Технология получения сополимеров этилена с другими мономерами

Капли стабилизируют водорастворимыми полимерами (поливиниловый спирт, желатин), а также твердыми гидрофильными порошками (тальк, глина, окись магния). В отличие от эмульсионной полимеризации, при суспензионной полимеризации используют радикальные инициаторы, растворимые в мономере. Поэтому полимеризацию в каждой капле можно рассматривать как микроблочную полимеризацию со всеми ее закономерностями. Полимер образуется в виде мелких гранул, пригодных для дальнейшей переработки в изделия.

Недостаток суспензионной полимеризации, как и в случае эмульсионной полимеризации, — необходимость отмывания полимера от стабилизатора суспензии. Полимеризацию в суспензии используют для синтеза поливинилхлорида, полистирола, полиметилметакрилата, поливинилацетата и других полимеров. Способы получения блоксополимеров1. Синтез блоксополимеров из мономеров[2]. а) через живущие полимеры. Применяется анионный или анионно — координированный катализатор.Пример. Неполярная среда, Liорганический катализатор, мономеры: этилен + бутен -1Мономеры: этилен + бутен -1подают либо одновременно, либо поочерёдно. Если подача осуществляется одновременно, то сначала образуются блоки из звеньев более активного мономера, потом — из менее активного мономера. Если поочерёдно, то сначала образуются живущие блоки одного мономера, по исчерпании его вводится второй мономер.

Чередуя подачу мономеров, можно получить блоксополимер с разным числом и размерами блоков. Обычно молекулярная масса блоков полистирола от 2000 до 100 000, а полибутадиеновых блоков — от 5000 до 200 000

Для получения тройных блок-сополимеров используют анионную блок СПЛ. Механизм сополимеризации: RLi + n CH2=CH2 =R [ - CH2- CH2]nLi+"живущий" полистиролR[ -CH2- CH2]n-Li+ + m CH2 =CHCH2-CH3 =R[ -CH2- CH2]n- [- CH2 — CH — ]mLi+CH2-CH3двойной сополимер2. Привитые (графт) сополимеры

Макромолекулы состоят из участков различной химической природы

Основная цепь макромолекулы представлена звеньями одного типа

Участки, построенные из звеньев другого типа, образуют боковые ответвления

Технологические схемы процессов сополимеризации весьма разнообразны для рассмотренных способов инициирования и применяемых технологий (сополимеризация в массе, в эмульсии, в растворе и др.). При этом процесс может быть реализован в периодическом и непрерывном вариантах. Для этих вариантов процессы производства различных сополимеров можно представить в виде обобщенных, но упрощенных блок-схем. Периодические способы применяются в основном для малотоннажной продукции, но они наиболее гибкие и позволяют получать различные модификаты базового полимера в одном и том же реакторе (это — так называемый однореакторный синтез, «onepotreactionstechnology»). Причем он удобен как для эмульсионных, так и для растворных процессов синтеза (особенно при получении модифицированных жидких каучуков и других олигомеров, многих твердых полимеров). Схема производства суспензионного полиэтилена и его сополимеров показана на рисунке.Рис. Блок-схема производства суспензионного твердого сополимера периодическим методом в термостатируемом реакторе с мешалкой: А, В, С + И — мономеры + инициатор; Ст — стабилизатор; 1 —аппарат для приготовления мономерной фазы; 2 — аппарат с мешалкой для приготовления водной фазы со стабилизатором;

3 — реактор с рубашкой для термостатирования и с перемешивающим устройством; 4 — промежуточный сборник; 5 — центрифуга; 6 — сушилка-гранулятор

Таким технологическим способом может быть проведена реакция сополимеризация этилена и пропилена. Процесс растворной сополимеризации протекает в жидком пропилене. Для сополимеризации этилена с пропиленом применяются различные каталитические системы, в том числе состоящие из алкилпроизводных алюминия (чаще всего триизобутилалюминий или диизобутилалюминийхлорид) и соединений ванадия (например, тетрахлорид ванадия, трихлорокись ванадия, триацетилацетонат ванадия) или титана. Газофазнаясополимеризация этиленпропиленового каучука также возможна. Выводы 1. Процесс сополимеризации этилена даетвозможность значительно расширить ассортимент полимеров, а так же и широко изменять их свойства. 2.

Чаще всего сополимеризация этилена проводится по свободно-радикальному механизму, реже — по ионному. 3. В зависимости от характера распределения звеньев мономеров в макромолекуле сополимера, они делятся на статистические, альтернантные, блоки привитые. 4. При одном и том же соотношении звеньев этилена в макромолекулах сополимеров их свойства резко различаются, что связано с указанным характером чередования этих мономеров.

Литература

1 Николаев А. Ф., Крыжановский В. К., Бурлов В. В. и др. Технология полимерных материалов.

Учебное пособие. — Киев.: Профессия, 2008. С.56−77 2. Е. А. Брацыхин. Технология пластических масс. — М.: Химия, 2008.

С. 74−83.