Способ получения синтетического каучука

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ

250455

Секта Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.Ъ 1.1967 (№ 1163192)23-5) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.Ч11!.1969. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 4.1.1970

Кл. 39с, 25. 05

ИПК С 08d

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1Линистров

СССР

УДК 678,762.2-134.622.02 (088.8) Авторы изобретения С. И. Садых-Заде, Р. А. Джалилов, Ш. С. Щеголь и Е. А. Арзуманова

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕ1 ИЧ ЕСКОГО КАУЧУКА

0,03

0,06

200 тор 4,6

1,2

0,3

1,0

0,10 изопропил0,20

0,1 аптан 0,3

Известен способ получения синтетического каучука водноэмульсионной сополимеризацией дивинила со стиролом в присутствии различных радикальных инициаторов, активаторов. регуляторов и с применением в качестве эмульгатора мыл диспропорционированных кислот канифоли.

Предложенный способ, предусматривающий применение в качестве эмульгатора щелочных солей разветвленных синтетических циклогексанкарбоновых нафтеновых кислот, позволяет значительно расширить ассортимент эмульгаторов, пригодных для применения в процессе получения дивинилстирольного каучука.

Синтетические разветвленные нафтеновые кислоты легко могут быть получены известными способами с применением в качестве сырья аллилциклогексана или метилаллилциклогексана и жирных кислот с числом углеродных атомов Сз — Со.

Змульгаторами могут служить:

Na-соль а-,пропил-б-метилциклогексилвалериановой кислоты (эмульгатор ПМЦВ), Na-соль а.-пропил-б-циклогексилвалериановой кислоты (эмульгатор ПЦВ), К-соль а-бутил-б-циклогексилвалериановой кислоты (эмульгатор БЦВ).

Соли эти получают омылением кислот концентрированными растворами едкого натра или кали ч применяют после определения .концентрации основного вещества в виде водных растворов для приготовления водной фазы.

Процесс сополимеризации проводят как ампульным, так и автоклавным методами при

s 4 — 6 С с применением железо-трилонронгалитовой системы, дозировку компонентов в котоpGH принимают в соответствии с технологическим режимом производства дпвинилстиро тьного каучука марки СКС-ЗОАРК, как это ука10 зано ниже, вес. ч. 1, о.

Дивинил 70

Стирол 30

Сернокпслое железо (закисное)

15 Трилон Б

Вода

Основной эмульга

Стеарат калия

Лейканол

Хлористый калий

Рочгалит

Гидроперекись бензола

Тринатрийфосфат трет-Додецилмерк

Величину .рИ водной фазы регулируют раствором едкого натра в пределах 10,5 — 10,6.

Ампул ьн ая полимеризация. Для

30 приготовления водной фазы берут 0,211 г стеа250455

Таблица 1

Латекс

Водная фаза

Конверсия

Сухой мономеров, остаток, 0

Поверхностное натяжение, дин1см

Сухой остаток, Поверхностное натяжение, дин/сл

Эмульгатор няв нр

74,0

35,6

27,3

63,00

1,3400

1,3380

1,3400

ПЕ1В

3,5

39,2

27,2

73,8

63,00

3,8

БЦВ

71,8

62,50

26,7

ПМЦВ

34,4

3,7

Каннфольное мы ло.......l 37

62,0

62,00

24,2

1,3410

36,5 риновой кислоты, 0,0117 г едкого кали, 0,92 г (в пересчете на активное вещество) испытуемого эмульгатора, 0,2 г хлористого калия, 0,06 г лейканола, 0,02 г тринатрийфосфата и небольшое количество обессоленной воды.

Отдельно пз 0,012 г трилона Б (в виде водного раствора), 0,006 г семнводного сернокислого закисного железа и 0,02 г ронгалита (в виде водного раствора) приготавливают раствор активатора, который затем смешивают в ампуле с водной фазой, причем количество обессоленной воды доводят до 40 г.

После этого в охлажденную до 3 — 5 С ампулу BRAiTHT раствор 0,05 г гидроперекиси изопропилбензола и 0,06 г трех-додецилмерка птана в 6 г стирала, а также 14 г дивинила.

Из табл. 1 видно, что за 10 час при применении эмульгаторов типа ПЦВ и ПМЦВ конверсия мономеров больше, чем за то жс время в стандартных опытах с .канифольным мылом, следовательно, скорость полимеризации выше, примерно на 15 — 20%, чем с канифольным мылом.

Поверхностное натяжение латекса свидетельствует о его достаточной механической устойчивости.

