Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОТАКТИЧЕСКОГО ПОЛИСТИРОЛА

Известен способ получения изотактического полистирола путем полимеризации стирола в среде растворителя в присутствии каталитической системы треххлористый титан - триалкилалюминий. Однако такая каталитическая система обладает низкой активностью, вследствие чего выход полистирола на единицу веса катализатора очень небольшой.

Предлагаемый способ отличается тем, что перед введением стирола в реакционную смесь через нее пропускают пропилен.

Это значительно повышает активность катализатора (примерно в 10 раз) и, следовательно, экономическую эффективность процесса.

Катализатор, состоящий из треххлористого титана , полученного восстановлением четыреххлористого титана металлическим алюминием, и триэтилалюминия, активируют перед введением стирола, пропуская в течение 2-4 мин через суспензию катализатора в растворителе пропилена, разбавленного инертным газом. При этом количество образовавшегося полипропилена мало (до 1% от общего количества полимера), но активность катализатора по отношению к стиролу резко возрастает.

В результате полимеризации стирола на таком катализаторе получают практически чистый полистирол. Содержание пропилена в нем аналитически установить не удается.

Активацию можно проводить при 20-100°С, предпочтительно при 50-80°С. После активации реакционную смесь продувают инертным газом в течение 5-10 мин, вводят стирол и осуществляют его полимеризацию при 30-140°С.

Пример 1. Четырехгорлую колбу, снабженную эффективной мешалкой, вводом и выводом инертного газа (выход через обратный холодильник), заполняют очищенным инертным газом. Затем вводят 100 мл очищенного н-гептана, 0,382 г и 0,586 г триэтилалюминия. Нагревают при интенсивном перемешивании до 50°С. Затем подогрев прекращают и барботируют через суспензию катализатора (при атмосферном давлении) смесь пропилена с очищенным азотом, содержащую 30% пропилена, в течение 4 мин. После активации продувают интенсивньм током очищенного азота в течение 10 мин и нагревают до 85°С. При этой температуре вводят 50 мл стирола и повышают температуру при интенсивном перемешивании. Через 10 мин температура повышается до 100°С. Эту температуру поддерживают до конца полимеризации (всего 40 мин). За это время содержимое колбы сильно загустевает. Затем добавляют 50 мл изопропилового спирта и нагревают до 70°С при перемешивании 30 мин. Полимер фильтруют и кипятят 30 мин в изопропиловом спирте, снова фильтруют и сушат при 90°С в вакууме. Выход полимера 23,6 г. Содержание фракции, не растворимой в кипящем метилэтилкетоне, 97,2%; характеристическая вязкость в толуоле при 30°С 3,8 дл/г (M_v=1,8·10⁶); т.пл. 230°С (определена на термомеханических весах Каргина); удельный выход полистирола 92,8 г полимера на 1 г TiCl₃ в 1 час.

Пример 2. Полимеризацию проводят в таком же сосуде, как в примере 1. В качестве растворителя используют 120 мл бензина каталитического реформинга. Количество 0,981 г; триэтилалюминия 1,46 г. Активацию пропиленом ведут при 50-60°С в течение 3 мин (содержание пропилена в смеси около 40 об %). Затем 5 мин продувают интенсивным током аргона, одновременно повышая температуру до 80°С. Вводят 40 мл стирола и в течение 5 мин поднимают температуру до 100°С. Общая продолжительность полимеризации 30 мин. Обработку полимера ведут так же, как в примере 1. Выход полимера 28,9 г; содержание изотактической фракции 96,5%; характеристическая вязкость в толуоле при 30°С 3,4 дл/г (М_ν=1,55·10⁶); т.пл. 226°С. Удельный выход полимера 59,2 г на 1 г TiCl₃ в 1 час. Превращение мономера 80%.