Способ получения блочного поликапроамида

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ои927815 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 14. р 1. 80 (21) 2869667/2 3-05 (51) М.Кл з с присоединением заявки ¹

С 08 G 69/18

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1505,82, Бюллетень ¹18

Дата опубликования описания 15.05.82

153) УДК678. 675 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П.Бегишев, С.A.Áîëãoâ, В.П.Макаров и A.ß.Ìàëêèí

Институт механики сплошных сред Уральского научного центра АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОЧНОГО

ПОЛИКЛПРОАМИДЛ

20

30

Изобретение относится к получению и переработке полиамидов и может быть использовано в производстве иэ— делий из поликапроамида методом анионной полимеризации лактамов.

Известен способ получения поликапроамида путем проведения анионной нолимеризации капролактама при температуре полимериэации ниже.температуры плавления полимера. соглас-! но которому реакционную смесь, приготовленную в смесителе при температуре ниже температуры полимериэации, подают в форму, нагретую до температуры полимериэации, полимериэуют и охлаждают готовое изделие (1) .

Однако за счет разности температур реакционной смеси и формы, происходит неравномерное нагревание смеси, скорость полимеризации в разных точках объема различна. Кроме того, наряду с полимериэацией идет процесс кристаллизации, скорость которого сильно зависит от температуры.

Процесс кристаллизации обрывает рост полимерной цепи, и как следствие. получается полимер с широким молекулярномассовым распределением и с высоким содержанием.низкомолекулярных фракций.

Наиболее близким к изобретению является способ получения путем проведения анионной .полимериэации капролактама при температуре полимеризации -ниже температуры плавления полимера в присутствии щелочного катализатора и активатора полимериэации, включающий смешение исходных компонентов при 80-140 С и подачу реакционной смеси через разливочное устройст" во в полимеризационную Форму, нагретую до температуры полимериэации (150-200 С). Полимеризацию проводят в слое толщиной не более 10 мм при импульсной подаче с интервалом 1,55 мин исходных компонентов (21.

Недостатком данного способа является то, что при импульсной полимеризации происходит перераспределение активатора и катализатора на границе раздела частично заполимеризованных слоев. При введении очередной порции реакционной смеси за счет разности концентраций активатора и катализатора в предыдущем и последующем слоях происходит диффузия катализатора и активатора в слой, где их концентрация меньше, т.е. в предыдущий слой, что приводит к неравномерному распределению активатора и катали927315

10 котрого поддерживают регулируемый о температурный градиент от 30-140 С в верхней части до температуры полимеризации в нижней части канала.

Скорость подачи реакционной смеси регулируют дозирующим клапаном 7 так, чтобы в нижней части канала температура смеси достигала температуры полимеризации. Смесь подают в Форму 8, нагРетУю до температуры полимеризации, которую устанавливают в интервале 150 †2 С.

После окончания индукционного периода реакция полимеризации начинается сразу во всем объеме смеси одновременно и проходит с одинаковой скоростью во всех точках эа счет большой скорости процесса полимеризации и малой теплопроводности полимера.

Реакционную смесь получают путем смешения в теченйе 5 мин активирующей (расплав -капролактама,.содержащий 0,35 -o моль N ацетилкапролактама, индукционный период которого

40 около 15 мин при температуре полимеризации 150 ОС) и катапизирующей (расплав 6-капролактама, содержащий

0,35 Ъ моль Na) систем при 110 С.

Затем реакционную смесь нагревают до 170 С и подают в модельную форму, нагревают также до 170 С. Нагрев смеси и заполнение формы проводят б-9 мин, после чего смесь полимеризуют в течение 5-10 мин в инертной

50 атмосфере. После охлаждения получают готовое изделие. Получаемый согласно предлагаемому способу полимер имеет малое содержание ньзкомолекулярных фракций (1, 2-2 o ) и постоянное значение молекулярной массы по

55 объему.

Для подтверждения преимуществ предлагаемого способа проведены следующие исследования. Получают образцы поликапроамида при различной температуре формы (Тр=150-180 С) по предлагаемому способу, когда начальная температура реакционной смеси (Т „г ) равна температуре формы, и пз к- известному способу, когда она меньзатора в объеме полимера. В результате этого полимер неоднороден по объему, т.е. имеет разную молекулярную массу в разных точках. Качество изделий из полимера, полученного таким ,способом. ухудшается. Кроме того, за счет импульсной подачи реакционной смеси определенность объема в определенные моменты времени снижается производительность процесса, необходимо сложное оборудование и аппаратура контроля.

