CS272489B1

CS272489B1 - Acrylonitrile-butyl acrylate latex and a method for its preparation

Info

Publication number: CS272489B1
Application number: CS883232A
Authority: CS
Inventors: Ignac Rndr Csc Capek; Jaroslav Clen Korespond Barton; Ivan Ing Csc Novak; Dusan Ing Csc Berek; Karel Rndr Chmel; Jaromir Prucha
Original assignee: Capek Ignac; Jaroslav Clen Korespond Barton; Novak Ivan; Berek Dusan; Karel Rndr Chmel; Jaromir Prucha
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS323288A1

Abstract

Učelom riešenia ja získat lepši akrylonitril-butylakrylátový latex a zlepšit sposob jeho přípravy. Uvedený účel ea dosiahne tak, že 9a přidá do násady reaktora 2 až 2,66 hmotnostných dielov sodnej ao|i kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfonovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody a do emulzie monomérov 1,;33 až 2,66 hmotnostných dielov sodnej sóji kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfonovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody, člm sa připraví nový akrylonitril-butylakrylátový latex, pčzoetávajúci zo 43 až 73 mol. % akrylonitrllu a 27 až 57 mol. % butylakrylátu. Akrylonitril-butylakrylátový latex a sposob jeho přípravy má použitie v chémii přípravy chromatografických polymérových pripravkov.The purpose of the solution is to obtain a better acrylonitrile-butyl acrylate latex and to improve the method of its preparation. This purpose is achieved by adding 2 to 2.66 parts by weight of sodium dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid based on 100 parts by weight of water and 1.33 to 2.66 parts by weight of sodium dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid based on 100 parts by weight of water to the emulsion of the monomers. new acrylonitrile-butyl acrylate latex, containing from 43 to 73 mol. % of acrylonitrile and 27 to 57 mol. % of butyl acrylate. Acrylonitrile-butyl acrylate latex and the method of its preparation are used in the chemistry of preparation of chromatographic polymer preparations.

Description

CS 272 439 B1CS 272 439 B1

Vynález sa týká akrylonitril-butylakrylátového latexu a sposobu jeho přípravy.The invention relates to an acrylonitrile-butyl acrylate latex and to a process for its preparation.

