Способ получения серусодержащего полистирола

 

Изобретение относится к области химии и технологии полимеров и позволяет получать резиновые смеси с улучшенными технологическими и физико-химическими свойствами, что достигается получением серусодержащего полистирола с бензтиазолилполисульфидными группами без низкомолекулярпримесей нагреванием полистирола при 200-240 С с серусодержащим реагентом, в качестве которого используют смесь серы и дибензтиазолилсульфида и процесс проводят в присутствии окиси цинка при массовом соотношении полистирола, серы, дибензтиазолилсульфида и окиси цинка 100: :(5-7):(5-8):5. 3 табл. S 1(Л 4; О 4

СОЮЗ СОВЕ).СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D4C 08 F 112 14 8 34

Д л.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

К i Д

Б м к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3851462/23-05 (22) 05.02.85 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Московский институт тонкой химической технологии им.M. В.Ломоносова и Всесоюзный научно-исследовательс,кий проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промьппленности (72) Б. Н.Анфимов, В. Э.Михлин, А.Е.Корнев и А.А.Делекторский (53) 678.746.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 554267, кл. С 08 F 8)36, 1975.

Пройчева А.Г. Исследование активации вулканизации ненасьш(енных полимеров, Дис. на соиск. учен. степени канд. хим. наук. M.: МИТХТ, 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРУСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИСТИРОЛА (57) Изобретение относится к области химии и технологии полимеров и позволяет получать резиновые смеси с улучшенными технологическими и физико-химическими свойствами, что достигается получением серусодержащего полистирола с бензтиазолилполисульфидными группами без низкомолекулярных примесей нагреванием полистирола при 200-240 С с серусодержащим реагентом, в качестве которого используют смесь серы и дибензтиазолилсульфидаи процесс проводят в присутствии окиси цинка при массовом соотношении полистирола, серы, дибензтиазолилсульфида и окиси цинка 100:

:(5-7):(5-8):5. 3 табл.! 13

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения серусодержащего полистирола, и может быть использовано в технологии резин для получения резиновых смесей с улучшенными технологическими и физико-механическими свойствами.

Цель изобретения — получение серусодержащего полистирола с бенэтиазолилполисульфидными функциональными группами и предотвращение образования низкомолекулярных примесей.

Пример 1. В ампулу емкостью

200 мл помещают 100 г суспензионного полистирола молекулярной массы

200000, 5 r серы, 5 г альтакса, 5 r окиси цинка, тщательно перемешивают многократным встряхиванием, ампулу запаивают и нагревают при 200 С в течение 40 мин. Ампулу вскрывают после охлаждения, продукт дробят до частиц размером 3-5 мм и перемешивают на вальцах при 190-200 С 20 мин.

Продукт дробят и используют как добавку в резиновую смесь. Количество связанной серы в полимере 1,11Х, связанного азота 0,5Е, низкомолекулярных примесей 2,60%.

Данные по примерам 2-8 приведены в табл.1, данные по влиянию температуры в табл.2.

Для получения модифицированного серусодержащего полистирола можно использовать отходы производства из.делий из полистирола или вторичный полистирол, так как механические свойства и молекулярная масса исходного полистирола не оказывают заметного влияния на качество получаемого продукта.

II р и м е р 9. На вальцах или в резиносмесителе готовят резиновые смеси следующего состава, мас.ч.:

Иэопреновый каучук 100,0

Сульфенамид Ц 0,8

Сера 1,5

Оксид цинка

Стеариновая кислота I 0

Технический углерод ПМ-100 50 0

Серусодержащий полистирол полу— ченный по примерам 1-8 25,0

Изготовление резиновых смесей проводят в две стадии. В начале поли10404 2 стирол совмещают с каучуком при 125 С в течение 5 мин, затем при температуре 70 С вводят остальные компоненты. Смеси вулканизируют при 143 С в течение 30 мин. Определяют. влияние дозировки модифицированного полистирс па на технологические свойства резиновых смесей и физико-механические показатели вулканизатов.-:

fQ Время вулканизаций резиновых смесей следующие:

Способ по примерам !

