а ОЪ, ОЪ в ф в % е) в ссо ф. со в вв в СЧ СО О О В В О СЧ О ОВ в В СЧ В - СЧСЧ р00 СОф ЕО СО" В СЧф СО ОЭ.а Ф Ф Фй д з Фь а с ы Р й ( о Щ О. сОСЧ сч ССлф ф ф л Ф а о Ф 1- о Я а 5 о х г- сч ч ффсчсс)г а , Осо ф ф х о з 3 С о х о Б о Ф 1 о Ф О. ОЪ ч 1,ИЪФ - У -1Ц Ъ С" О,РЪ Й з Ф о й о ь О. Б :г 3 с О Э 3 х Э Х с оо О. о з Щ а 1 х Э :Г Ф й Ф - й о С Е Б о Ф Х о х х о Б :1 йх йао аФа еФс: х з о, ь- О х Ф зл с о СЪ о о з з а зс з с о оо ссор999536 Формула изобретения Составитель В, Хохлов Редактор М. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М, ШарошиТираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Заказ 3350 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Ф,СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДАРОЙРОЧ- НЫХ СОПОЛИМЕРОВ СТИРОЛА путем непрерывной полимеризации в массе раствора бутадиенового каучука в стироле в присутствии радикального инициатора и регулятора молекулярйой массы в каскаде реакторов при ступенчатом повышении температуры и конверсии стиролэ с последующей отгонкой непрореагировавшего стирола, отличающийся тем, что, с целью увеличения ударопрочности целевого про- дукта, первый реактор каскада питают раствором бутадиенового каучука в стироле, содержащим 10 - 16 мас.бутадиенового каучука, полимеризэцию в нем проводят до конверсий стиролэ 7,5 - 13, поток полученного форполимера замешивают со стиролом до достижения концентрации полистирола 3,5 - 5,75 мас. и концентрации бутадиенового каучука 5,0 - 7,4 мас. и суммарный поток подают в последующие реакторы каскада на дополимеризацию.