Polymerové latexy připravené emulznou kopolymerizáciou vinylových monomérov .rozdielnou rozpustnosfou vo vodě majú široké priemyselné použitie a bolí predmetom mno-hých teoretických štúdii /G. E. Ham: 3. Macroraol. Sci. Chem. A17, 369 (1982)j B. Gan-chev, D. Strakavá, P. Kratochvíl, 1. Terlemezyaa, íí. Mikhailov: Acta Polymerica 34, 187(1983)j O. K. Svecov, T. O. Suková, B. F. Ustavščikov, I. M. Kanevskij, Η. P. Petuchov:Acta Polymerica 32, 403 (1981)/. Často sa připravovali kopolymérové a tsrpolymérovédisperzie na báze akrylonitrílu. Nevýhodou eaulznej kopolymerizácie akrylonitrilu s hydro-fábnymi mononérmi je, že takto vznikali polymérové disperzie s nízkou stabilitou a s vy-sokým výtažkem koagulátu zvlášť pri vyšších teplotách polymerizácie /O.K. Shvetsov: ActaPolymerica 37, 573 (1986)/. Čalšou nevýhodou amulznej kopolymerizácie týehto monomérovje tvorba polymérových disperzi! s nižšou stabilitou i pri vyšších koncentráciách emul-gátora (alkylsulfonát sodný, stearát sodný) /L. Markér: □· Am. Chem. Soc. 22, 4769 (1962);0. tf. Ley, SV. F. Fowler: □. Polym. Sci. A2, 1863 (1964)j 0« K. Svetsov: Acta Polymeri-ca 37, 573 (1986)/. Pri koncentrácii akrylonitrilu nad 10 mol. % v monomérovej násadě do-chádza v šaržových podmienkach polymerizácie k tvorbě kopolyméru heterogenného zloženia. V počiatočných a konečných fázach sa tvoři kopolymér obsahujúci 90 mol. % akrylonitrilua 10 mol. % butylakrylátu. V středných fázach vzniká kopolymér homogennějšieho zloženiaa chudobnější na akrylonitril. Obohacovanie kopolyméru o akrylonitril má negativny dopadna kvalitu a stabilitu disperzie /1. Čapek, M« Mlynářové, □. Bartoň: Makromol. Chem. 189,341 ( 1887 ) /Polymer latexes prepared by emulsion copolymerization of vinyl monomers with different water solubility have wide industrial applications and have been the subject of numerous theoretical studies (G). E. Ham: 3. Macroraol. Sci. Chem. A17, 369 (1982); B. Ganchev, D. Strakava, P. Kratochvil, 1. Terlemezyaa, Ii. Mikhailov: Acta Polymerica 34, 187 (1983); J. O. Svecov, T. O. Suk, B. F. Ustavchchikov, I. M. Kanevsky, Η. P. Petuchov: Acta Polymerica 32, 403 (1981)]. Copolymers and acrylonitrile-based polymer copolymers have often been prepared. A disadvantage of the eager copolymerization of acrylonitrile with hydrophobic mononers is that they produce low dispersion polymer dispersions and a high coagulum yield, especially at higher polymerization temperatures. Shvetsov: ActaPolymerica 37, 573 (1986)]. A further disadvantage of the amulphous copolymerization of these monomers is the formation of polymer dispersions! with lower stability even at higher emulsifier concentrations (sodium alkylsulfonate, sodium stearate) / L. Marker: □ · Am. Chem. Soc. 22, 4769 (1962); tf. Ley, SV. F. Fowler: □. Polym. Sci. A2, 1863 (1964), J. Svetsov: Acta Polymer 37, 573 (1986). At an acrylonitrile concentration above 10 mol. % in the monomer feed in batch polymerization conditions to form a copolymer of heterogeneous composition. In the initial and final phases, a copolymer comprising 90 moles is formed. % acrylonitrile and 10 mol. % butyl acrylate. In the middle phase, a more homogeneous copolymer is formed and poorer in acrylonitrile. Enrichment of the copolymer with acrylonitrile has a negative impact on the quality and stability of the dispersion / 1. Čapek, M «Mlynarova, □. Bartoň: Makromol. Chem. 189,341 (1887) /

Uvedené nevýhody odstraňuje tento vynález. Podstatou vynálezu je akrylonitril-bu-tylakrylátový latex, ktorý pozostáva zo 43 až 73 mol. % akrylonitrilu a 27 až 57 mol. %butylakrylátu. Podstatou vynálezu je 3alaj spoeob přípravy akrylonitrilbutylakrylátové-ho latexu, ktorý spočívá v tom, ža sa přidá do násady reaktora 2,0 až 2,66 hmotnostnýchďielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnost-nýeh dielov vody a do emulzie akrylonitrilu a butylakrylátu 1,33 až 2,66 hmotnostných die-lov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostnýchdielov vody. Výhodou navrhovaného sposobu přípravy kopolymérového butylakrylát-akrylonitrílovó-ho latexu oproti doterajšlm sposobom je, ža je vyššía stabilita latexu a optimálna rých-losť polymerizácie. čalšou výhodou je účinná regulácia priebehu kontinálnym dávkovánímreakčných zložiek a potlačenie negativného sxplozivného priebehu polymerizácie. čalšouvýhodou navrhovaného sposobu přípravy kopolymerovsného latexu s vysokým obsahom akrylo-nitrilu je, že sa použije jednoduchý monomérový a emulgačný systém, ktorý zabezpečuje zís-kanie polymérovej emulzie s požadovanými vlastnosťami aplikovatelnej k úpravě ehromato-grafických deliacich fólií.The aforementioned disadvantages are eliminated by the present invention. The subject of the invention is an acrylonitrile-butyl acrylate latex which consists of 43 to 73 moles. % acrylonitrile and 27 to 57 mol. % butyl acrylate. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of acrylonitrile butyl acrylate latex which comprises adding 2.0 to 2.66 parts by weight of dodecylphenoxybenzene disulfonic acid sodium salt based on 100 parts by weight of water and to an acrylonitrile / butyl acrylate 1 emulsion. 33 to 2.66 parts by weight of sodium dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid based on 100 parts by weight of water. The advantage of the proposed method of preparing the copolymer butyl acrylate-acrylonitrile latex over the prior art is that the latex stability and optimum polymerization speed are improved. A further advantage is the effective control of the course by continual dosing of the reactants and the suppression of the negative flammable course of the polymerization. A further advantage of the proposed method of preparing a high acrylonitrile copolymer latex is that a simple monomeric and emulsifying system is used to provide the polymer emulsion with the desired properties applicable to the treatment of chromatographic separating films.

