CS272489B1 - Akrylonitril-butylakrylátový latex a sposob jeho přípravy - Google Patents

Description

Vynález sa týká akrylonitril-butylakrylátového latexu a sposobu jeho přípravy.

Polymerové latexy připravené entulznou kopolymerizáciou vinylových monomérov . rozdielnou rozpustnosfou vo vodě majú široké priemyselné použitie a boli predmetom mnohých teoretických štúdií /G. E. Ham: 3. Macromol. Sei. Chem. A17, 369 (1982)j B. Ganchev, D. Straková, P. Kratochvíl, E. Terlemezyan, JI. Mikhailov: Acta Polymeries 34, 187 (1983); O. K. Svecov, T. O. Suková, B. F. Ustavščikov, I. M. Kanevskij, Η. P. Pstuchov: Acta Polymerica 32, 403 (1981)/, Často sa připravovali kopolymérové a terpolymérové disperzie na báze akrylonitrilu. Nevýhodou emulznej kopolymerizácie akrylonitrilu s hydrofóbnymi monomérmi je, že takto vznikali polymérové disperzie s nízkou stabilitou a s vysokým výtažkem koagulátu zvlášť pri vyšších teplotách polymerizácie /O.K. Shvetsov: Acta Polymerica 37, 573 (1986)/. Calšeu nevýhodou emulznej kopolymerizácie týehto monomérov je tvorba polymérových disperzií s nižšou stabilitou i pri vyšších koncentráciách emulgátora (alkylsulfonát sodný, stearát sodný) /L. Marker: □· Am. Chern. Soc. 22, 4769 (1962); 0. W. Ley, W. F. Fowler: □. Polym. Sci. A2, 1863 (1964); 0« K. Svetsov; Acta Polymerica 37, 573 (1986)/. Pri koneentrácii akrylonitrilu nad 10 mol. % v monomérovej násadě dochádza v šaržových podmienkach polymerizácie k tvorbě kopolyaéru heterogenného zloženia. V počiatočných a konečných fázach sa tvoří kopolymér obsahujúci 90 mol. % akrylonitrilu a 10 mol. % butylakrylátu. V středných fázach vzniká kopolymér homogennějšieho zloženia a chudobnější na akrylonitril. Obohacovanie kopolyméru o akrylonitril má negativny dopad na kvalitu a stabilitu disperzie /1. Capek, M« Mlynářové, □. Bartoň: Makromol. Chem. 189, 341 ( 1887 ) /

Uvedené nevýhody odstraňuje tento vynález. Podstatou vynálezu je akrylonitril-butylakrylátový latex, ktorý pozostáva zo 43 až 73 mol. % akrylonitrilu a 27 až 57 mol. % butylakrylátu. Podstatou vynálezu je 3alej sposob přípravy akrylonitrilbutylakrylátového latexu, který spočívá v tom, že sa přidá do násady reaktora 2,0 až 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztíahnuté na 100 hmotnostných dielov vody a do emulzie akrylonitrilu a butylakrylátu 1,33 až 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenexybsnzéndisulfónovej vztíahnuté na 100 hmotnostných dielov vody.

Výhodou navrhovaného sposobu přípravy kopolymérového butylakrylát-akrylonitrílového latexu oproti dotarajším sposobom je, že je vyššia stabilita latexu a eptimálna rýchlost polymerizácie. Salšou výhodou je účinná regulácia prieběhu kontinálnym dávkováním reakčných zložiek a potlačenie negativného explozivného priebehu polymerizácie. Qalšou výhodou navrhovaného sposobu přípravy kopolymerovaného latexu s vysokým obsahom akrylonitrilu je, že sa použije jednoduchý monomérový a emulgačný systém, ktorý zabezpečuje získanis polymérovej emulzie s požadovanými vlastnosťami aplikovatelnej k úpravě chromatografických deliacich fólií.