Для определения оптпмальных количеств эмульгатора при получении приемлемой скорости процесса поставлены опыты по ампульной полимерпзации с применением 1,84; 2,76;

3,68 и 4,6 вес. ч. эмульгатора БЦВ. Результаты этих опытов, показанные на фиг. 1, свидетельствуют о том, что оптимальное количество эмульгатора в рецепте должно находиться в пределах 3,3 вес. ч.

Автоклавная полимеризация. Полимеризацию в металлических автоклавах, оборудованных мешалкой, со скоростью вращения 150 об/лшн осуществляют с использованием того же,рецепта, что и выше, íî компоненты берут в количествах, соответствующих рабочему объему автоклава (2 л).

Ампульную полимеризацию проводят в специальном термостате при 4 — 6 С в течение

10 час. В каждом опыте загружают по пять ампул.

После изъятия ампул из термостата в них для прекращения полимеризации вводят в качестве стоппера 1,5)/р-ный раствор диметилдитиокарбамата натрия в количестве не более

10 0,3з/, на каучук.

Глубину полимеризации определяют по содержанию сухого остатка в латексе.

Результаты ампульной полимеризации с

15 применением некоторых солей синтетических нафтеновых кислот в качестве эмульгаторов по сравнению с канифольным мылом приведены в табл. 1.

Глубину полимеризации определяют каждый час по ходу процесса по сухому остатку пробы латекса, отбираемой из автоклава.

40 Процесс полимеризации проводят до конверсии 60 — 65в/в, после чего латекс выгружают из автоклава, обрабатывают диметилдитиокарбаматом натрия, как описано выше, и подают на отгонку оставшихся мономеров. Отго45 няют на одноступенчатой металлической колонке непрерывного действия под вакуумом.

После отгонки в латекс вводят противоста.ритель неозон-Д в виде суспензии в воднолейканольном растворе в количестве, обеспечива50 ющем необходимое содержание антиоксиданта — порядка 2% на каучук.

Отогнанный латекс коагулируют 24в/р-ным раствором хлористого натрия и 0,05%-ным. раствором серной кислоты по технологическо55 му режиму для каучука СКС-ЗОАРКМ-15 с одновременным введением масла ПН-6.

Каучук после выделения, промывки и .сушки исследуют в соответствии с ГОСТ 11138 — 65, определяют содержание масла, неозона-Д, 60 связанных и свободных эмульгаторных кислот, а также основные физико-механические показатели. На фиг. 2 показан ход процесса, полимеризации с применением эмульгатора БЦВ в автокла ве; показатели опытов приведены в

65 табл 2

250455

Таблица 2

Латекс

Время полимеризации, Чйс

Конверсия мономеров, %

Сухой остаток, о

Поверхностное натяжение, дин(см

Эмульгатор

К-соль а-бутил-В-циклогексилвалериановой кислоты...,....

2 6т

60, 00

8,5

60,07

То же.....

Канифольный .

9,0

63,00

65,00

25,00

10,0

60,00

21,70

58,50

В табл. 3 приведены анализ и физико-механические свойства каучука, полученного с применением эмульгатора БЦВ (без регулятора), по сравнению с показателями канифольного каучука СКС-30APKN-15, полученного в тех же у словиях.

Т а 6л ица 3

Предмет изобретения

Каучук

СКС-30

АРКМ-15, %

О пытный каучук, %

Состав, свойства каучука

Свободные органические кислоты...

Связанные органические кислоты........

Неозон-Д...

Масло

Прочность на разрыв, к%м

Относительное удлинение ..

Остаточное удлинение

Эластичность

5,4

6,90

7 2 3 4 5 b 7 8 9 70

Ь ря тя ат часах

9Ъ2. х

7 2 3 ч 5 5

Юячачтак:г;ия з улыатааа с: бесовых чаатяю

Уыг.1

Составитель В, Филимонов

Редактор Е. Хорина Техред А, А. Камышникова Корректор В. И. Жолудева

Заказ 3555713 Тираж 480 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2,о УО о во ь, 70 + Ж

0 qg

0,36

1,6

14,82 .232

28,4

24,0

0,3

1,5

14,5

234

24

24,0

Из табл. 3 видно, что каучук имеет удовлет20 ворительные показатели. Несколько более низкое значение .прочности на разрыв может быть объяснено трудностью регулирования деформирования в условиях автоклава небольшого объема.

Способ получения синтетического каучука

30 водноэмульсионной сополимеризацией дивинила со стиролом в присутствии известных, радикальных инициаторов, активаторов, регуляторов и эмульгаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента эмульгато35 pGB) в качестве последних применяют щелочные соли разветвленных синтетических циклогексанкарбоновых кислот.