Vlastnosti polymérov latexov připravované kopolymerizáciou akrylonitrilu s vinylo-vými monomérmi sú negativné ovplyvnované vysokou rozpustnosťou akrylonitrilu vo vodě,vysokou polaritou vznikajúceho polyméru a v neposlednom řade zníženou schopnosťou akry-lonitrilu napučiavat kopolymér s vyššía obsahom akrylonitrilu. Vysoká rozpustnost akry-lonitrilu vo vodě pozitivně ovplyvňuje tvorbu a koncentráciu nestabilných polyakryloni-trilových častíc, ktoré ~a druhej straně negativné ovplyvňujú stabilitu «•'ladného late-xu. Tvorbu nežiadúcieh polyakrylových častíc možno čiastočne tlaiť pridavkom hydroflí-ného aonoméru vo vodě kopolyaerizujúci s akrylonitrilom a tak sa posúva zloženia kopoly-méru v smere jeho vyššej homogenity. Na druhej straně, přídavek hydrofilného aonomérusl vyžaduje použitie špeciálnych viaczložkových eaulgačných systémov.The properties of latex polymers prepared by copolymerization of acrylonitrile with vinyl monomers are adversely affected by the high water solubility of acrylonitrile, the high polarity of the resulting polymer, and, last but not least, the reduced ability of acrylonitrile to swell the copolymer with higher acrylonitrile content. The high water solubility of acrylonitrile positively affects the formation and concentration of unstable polyacrylonitrile particles that negatively affect the stability of the latex. The formation of undesired polyacrylic particles can be partially suppressed by the addition of a hydrophilic aonomer in copolymerized water with acrylonitrile, thereby shifting the copolymer composition in the direction of its higher homogeneity. On the other hand, the addition of hydrophilic aonomer requires the use of special multi-component control systems.

Vysoká polarita polyakrylonitrilu zňižuje možnost výběru komerčně dostupných emul-gátorov. V tomto případe stabilizovanie polymérových častíc sa realizuje výberom Spe-ciálech multikomponentných emulgačných systémov a tiež použitím vinylového monoméru akoemulgátora. tThe high polarity of polyacrylonitrile reduces the choice of commercially available emulsifiers. In this case, the stabilization of the polymer particles is accomplished by selecting the multicomponent emulsifier systems and also using the monomer as a emulsifier. t

I CS 272 489 Bl 2I CS 272 489 B1 2

Znižsnis napučiavania polyméru akrylonitrilom je doprevádzané tvorbou kopolymérunehomogénneho zloženla a súčasne sa monomérové násada obohacuje o akrylonitril a jejdopolynerizovanie vedle k tvorbě polyakrylonitrllových častíc, ktoré destabilizujú vý-sledný latex· Polymerizácia monomérovéj násady bohatéj na akrylonitril vedie k tvorběčastíc koagulačným mechanlzmom, ktorý nože viesf k tvorbě polyméru o vysokéj porozitea vlastnosti odlišných od klasických polymérových latexov /G. W. Poahlain, R. H. Otte-will, 3. W. Goodwin: Science and Technology of Polymer Colloids, NATO ASI Series (1983); 1. Piirma, 3. L. Gardon: Emulsion Polymerization, ACS Symposium Series 24 (1976)·Polymerization of the polymeric acrylonitrile is accompanied by the formation of a copolymerrunehomogenic composition, while at the same time the monomer feed is enriched with acrylonitrile and its polyolefinization in addition to the formation of polyacrylonitrile particles which destabilize the resulting latex. o high porosity and properties different from classical polymer latexes / G. W. Poahlain, R. H. Otte-Will, 3rd W. Goodwin: Science and Technology of Polymer Colloids, NATO ASI Series (1983); 1. Piirma, 3rd L. Gardon: Emulsion Polymerization, ACS Symposium Series 24 (1976) ·

