Способ получения редкосшитых сополимеров

 

Использование: сополимеры для стабилизации латексов, приготовления косметических и фармацевтических средств, для приготовления типографских красок, хирургических гелей. Сущность изобретения: получение сополимеров акриловой кислоты путем радикальной полимеризации в среде трифтодихлорэтана или его смеси с толуолом при их массовом соотношении (9 : 7) : (1 : 3) при температуре флегмообразования растворителя. 2 табл.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, к способам получения сополимеров акриловой кислоты (АК) с аллиловыми эфирами многоатомных спиртов, используемых для стабилизации природных и синтетических латексов, приготовления косметических и фармацевтических средств, при приготовлении типографских пастообразных красок, хирургических гелей и т.д. Достижение основных потребительских свойств сополимеров обеспечивается технологией их приготовления, в которой немаловажную роль имеет растворитель среда, в которой проходит процесс сополимеризации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения сополимера на основе АК, включает сополимеризацию АК и 0,2-2,0 мас. полиаллиловых эфиров пентаэритрита (ПАЭПЭ) в среде толуола в присутствии радикального инициатора, последующее отделение полученного продукта и сушку (1).

Недостатками полученного сополимера является: недостаточно высокая загущающая способность, даже после обработки аммиаком; недостаточная прозрачность гелевых систем, полученных с использованием таких сополимеров; невоспроизводимость загущающих свойств полученных сополимеров (разброс от 1 до 1000 П).

Целью предлагаемого способа является получение сополимеров АК и полиаллиловых эфиров, обладающих высокой загущающей способностью, с воспроизводимыми свойствами и обеспечивающих получение прозрачных гелей.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что процесс сополимеризации АК с полифункциональным сшивающим агентом (0,2-2,0 мас.) проводят в среде трифтордихлорэтана (хладона 122) или смеси трифтордихлорэтана с толуолом при массовом соотношении толуол:трифтордихлорэтан (10-30): (90-70). Процесс ведут при температуре флегмообразования без предварительной продувки реакционной смеси инертным газом. Температура флегмообразования для хладона 122 70±2^оС, для смеси 70±5^оС определена практически. Полученный продукт фильтруют, промывают растворителем и сушат при 95^оС и остаточном давлении 10-50 мм рт.ст. в течение 3-10 ч на друк-фильтре.

В результате проведения сополимеризации в описанных условиях получают продукты с улучшенными загущающими свойствами и хорошей воспроизводимостью, о чем можно судить по близким значениям вязкости различных партий (табл.1).

Полученные на основе таких сополимеров гели обладают хорошей консистенцией, прозрачны и сохраняют свои свойства в течение длительного времени. Этому способствует также исключение приема продувки реакционной смеси инертным газом, который, вытесняя из объема реактора кислород воздуха, в определенной степени может влиять на процесс. Проведение процесса в указанных условиях дает возможность проводить процесс практически в изотермических условиях, что в значительной степени определяет воспроизводимость продукта проведение процесса при температуре флегмообразования, позволяет вести полимеризацию в атмосфере паров хладона 122 (трифтордихлорэтана), что влияет на улучшение показателей продукта.

Для сравнения были проведены опыты по получению продукта в среде толуола (как в прототипе) и в среде хладона 113, в результате получены неудовлетворительные показатели вязкости продуктов (табл.1). Неудовлетворительные результаты получены также при отклонении температуры от температуры флегмообразования и при предварительной продувке азотом.

Процесс проводят следующим образом.

В реактор, снабженный рубашкой, загружают акриловую кислоту и 0,2-2 мас. от массы АК полиаллиловых эфиров пентаэритрита (ПАЭПЭ), инициатор азоизобутиронитрил (ДИНИЗ) в количестве 0,05% от массы исходных АК и ПАЭПЭ, и 800 мас. ч. растворителя (разбавление 1:8). Реактор закрывают и подают в рубашку реактора воду с температурой 70^оС. Разогрев проводят в течение получаса, затем выдерживают реагенты в течение 45 мин 1 ч. После снижения давления, которое падает самопроизвольно, обогрев прекращают. Содержимое реактора выгружают на друк-фильтр, отжимают и промывают растворителем. Затем сушат в течение 3 ч при 90^оС. Выход конечного продукта 95% Получают сухой пушистый белый порошок, обладающий высокой загущающей способностью и обеспечивающий прозрачность загущенных систем, с хорошей воспроизводимостью свойств от партии к партии.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный обогревающей рубашкой, загружают 98,2 г АК и 1,8 г ПАЭПЭ 0,05 мас.ч. азоизобутиронитрила и 8000 мас.ч. хладона 122.

Реактор закрывают и подают обогрев до 70^оС в течение 0,5 ч. После снижения давления обогрев прекращают. Стадия полимеризации проводится в течение 1,5 ч. Продукт выгружают, отфильтровывают и промывают дополнительным количеством растворителя на друк-фильтре и сушат на нем при 95^оС в течение 10 ч при остаточном давлении 10-50 мм рт.ст. Выгруженный из друк-фильтра продукт, представляет собой тонкий однородный порошок, не требующий дальнейшей очистки.

П р и м е р 2. В стальной реактор емкостью 100 л, рассчитанный на давление до 6 атм, оборудованный обратным холодильником, термопарой и рубашкой, загружают: АК (в пересчете на 100%) 3 кг ПАЭПЭ 54 г Инициатор (ДИНИЗ) 15 г Смесь толуол: хладон 122 (50:50) 24 кг Реактор закрывают и в рубашку реактора подают воду с температурой 70±5^оС. В течение 0,5 ч идет разогрев. Начало полимеризации отмечается по росту давления в реакторе (до 2 атм.).

При снижении давления обогрев прекращают, содержимое реактора выгружают на дpук-фильтр, отжимают и промывают растворителем до остаточной кислотности 0,05% Затем сушат при 90^оС. Растворитель отгоняют в течение 3 ч при остаточном давлении 10 мм рт.ст. С друк-фильтра выгружают сухой пушистый белый порошок. Выход продукта 95% Данные приведены в табл.2. Примеры 3-8 выполнены в описанных условиях с изменением состава растворителя. Температура полимеризации соответствует температуре флегмообразования. Результаты представлены в табл.1.

Соотношение исходных продуктов к массе растворителя около 1:8.

Характеристики полимера, приведенные в табл. измеряют для 0,5%-ных водных дисперсий продукта при рН 7. Вязкость измерена в единицах пуаз на вискозиметре "Хепплера".

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОСШИТЫХ СОПОЛИМЕРОВ путем радикальной сополимеризации акриловой кислоты с 0,2 - 2 мас.% аллиловых эфиров многоатомных спиртов в среде органического растворителя с последующим выделением сополимера и его сушкой, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют трифтордихлорэтан или смесь трифтордихлорэтана с толуолом при их массовом соотношении (9 - 7) : (1 - 3), причем сополимеризацию осуществляют при температуре флегмообразования растворителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2