Время вулканизации, мин

24

О

13

Данные по влиянию количества се- русодержащего полистирола на свойст 5 ва резиновых смесей состава примера

9 приведены в табл.3.

Таким образом, способ получения серусодержашего полистирола дает пол40 ностью растворимый (линейный) продукт с активными серусодержащими группами,, при введении которого в резиновые смеси улучшаются их технологические свойства (когезионная прочность, стойкость к подвулканиэации) и физико-механические свойства резин. При этом реакция. модификации не сопровождается образованием низкомолекулярных побочных продуктов, что ха50 рактерно для процесса получения сульфированного полистирола по известному способу. Образование ниэкомолекулярных продуктов является результатом деструкции полистирола в присутствии серы, что иллюстрируется данны55 ми по эксракции модифицированного полистирола аэеотропной смесью ацетон-хлороформ-метанол в течение 60 ч, удаляющей из образца только низкомоТаблица 1

Содержание реагентов, мас.ч.

Количество Количеств связанной связанног серы,7 азота,X

Количество

Способ по примерам низкомолекулярных примесей,7

Поли- Сера Аль- Окись стирол такс цинка

0,61

3,20

100 5 5 5

100 7 8 5

0,70

3,36

3,2

0,72

3,76

100

9 5 5

100 5 2 5

1,6

2,41

0,20

3,2

4,75

0,69

100

5 IO 5

5 5 2

5 5 10

0,30

1,4

3,01

100

3,2

0,70

3,24

100

Определено зкстракцией азеотропной смесью ацетон: хлороформ: метанол в течение 60 ч.

Таблица 2

Температура, С

Количество связанных, Ж

1 зота Серы

180

0,6

2,8

0,51

190

3,0

0,63

210

3,2

0,70

220

2,0

0,32

240

3 131 лекулярные продукты реакции. В случае сульфированного полистирола, полученного по известному способу, вес изменяется после экстракции на 18Х а в случае сульфированного полистирола, получаемого предлагаемым способом, только на 3,2Х.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ получения серусодержащего полистирола путем обработки полистирола серусодержащим реагентом при

0404 4 нагревании до 200-240 С, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения серусодержащего полистирола с бензтиазолилполисульфидными функциональными группами и предотвращения образования низкомолекулярных примесей, в качестве серусодержащего реагента используют смесь .серы и дибензтиазолилсульфида и процесс npofg водят в присутствии окиси цинка при массовом соотношении полистирол — сера — дибензтиазолилдисульфид — окись цинка, равном 100:(5-7):(5-8):5 .

1310404

Таблица 3

Модифицированный полистирол

Свойства смесей и вулканизатов

25 мас.ч.

Вязкость по Муни при 100 С

Подвулканизация по

Муни при 120 (Т ), мин

Жесткость по Дефо, гс

550

Эластическое восстановление, мм

0,55

Напряжение при растяжении смесей на 300%, МПа 0,20 0,29 0,32 0,40 0,65 0,62 0,60

0,31

Когезионная прочность, MIIa

0,55

Прочность при растяжении, МПа

16,5

Относительное удлинение,%

400

Остаточное удлинение, %

19 20 25 27 30 40

12

45 48 50 60

25 30

Динамиче ский модуль, кг/см

62 71 105 115 120 130

112

Составитель В,Чупов

Техред Н.Глущенко Корректор H.Ýðäåéè

Редактор И.Сегляник

Заказ 1865/24

Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ó>êãoðoä, ул,Проектная,4

Модуль внутреннего трения, кг/см а

3 5 10 20 25 40 50

57 55 50 46 42 40 50

14 16 17 19 24 26 26

1300 1280 1250 950 500 650 950

1,5 1, 14 1, 10 0,90 0,60 О, /5 0,90

0,40 0,70 0,90 1,30 1,70 1,72 1,70

18 0 19,9 22,0 24 5 30,8 29,8 28,8

500 500 510 500 520 500 480

Полистирол по известному способу