Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТА

Изобретение относится к способу получения поливинилацетата и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения поливинилацетата (ПВА) в массе мономера с использованием в качестве инициатора триэтилборана [SU 712823 А1, МПК 5 C08F 118/08, C08F 2/02, опубл. 30.01.1980].

Недостатком данного способа является низкая молекулярная масса ПВА (≤540000), а также использование триэтилборана в качестве инициатора, что может приводить к нарушению санитарно-эпидемиологических норм в производстве. Известно, что триэтилборан - дымящая жидкость, относится к 2 классу опасности, ПДК рабочей зоны - 1,0 мг/м³ (ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ воздухе рабочей зоны»).

Известен способ получения ПВА суспензионной полимеризацией винилацетата в водной среде в присутствии инициатора пероксида бензоила, растворимого в мономере, и стабилизатора суспензии поливинилового спирта при температуре 60-95°C в течение 7-9 часов. Охлажденную суспензию центрифугируют, промывают гранулы ПВА водой и сушат полимер в сушилке с циркуляцией воздуха [Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата. - Л.: Химия, 1983. - С. 62-63].

Недостатками данного способа являются большая продолжительность процесса, высокая температура синтеза, а также дополнительные энергозатраты, которые будут связаны с использованием ректификационного оборудования для регенерации непрореагировавшего мономера - винилацетата (ВА). Степень превращения ВА по данной технологии не превышает 90%.

Известен способ полимеризации ВА в массе при температуре 72-73°C до конверсии 30-70% с последующим диспергированием реакционной массы в водном растворе омыленного поливинилового спирта (ПВС) и дополимеризацией в суспензионной системе при температуре 85°C до конверсии 95-98% [SU 654626 А1, МПК 5 C08F 118/08, C08F 2/02, C08F 2/18, опубл. 30.03.1979].

Основными недостатками данного способа являются многостадийность и пожароопасность процесса на стадии полимеризации ВА в массе, реакция полимеризации сопровождается большим выделением тепла и протекает при температуре кипения ВА (температура кипения ВА - 72,5°C). Проблемы, связанные с конденсацией ВА и возвратом его в реактор, требуют дополнительного оборудования и расхода энергии.

Известен способ получения высокомолекулярного ПВА с использованием в качестве инициаторов комплексов алкилкобальта с тридентатными лигандами [RU 2265617 С2, МПК 7 C08F 118/08, C08F 116/06, C07F 15/06, опубл. 10.12.2005]. Полученный данным способом ПВА обладает достаточной молекулярной массой не менее 850000, процесс полимеризации проводится при температуре 40°C.

Недостатком данного способа является стадия синтеза инициатора на основе комплексов алкилкобальта с тридентатными лигандами, что приводит к дополнительным операционным стадиям, сырьевым и энергетическим затратам.

Наиболее близким к данному изобретению является способ получения ПВА суспензионной полимеризацией с использованием в качестве инициаторов перекисей двухосновных алифатических кислот или перекиси тетрацилов [SU 704946 А1, МПК 5 C08F 118/08, C08F 2/18, опубл. 25.12.1979].

Недостатком этого способа является применение сложных инициирующих систем.

Задачей предложенного изобретения является улучшение характеристик ПВА, а именно:

- увеличение выхода ПВА;

- увеличение теплостойкости ПВА.

Поставленная задача решена за счет проведения суспензионной полимеризации винилацетата в присутствии кристаллического глиоксаля и инициатора динитрил азобисизомасляной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Используемый в процессе полимеризации глиоксаль позволяет получить поливинилацетат с наибольшим выходом и теплостойкостью, а также исключить использование в процессе сложных и труднодоступных инициирующих систем.

Пример

В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают воду (74,45 г), затем при постоянном перемешивании добавляют поливиниловый спирт (0,25 г) и нагревают до температуры 30-35°C в течение 10-15 минут. Затем при работающей мешалке добавляют кристаллический глиоксаль (0,25 г), далее к водному раствору поливинилового спирта и глиоксаля прикапывают винилацетат (24,80 г) с растворенным в нем инициатором -динитрил азобисизомасляной кислоты (0,25 г) в течение 10-15 минут.

После загрузки всех реагентов температуру синтеза повышают до 50°C и проводят полимеризацию в течение 25-30 минут. Затем температуру реакционной смеси повышают до 55-60°C и ведут полимеризацию в течение 50-60 минут.

В таблице 1 представлены состав и свойства ПВА.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить выход и теплостойкость ПВА, а также исключить использование в процессе сложных и труднодоступных инициирующих систем.