ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез полимеров и сополимеров акрилонитрила из "Основы химии и технологии химических волокон" Синтез нитрила акриловой кислоты, являющегося исходным мономером для получения полиакрилонитрила, может быть осуществлен различными методами. Наибольший практический интерес представляют следующие методы получения акрилонитрила из окиси этилена, ацетальдегида, ацетилена и особенно из пропилена. [c.180] Акрилонитрил из окиси этилена. Синтез акрилонитрила из окиси этилена протекает в две стадии. [c.180] Однако этот метод является наименее экономичным. На 1 т акрилонитрила расходуется 1,05—1,4 т окиси этилена и 0,62 т синильной кислоты [4]. [c.181] Этот метод может представить определенный интерес при получении уксусного альдегида прямым окислением этилена. На 1 т акрилонитрила расходуется 0,93 т ацетальдегида и 0,56 т синильной кислоты [4]. [c.181] Эта реакция осуществляется в жидкой фазе в присутствии катализатора (СиСЬ и хлориды Ыа, К или ЫН4 в соотношении 1 0,3) или в газовой фазе при 450—700 °С под давлением 1—4 кгс/см (1 10 Па—4 10 Па) в присутствии окисных катализаторов (например, 2пО). [c.181] Выход акрилонитрила по отношению к израсходованному ацетилену и синильной кислоте составляет 80 и 85%. На 1 т акрилонитрила расходуется 0,64 т ацетилена и 0,58 т H N. При наличии дешевого ацетилена, в частности при синтезе его из природного газа, этот метод получения акрилонитрила может найти широкое применение в промышленности. [c.181] Смесь пропилена, аммиака, воздуха и водяных паров пропускается через кипящий слой катализатора — смесь окислов металлов переменной валентцости, нанесенных на пористый носитель (обычно силикагель). [c.182] В качестве исходных продуктов для изготовления. катализатора используются соли.висмуту (молибдат или вольфрамат висмута), олова, р-утения и других металлов. [c.182] Этот метод синтеза акрилонитрила, реализованный на ряде предприятий в Советском Союзе и за рубежом, является в настоящее время наиболее перспективным и экономичным. Например, в Японии, начиная с 1967 г., акрилонитрил производится только из пропилена и аммиака. Стоимость этого мономера соответственно снизилась в 2 раза [5]. [c.182] Основные преимущества данного способа заключаются в том, что Синильная кислота и окись этилена или ацетальдегид заменяются более доступными пропиленом и аммиаком. На 1 т акрилонитрила расходуется 0,9 т пропилена (в пересчете на 100%-ный), 0,4 т аммиака и 3500 м воздуха [4]. [c.182] Стоимость акрилонитрила, полученного из пропилена, и соответственно полиакрилонитрила значительно снижается и тем самым повышается конкурентоспособность полиакрилонитрильного волокна с.другими синтетическими волокнами. [c.182] Основным волокнообразующим полимером, используемым для получения полиакрилонитрильных волокон, является не полиакрилонитрил, а его сополимеры, содержащие небольшие количества (5—10%) второго мономера или двух других мономеров. В промышленности волокно из чистого полиакрилонитрила почти не вырабатывают ввиду его низкой эластичности, плохой окрашивае-мости и недостаточной устойчивости к истиранию. В качестве винильных мономеров, используемых в виде добавок при синтезе волокнообразующих сополимеров, в многочисленных патентах и статьях предложено большое количество различных соединений (см. разд. 6.5.1), которые в большинстве случаев не используются по технологическим или экономическим соображениям. [c.182] Наибольшее практическое применение для синтеза сополимеров получили мономеры, образующие с акрилонитрилом сополимеры нерегулярного строения. Нарушение регулярности повышает гибкость цепи сополимера, вследствие чего увеличивается эластичность получаемых волокон. Из таких мономеров, добавляемых в количестве 6—12% от массы акрилонитрила, наиболее широко используются метилакрилат, метилметакрилат и винилацетат . [c.183] Целесообразность использования того или иного мономера определяется условиями проведения процесса полимеризации и требованиями к свойствам волокон. Например, при сополимеризации мономеров в растворе роданистых солей целесообразно использовать метилакрилат (94% акрилонитрила и 6% метилакрилата), скорость полимеризации которого такая же,. как и у акрилонитрила, что облегчает проведение процесса демономеризации полимера. С экономической точки зрения рекомендуют применять винилацетат, стоимость которого ниже стоимости других мономеров, используемых в качестве второго компонента при полимеризации. Добавление второго компонента, как правило, снижает скорость полимеризации акрилонитрила, причем снижение скорости пропорционально количеству добавляемого второго мономера. Введение в реакционную смесь винилацетата обусловливает снижение скорости полимеризации в большей степени, чем добавление экви-молярных количеств метилакрилата. [c.183] Широкое применение получили также тройные сополимеры акрилонитрила, содержащие наряду с акрилонитрилом 8—10% (от массы акрилонитрила) других мономеров. При получении волокон, обладающих повышенной усадочностью, количество этих мономеров в сополимере повышается. [c.183] При синтезе волокнообразующего полимера или сополимера акрилонитрила пока используется только метод радикальной цепной полимеризации. [c.183] Полимеризация акрилонитрила методом радикальной полимеризации может быть осуществлена в суспензии или в растворе с образованием концентрированного раствора полимера, используемого непосредственно для формования волокна. Оба способа получения полиакрил.онитрила щироко применяются на практике. [c.184] Каждый из указанных способов имеет свои преимущества и недостатки. Основным и очень существенным преимуществом метода полимеризации в растворе является значительное упрощение технологии получения полимера и формования из него волокна, а также возможность осуществления непрерывного процесса синтеза полимера и формования из него волокна. [c.184] Отпадает ряд операций как при получении полимера (высаживание полимера из суспензии, промывка его и сушка), так и при использовании его для производства волокна (растворение полимера при получении прядильного раствора). [c.184] Вернуться к основной статье