Vlastnosti polymérov latexov připravované kopolymerizéciou akrylonitrilu s vinylovými monomérmi sú negativné ovplyvňováné vysokou rozpustnostou akrylonitrilu vo vodě, vysokou polaritou vznikajúceho polyméru a v neposlednom řade zníženou schopnosťou akrylonitrilu napučiavať kopolymér s vyšším obsahom akrylonitrilu. Vysoká rozpustnost akrylonitrilu vo vodě pozitivně ovplyvňuje tvorbu a koncentráciu nestabilných polyakrylonitrilových častíc, ktoré ~a druhej straně negativné ovplyvňujú stabilitu ledného latexu. Tvorbu nežiadúcich polyakrylevých častíc možno čiastočne tlmiť přídavkem hydroflíného aonoméru vo vodě kopolymerizujúci s akrylonitrilom a tak sa posúva zloženia kopolyméru v smere jeho vyššej homogenity. Na druhej straně, přídavek hydrofilného monoméru sí vyžaduje použitie špeciálnych víaczložkových emulgačných systémov.

Vysoká polarita polyakrylonitrilu zňižuje možnost výběru komerčně dostupných smulgátorov. V tomto případe stabilizevanie polymérových častíc sa realizuje výberoat špe— ciálnych multikomponentných emulgačných systémov a tiež použitím vinylového monoméru ako emulgátora. .

• ! . ' t .

I ’

X

CS 272 489 91 2

Zniženie napučiavania polyméru akrylonitrilom je doprevádzané tvorbou kopolyméru nehomogenneho zloženia a aúčaana sa monomérová násada obohacuje o akrylonitril a jej . dopolymerizovanie vedle k tvorbě polyakrylonitrilových častíc, ktoré destabilizujú výsledný latex· Polymerizácia monomérovej násady bohatej na akrylonitril vedie k tvorbě častíc koagulačným mechanizmem, ktorý može viesť k tvorbě polyméru o vysokéj porozite a vlastností odlišných od klasických polymérových latexov /G. W. Poehlein, R. H. Ottewill, □. W. Goodwin: Science and Technology of Polymer Colloids, NATO ASI Series (1983); I. Piirma, O. L. Garden: Emulsion Polymerization, ACS Symposium Series 24 (1976)·

Ooposial připravované polymérové latexy na báze akrylonitrilu uvedené negativné aspekty potlačovali použitím postupov obsahujúcich multikomponentné monomérová násady s hydrofilnými a hydrofóbnymi monomérmi a tiež použitím viaczložkového amulgačněho a iniciačného systému.

Přiklad 1

Oo trojhrdlej reakčnej baňky objemu 1OOO ml opatranej spatným chladičem, privodom pre dusik a zariadením na odběr vzoriek latexu sa vdávkuje 150 g destilovanej vody a 3 g t.j. 2 hmotnostně dlely sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody. Po 10 mlnútovom miešaní pri 400 otáčkách za minútu a teplote 60 °C sa přidá 0,3 g persulfátu amonného a kontinuálně sa přidá emulzia monomérov rýchlosťou 8,6 ml za minútu. Emulzia monomérov sa pripravi nadávkováním 300 g destilovanej vody, 150 g akrylonitrilu, 150 g butylakrylátu, 0,7 g persulfátu amonného a 4 g t.j. 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodacylfenoxybenzéndisulfónovej do reakčnej baňky objemu 750 ml opatranej miešadlom, privodom pre dusik a zariadením na dávkovania kvapalin do reaktora a ich emulgováním po dobu 30 minút a teplota 20 °C. Dávkovanie monomérovej emulzia trvá 70 minút a polymerizácia sa preruši po 4 hodinách* Dostatečné dlhý reakčný čas zabezpečí doreagovanie i stopových množstiev v reakčnom systéme. V priebehu polymerizácia se odoberla každých 20 minút 1 ml latexu k izolácii polyméru a stanoveniu stupňa konverzie /1. Capek, □· Bartoň, E. Orolinová: Chemické Zvěsti 38, 803 (1984)/· Po ukončeni dávkovania v 70 minúta je 93% konverzia monomérov a 100% konverzia sa dosahuje v 180 minúte od začiatku dávkovania. Po dopolymarizovani monoméru za 240 minút sa latex filtruje a ziska sa 1,5 g skoagulovaného polyméru. Získá sa kopolymér obsahujúci 73 mol. % akrylonitrilu a 27 mol. % butylakrylátu. Získaný polymérový film posobsnim kyseliny sirovéj o koncentrácii 5 hmotnostných % len mierne zožltne.

