ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Компоненты систем эмульсионной полимеризации из "Основы технологии синтеза каучуков Изд 2" Для лучшего понимания процессов, происходящих при поли меризации в водных эмульсиях, в этой главе подробно осве щаются вопросы, касающиеся отдельных компонентов систем эмульсионной полимеризации и влияния основных факторов про цесса все эти вопросы излагаются применительно к наиболер распространенному сополимерному эмульсионному каучуку—ди винил-стирольному. Что же касается специфических вопросов, относящихся к другим практическим системам эмульсионной полимеризации (например, сополимеризации дивинила с акрило нитрилом, полимеризации хлоропрена), то они излагаются в по следующих главах, при описании способов получения этих видов синтетического каучука. [c.338] Основными компонентами системы эмульсионной полимери зации являются 1) водная фаза (дисперсионная среда) 2) углево дородная фаза, состоящая из основного и дополнительного мс номеров (в процессах совместной полимеризации) 3) эмульга тор 4) инициатор 5) активатор (в системах окислительно-восстановительного активирования) 6) регулятор 7) прерыватель. 8) противостаритель 9) антифриз (в процессах полимеризации, проводимых при температурах ниже О °С). [c.338] В некоторых особых случаях применяются и другие вещества, как, например, электролиты, являющиеся большей частью нейтраль яыми неорганическими солями, регуляторы поверхностного на тяжения, вещества, способствующие некоторому структурированик полимеров (как, например, дивинилбензол), и т. п. [c.338] Мономерами являются соединения, образующие основу молекулярных цепей в полимерах. Важнейшим основным мономером в современной технике производства синтетических каучуков остается до сих пор дивинил. Хотя дивинил полностью или частично может быть заменен другими диеновыми углеводородами с сопряженной связью, например 2,3-диметилбутадиеном, 1,3-метилпентадиеном и др., было найдено, что ни один из этих диенов не имеет заметных преимуществ перед простейшим из диенов— дивинилом, который, к тому же, является наиболее дешевым и доступным. С целью расширения сырьевой базы и в поисках возможности получения синтетических каучуков с улучшенными свойствами предпринимались многократные попытки заменить дивинил изопреном. Работы по применению изопрена вместо дивинила продолжаются. Но до сих пор в сколько-нибудь значи-гельных размерах изопрен как основной мономер в процессах эмульсионной полимеризации не применяется. Однако при применении каталитического метода полимеризации получают синтетический г ггс-изопреновый каучук, обладающий чрезвычайно ценными техническими свойствами. [c.339] Для того чтобы процесс полимеризации протекал быстро и получался бы однородный высококачественный каучук, нужно, чтобы дивинил обладал высокой степенью чистоты, близкой к 100%. Ряд примесей, как, например, большинство парафинов и олефинов, замедляет полимеризацию лишь вследствие эффекта разбавления. Однако имеются и такие примеси, которые тормозят полимеризацию. К ним относятся пентадиен-1,4 и 3-винил-циклогексен (димер дивинила). Кроме того, имеются примеси, которые хотя и не замедляют сколько-нибудь значительно процесса полимеризации, но приводят к образованию структуриро ванных полимеров. Типичными представителями этого класса являются винилацетилен и дивинилбензол. Дивинил при хранении способен к самопроизвольной полимеризации кислород способствует этому процессу, образуя с дивинилом перекиси. [c.339] Для предохранения дивинила от полимеризации при хранении, транспортировке и т. д. к нему добавляют ингибитор или стабилизатор (вещество, замедляющее полимеризацию), например ароматический амин или фенол. Если к дивинилу был добавлен 8 качестве стабилизатора ароматический амин, например фенил-р-нафтиламин, то перед полимеризацией дивинил нужно подвергнуть перегонке. В случае добавления фенолов, например трет-бутил пирокатехина, последний может быть удален отмывкой разбавленным раствором щелочи. При кратковременном хранении дивинила заправка его стабилизатором не производится. [c.339] В настоящее время в произ(водстве синтетических каучуков наиболее употребительными сомономерами являются виниловые соединения. Применение этих соединений в качестве сомономеров дает возможность получать полимеры, вулканизаты которых обладают повышенной прочностью и некоторыми другими свойствами. Необходимо отметить, что обычно сомономер снижает эластические свойства полимеров при низких температурах (морозостойкость). [c.340] Стирол как сомономер наиболее широко применяется в производстве промышленных типов синтетических каучуков, так как этот мономер сравнительно дешев, легко может быть получен в чистом виде и дает сополимеры с хорошими свойствами. [c.340] В промышленном производстве синтетических каучуков важное значение имеет производное стирола—а-метилстирол С,Н С(СН,)СН,. [c.340] Проведенными исследованиями было показано, что а-метил стирол способен вступать в реакцию сополимеризации с дивинилом и что получаемый при этом дивинил-а-метилстирольный кау чук подобен дивинил-стирольному. [c.340] Достоинством этого мономера является отсутствие склонности к самопроизвольной полимеризации. В то время как стирол легко полимеризуется уже при обычном хранении, а-метилстирол практически не полимеризуется. Однако при стоянии на воздухе а-метилстирол изменяется. Он окисляется кислородом воздуха и образует при этом ацетофенон и формальдегид. [c.340] Чистый а-метилстирол по скорости полимеризации лишь незначительно уступает чистому стиролу, что видно из рис. 84. [c.340] Наблюдаемая обычно на практике меньшая скорость сополимеризации дивинила с а-метилстиролом, очевидно, обусловлена примесями, содержащимися в техническом продукте. Из примесей, которые могут содержаться в техническом а-метилстироле, полученном окислительным методом (из диметилфенилкарбинола), наиболее вредной является фенол, тормозящий реакцию полимеризации, осуществляемую с применением перекисных инициаторов. В присутствии в углеводородной смеси фенола, содержащемся в количестве десятых долей процента, полимеризация полностью приостанавливается. Допустимым пределом является содержание фенола в углеводородной смеси не более 0,002%. [c.341] Другой примесью, замедляющей процесс сополимеризации, является диметилфенилкарбинол, который заметно тормозит полимеризацию лишь при значительном содержании его в а-метилстироле (до 2%). Применение ацетофенона в количестве до 3% не оказывает влияния на скорость сополимеризации дивинила с а-метилстиролом. [c.341] При отсутствии в а-метилстироле примесей скорость его сополимеризации с дивинилом, практически равная скорости сополимеризации дивинила со стиролом, легко достигается путем небольшого увеличения количества эмульгатора в полимеризационной шихте. Значительно ускорить реакцию сополимеризации дивинила с а-метилстиролом можно также путем применения более активных инициаторов. Таким образом, меньшая активность а-метилстирола может быть компенсирована путем соответствующих изменений в рецептуре. По свойствам сополимеры дивинила с а-метилстиролом практически не отличаются от сополимеров дивинила со стиролом. [c.341] Вследствие различной реакционной способности стирола и а-метилстирола в реакциях совместной полимеризации с дивинилом получаемые сополимеры всегда содержат химически связанного дивинила больше по сравнению с содержанием его в исходной смеси углеводородов в полимеризационной шихте.. Так, из смеси, состоящей из 30 вес. % а-метилстирола и 70 вес. % дивинила при нормальной глубине полимеризации (60%), а-метилстирол связывается в количестве 20+1%. Поэтому для получения каучука СКМС-30, содержащего столько же связанного а-метилстирола, сколько содержится стирола в каучуке СКС-30 (25—26%), сополимеризация должна осуществляться из смесей, состоящих из 34 вес. % а-метилстирола и 66 вес.% дивинила. [c.342] Следует отметить, что в случае применения а-метилстирола несколько затрудняется процесс отгонки незаполимеризованных мономеров из-за более высокой температуры кипения его по сравнению с температурой кипения стирола. [c.342] Было предложено применять в качестве дополнительных мономеров большое количество соединений, в том числе различные производные стирола (моно- и дихлорстиролы), замещенные ви- илпиридины, метакрилат, метилметакрилат, изопропенилметил-кетон, р-винилнафталин и другие. Однако до настоящего времени при синтезе каучуков общего назначения лучших дополнительных мономеров, чем стирол или а-метилстирол, не было найдено. [c.342] Кроме указанного выше основного назначения эмульгаторов—обеспечить устойчивость эмульсии мономеров, они являются также стабилизаторами для латекса, предотвращающими его расслоение в процессе полимеризации и его самопроизвольную коагуляцию при прохождении латекса через все стадии обработки при производстве эмульсионного синтетического каучука. [c.342] В качестве эмульгаторов было испытано большое количество различных веществ. [c.342] Вернуться к основной статье