Ooposial připravované polymérové latexy na báze akrylonitrilu uvedené negativnéaspekty potlačovali použitím postupov obsahujúcich multikomponentné monomérové násady shydrofilnými a hydrofóbnymi monomérml a tiež použitím viaczložkového emulgačného a ini-ciačného systému. Přiklad 1Oop acrylonitrile-based polymer latices described above suppressed these negative aspects using procedures comprising multi-component monomer feeds with hydrophilic and hydrophobic monomers as well as using a multi-component emulsifier and initiation system. Example 1

Oo trojhrdlej reakčnej baňky objemu 1OOO ml opatrenej spatným chladičom, privodompra dusík a zariadenlm na odbar vzoriek latexu sa vdávkuje 150 g destilovanej vody a 3 g t.j. 2 hmotnostně dlely sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovaj vztia-hnuté na 100 hmotnostných dielov vody. Po 10 minútovom miešani pri 400 otáčkách za minú-tu a teploto 60 °C sa přidá 0,3 g persulfátu amonného a kontinuálně sa přidá amulzia mo-nomérov rýchlostou 8,6 ml za ainútu. Emulzia monomérov sa pripravi nadávkováním 300 gdestilovanej vody, 150 g akrylonitrilu, 150 g butylakrylátu, 0,7 g persulfátu amonného a 4 g t.j. 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovejdo reakčnej baňky objemu 750 ml opatrenej mieáadlom, privodom pre dusík a zariadenlm nadávkovanie kvapalin do reaktora a leh emulgováním po dobu 30 minút a teplota 20 °C. Dáv-kovanie monomérovéj smulzle trvá 70 minút a polymerizácia sa preruši po 4 hodinách* Ooe-tatočne dlhý reakčný čas zabezpečí doreagovanie i stopových množstisv v reakčnom systé-me. V priebehu polymerizácie se odoberie každých 20 minút 1 ml latexu k izolácii polymé-ru a stanoveniu stupňa konverzie /1. Čapek, 3. Bartoň, E. Orollnová: Chemické Zvěsti 38,803 (1984)/. Po ukončeni dávkovania v 70 rainúta je 93% konverzia monomérov a 100% kon-verzia sa dosahuje v 180 minúte od začiatku dávkovania. Po dopolymerizovanl monoméru za240 minút sa latex filtruje a ziska sa 1,5 g skoagulovaného polyméru. Ziska sa kopolymérobsahujúci 73 mol. % akrylonitrilu a 27 mol. % butylakrylátu. Získaný polymérový filmposobenim kyseliny sirovéj o koncentrácii 5 hmotnostných % len mierne zožltne. Přiklad 2150 g of distilled water and 3 g, i.e. 2 times by weight of the sodium salt of dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid, based on 100 parts by weight of water, are introduced into the three-neck reaction flask with a volume of 100 ml equipped with a low-temperature condenser, a nitrogen condenser and a latex sample collector. After stirring for 10 minutes at 400 rpm and 60 ° C, 0.3 g of ammonium persulfate was added and the monomer amulphide was added continuously at a rate of 8.6 ml per minute. The monomer emulsion is prepared by dispensing 300 g of distilled water, 150 g of acrylonitrile, 150 g of butyl acrylate, 0.7 g of ammonium persulfate and 4 g of 2.66 parts by weight of dodecylphenoxybenzene disulfonic acid sodium salt into a 750 ml reaction flask equipped with a stirrer, a nitrogen feed and a dosing device liquid to the reactor and quenched by emulsification for 30 minutes and 20 ° C. The dosing of the monomer emulsion lasts for 70 minutes and the polymerization is interrupted after 4 hours. During the polymerization, 1 ml of latex is taken every 20 minutes to isolate the polymer and determine the degree of conversion / 1. Capek, 3. Bartoň, E. Orollnová: Chemické Zvěsti 38,803 (1984) /. Upon completion of dosing in 70, the rainfall is 93% monomer conversion and 100% version is reached at 180 minutes from the start of dosing. After the monomer was dopolymerized for 240 minutes, the latex was filtered and 1.5 g of the coagulated polymer was recovered. A copolymer containing 73 moles is obtained. % acrylonitrile and 27 mol. % butyl acrylate. The obtained sulfuric acid polymeric filing was only slightly yellow with a concentration of 5% by weight. Example 2