Přiklad 2 .

Postupuje sa ako v přiklade! s tým rozdielom, že sa přidá 3,45 g t.j. 2,3 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfsnoxybenzéndisulfónovej do násady v reaktore a 3 g t.j. 2 hmotnostně dlely sodnej soli kyseliny dodacylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody do emulzie monomérov. Po ukončení dávkovania v 70 minúte je 93% konverzia a 100% konverzia je v 180 minúte od začiatku dávkovania. Po dopolymerizovani monoméru za 240 minút sa latex filtruje a získá sa 1,5 g skoagulovaného polyméru. Výsledný kopolymér obsahuje 73 mol. % akrylonitrilu a 27 mol. % butylakrylátu. Získana polymérny film posobením kyseliny sirovéj o koncentrácii 5 hmotnostných % len mierne zožltne.

Přiklad 3 .

Postupuje sa ako v přiklade 1 s tým rozdielom, že sa přidá 4 g t.j. 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyeeliny dodacylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody do násady v reaktore a 2,16 g t.j. 1,33 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodacylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody do emulzie monomérov. Po ukončeni dávkovania v 70 minúte Je 76% konverzia a 100% konverzia je v

CS 272 489 81

180 minúte od začiatku dávkovanía. Po dopolymerizovaní monoméru za 240 minút sa latex filtruje a získá sa 0,25 g skoagulovaného polymeru. Výsledný kopolymér obsahuje 73 mol.

% akrylonitrilu a 27 mol. % butylakrylátu.

Příklad 4 '

Postupuje sa ako v příklade 1 β tým rozdielom, že sa přidá do eaulzie monomérov 60 g akrylonitrilu a 240 g butylakrylátu. Po ukončení dávkovania v 70 minúte je 95% konverzia a 100% konverzia sa dosahuje v 90 minúte od začiatku dávkovania. Po dopolyaerizovani monoméru za 240 minút sa latex filtruje a získá sa 1,5 g skoagulovaného polyméru. Získá sa kopolymér obsahujúci 43 mol. % akrylonitrilu a 57 mol. % butylakrylátu. Získaný polyaérový film posobením kyseliny sírovej o koncentrácii 5 hmotnostných % zhnedne.

Příklad 5

Postupuje sa ako v příklade! a tým rozdielom, že sa všetky zložky nadávkují do reaktora a kopolymerizujú pri teplote 60 °C. Následkem explozívnejšieho priebehu kopolymerizácie sa pozoruje tvorba koagulátu v rozmedz/ 5 až 15 hmotnostných dielov vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov monoméru a přibližné jedna z piatich váriek skoaguluje totálně. V priebehu skladovanía po dobu 3 aesiacov je usadené 10 až 15 hmotnostných dielov kopolyméru vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov monoméru. Získá sa kopolymér obsahujúci 44 mol. % akrylonitrilu a 56 mol. % butylakrylátu. Připravený polyaérový film posobením kyseliny sírovej o koncentrácii 5 hmotnostných % sčernie.

Vynález nože nájst široké použitie v chémii přípravy chromatografických polymémych prípravkov.

Claims (2)

1. Akrylonitril-butylakrylátový latex, vyznačujúci sa tým, že kopolytnérové častíce po' zostávajú z 43 až 73 mol. % akrylonitrilu a 27 až 57 mol. % butylakrylátu.

2. Sposob přípravy akrylonitril-butylakrylátového latexu emulznou kopolymerizáciou akrylonitrilu a butylakrylátu podía bodu 1, vyznačujúci sa tým, že sa přidá do násady reaktora 2 až 2,*66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody a do emulzie monomérov 1,33 až 2,66 hmotnostných dielov sodnej soli kyseliny dodecylfenoxybenzéndisulfónovej vztiahnuté na 100 hmotnostných dielov vody.