Получение

Сырье.

ВИНИЛАЦЕТАТ (виниловый эфир уксусной к-ты) СН₃СООСН=СН₂, мол. м. 86,09; бесцв. жидкость; т. пл.-100,2 °С, т. кип. 72,7°С; Образует азеотропные смеси с водой (т. кип. 66°С; 7,3% Н2О), спиртами, углеводородами.

В промышленности винилацетат получают окислительным присоединением уксусной к-ты к этилену в присут. солей Pd:

Степень превращения этилена, уксусной к-ты и О₂ за проход соотв. Очищают винилацетат перегонкой с водяным паром или под вакуумом.

Смесь больше 1,1 % винилацетата с воздухом - взрывоопасна при Т больше 6С.

При наличии следов катализатора полимеризуется и его нельзя хранить без ингибиторов в закрытых сосудах, так как может произойти взрыв. В качестве ингибиторов применяют серу, резинат меди или дифениламин в количестве 0,01%.

Обладант наркотическим действием, токсичен.

Винилацетат легко полимеризуется под влиянием света, тепла, инициаторов и катализаторов. В зависимости от условий реакции и типа инициатора полимеризации образуются полимеры от жидких и вязких, до твердых. При полимеризации происходит значительное выделение тепла, что затрудняет контроль над этим процессом. Полимеризацию винилацетата можно вести в блоке, растворе, эмульсии и суспензии. Полимеризация по любому из указанных методов протекает по закономерностям, свойственным обычной цепной полимеризации, а именно: молекулярная масса полимера уменьшается с увеличением концентрации инициатора и с повышением температуры. Кинетика процесса зависят от наличия в винилацетате примесей, тормозящих процесс полимеризации (например, сернистых соединений меди и железа). Чем больше содержание таких активных примесей, тем больше требуется перекиси, так как часть ее расходуется на исключение или уменьшение влияния этих примесей. В 99% случаев элементарные звенья присоединяются по типу «голова к хвосту». Может образовываться разветвленный полимер за счет отрыва водорода от метильной группы.

Полимеризация винилацетата в растворе является наиболее распространенным методом, так как в этом случае сразу получается раствор полимера, пригодный для применения в виде клея или лака, а также для переработки в поливиниловый спирт. Полимеризация производиться непрерывным и периодическим способами..

Полимеризацией в р-ре (обычно в метаноле) при 60-65C в присут. инициатора получают поливинилацетат, перерабатываемый гл. обр. в поливиниловый спирт. В случае непрерывного процесса р-цию прекращают при степени превращ. винилацетата 50-65%; образующийся поливинилацетат имеет меньше разветвлений, его степень полимеризации достигает 1800-2000.

Технология:

1. Приготовление исходных веществ, эмульгаторов, инициаторов, растворителя.

Растворители: наиболее быстро идет процесс полимеризации в этил ацетате и ацетоне, а наибольшую молекулярную массу имеют полимеры, полученные в бензоле. В качестве эмульгаторов и суспендирующих веществ используют различные мыла и водорастворимые полимеры, поливиниловый спирт с различным содержанием ацетатных групп, метилцеллюлозу, желатину и др. В качестве инициатора при эмульсионной полимеризации применяют перекись водорода, а при суспензионной полимеризации — перекись бензоила.

2. Полимеризация

Реакция протекает в реакторе из нержавеющей стали при температуре 65—90°С с энергичным перемешиванием. Добавляют кислоту —муравьиной или уксусной для поддержания рН = 2,84-3,0. Продолжительность полимеризации до 10 ч.

Различают два типа поливинилацетатных эмульсий. Первый тип — мелкодисперсные, или латексные, эмульсии с размерами частиц соответственно 0,05—0,5 мкм и второй тип — крупнодисперсные с размером частиц 0,5—10 мкм.

Крупнодисперсные эмульсии поливинилацетата получают при использовании в качестве суспендирующего агента поливинилового спирта. При добавлении его в водную фазу около 0,2% и использовании инициаторов, растворимых в мономере (перекись бензоила), образуются гранулы, которые после прекращения перемешивания опускаются на дно реактора. При повышении же концентрации поливинилового спирта и применении в качестве инициатора перекиси водорода образуются дисперсные полимеры с очень мелкими частицами, которые осаждаются очень медленно после разбавления водой.

3. Добавление пластификатора (по требованию)

4. Извлечение чистого полимера (по требованию)

Осуществляется путем отгонки с паром растворителя и оставшегося мономера и затем выдавливания вязкого полимера в виде тонкой ленты на вращающийся барабан или стальную ленту транспортера.

5. Фасовка раствор поливинилацетата

Дата добавления: 2014-01-04