Postupuje sa ako v přikladši s tým rozdielom, že sa přidá 3,45 g t.j. 2,3 hmotnost-ných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej do násady v reaktorea 3 g t.j. 2 hmotnostně dlely sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vz-tiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody do emulzie monomérov. Po ukončení dávkovania v70 minúte je 93% konverzia a 100% konverzia je v 180 minúte od začiatku dávkovania. Podopolymerizovanl monoméru za 240 minút sa latex filtruje a ziska sa 1,5 g skoagulované-ho polyméru. Výsledný kopolymér obsahuje 73 mol. % akrylonitrilu a 27 mol. % butylakry-látu. Zlskana polymérny film posobenim kyseliny sirovéj o koncentrácii 5 hmotnostných %len mierne zožltne. Přiklad 3The procedure is as described above except that 3.45 g, ie 2.3 parts by weight of dodecylphenoxybenzene disulfonic acid sodium salt, are added to the reactor in a reactor of 3 g, ie 2 parts by weight of sodium dodecylphenoxybenzene disulfonic acid based on 100 parts by weight of water into the monomer emulsion. After the 70 minute dosing is complete, 93% conversion and 100% conversion is at 180 minutes from the start of dosing. Under-polymerized monomer in 240 minutes, the latex was filtered to give 1.5 g of the coagulated polymer. The resulting copolymer contains 73 moles. % acrylonitrile and 27 mol. % butylacrylate. The zlskana polymer film only slightly yellowed by placing sulfuric acid at a concentration of 5% by weight. Example 3

Postupuje sa ako v přiklade 1 s tým rozdielom, že sa přidá 4 g t.j. 2,66 hmotnostnýchdielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostnýchdielov vody do násady v reaktore a 2,16 g t.j. 1,33 hmotnostných dielov sodnej soli kyse-liny dodecylfanoxybenzéndlsulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody do emul-zie monomérov. Po ukončeni dávkovania v 70 minúte je 76% konverzia a 100% konverzia je vThe procedure is as in Example 1 except that 4 g of 2.66 parts by weight of dodecylphenoxybenzene disulfonic acid sodium salt are added based on 100 parts by weight of water to the reactor feed and 2.16 g of 1.33 parts by weight of dodecylphanoxybenzene sulfonic acid sodium salt based on 100 parts by weight of water to emulsify monomers. After 70 minutes of dosing, 76% conversion and 100% conversion is in

Claims

Acrylonitrile-butyl acrylate latex, characterized in that the copolyte particles consist of 43 to 73 mol. % acrylonitrile and 27 to 57 mol. % butyl acrylate.

2. A process for the preparation of acrylonitrile-butyl acrylate latex by emulsion copolymerization of acrylonitrile and butyl acrylate according to item 1, characterized in that 2 to 66 parts by weight of sodium dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid based on 100 parts by weight of water are added to the reactor charge. 33 to 2.66 parts by weight of the sodium salt of dodecylphenoxybenzenedisulfonic acid based on 100 parts by weight of water.