Целью изобретения является улучшение качества поликапроамида путем снижения содержания низкомолекулярных фракций и уменьшение неоднородности по объему.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения блочного поликапроамида анионной полимеризацией капролактама при температуре полимеризации.ниже температуры плавления полимера в присутствии щелочного катализатора и активатора полимеризации, включающему смещение исходных компонентов при 80-140 С и подачу реакционной смеси через разливочное устройство в полимериэационную форму, нагретую до температуры полимеризации (150-200 С), реа акционную смесь в канале разливочног устройства нагревают от 80-140 С в верхней его части до температуры полимеризации в нижней части, которой также соответствует температура полимеризационной формы, причем полимеризацию проводят в присутствии активатора, индукционный период которого больше времени нагрева реакционной смеси.

Применение активатора с большим индукционным периодом позволяет нагреть реакционную смесь перед проведением реакции полимеризации. После окончания индукционного периода реакция полимериэации идет с одинаковой скоростью во всем объеме смеси что позволяет получить изделие иэ поликайроамида с малым содержанием, низкомолекулярных фракций, имеющие постоянное значение молекулярной массы по всему объему за счет создания равномерного температурного поля по реакционному объему. Нагревание смеси в канале разливочного устройства одновременно с подачей ее в полимеризационное устройство позволяет прогреть смесь до нужной температуры, не прерывая процесса, повысить производительность, предотвратить возможность начала полимеризации до окончания нагревания смеси.

На чертеже представлена схема установки, поясняющей предлагаемый спо соб.

Схема включает реактор для приготовления активирующей системы 1, реа тор для приготовления каталиэирующей системы 2, трубопроводы 3., насосы 4, смеситель 5, разливочное устройство

6, клапаны 7, форму 3.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В реакторах 1 и 2 готовят соответственно активирующую и катализирующую системы, причем при приготовлении активирующей системы берут активатор с большигл индукционным периодом.

Приготовленные компоненты по трубопроводам 3 с помощью насосов 4 подают в смеситель 5, затем после тщатель- ного перемешивания 3-5 мин при 80140 С реакционную смесь подают в разливочное устройство б, в канале ше температуры формы и во всех опы927815

Формула изобретения тах равняется 140 С. В том и другом случае определяют содержание низкомолекулярных фракций.

Кроме того, получают образец из поликапроамида в виде шара радиусом

7 см. Определяют содержание низкомзлекулярных фракциЯ по радиусу шара с целью установления однородности по объему °

Использование предлагаемого способа в сравнении с известными позволяет получить высококачественные изделия из поликапроамида с малым содержанием низкомолекулярных фракций, однородных по объему. Кроме того, ° он позволяет повысить производительность процесса, расширить ассорти,мент получаемых изделий.

Способ получения блочного поликапроамида анионной полимеризацией капролактама при температуре полимеризации ниже температуры плавления полимера в присутствии щелочного катализатора и активатора полимеризации, включающий смешение исходных о компонентов при 80-140 С и подачу реакционной смеси через разливочное устройство в полимеризационную форму, нагретую до температуры полимериэации (150-200 С), о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения качества поликапроамида путем снижения содержания ниэкомолекулярных фракций и уменьшения неоднородности по объему, реакционную смесь в канале разливочного устройства

10 нагревают от 80-140 С в верхней его части до температуры полимеризации в нижней части, которой также соответствует температура полимеризационной формы, причем полимеризацию про)5 водят в присутствии активатора, индукционный период которого больше времени нагрева реакционной смесй.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шерышева Л.И., Фролов В.T u

Малкин A.ß. Аппаратурно-технологическое оформление процессов получения иэделий иэ полиамидов методом химического формования. Обзорная информация. Серия "Пластические массы и синтетические смолы". М., 1977, с. 3-13.

2. Авторское свидетельство СССР

9 522204, кл. С 08 G 69/18, 1974.

ВИИИПИ Заказ 3164/34

Тираж 512 Подписное филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4