Производство полиметилметакрилата и сополимеров ме-
тилметакрилата в суспензии.
В суспензии получают полимеры и
сополимеры метилметакрилата и других эфиров метакриловой кисло-
ты и низших спиртов (этилового, бутилового). Полимеры высших
представителей этого ряда и эфиров акриловой кислоты обладают
низкой температурой размягчения, препятствующей их получению в
виде несминающихся гранул.
Суспензионная полимеризация ММА подчиняется тем же зако-
нам, что и полимеризация в массе. Процесс проводят по следующей
рецептуре:
Компонент
Рецептура, мас. ч.
В суспензии
В эмульсии
Мономер или смесь мономеров
Вода деионизированная
Стабилизатор
Эмульгатор
Инициатор:
растворимый в мономере
растворимый в воде
Ускоритель
Пластификатор
Краситель
Регулятор молекулярной массы
100
200–300
1–3
–
0,2–0,5
–
–
0,30
0–0,5
0,01–0,2
100
100–300
–
0,15–3,0
–
0,1–1,0
0,1–1,0
–
0–0,5
0,01–0,2
Сомономерами ММА
в реакции сополимеризации являются этил-
и
бутилметакрилат,
стирол,
акрилонитрил,
2-гидрокси-
этилметакрилат, глицидилметакрилат.
71
В качестве стабилизаторов суспензии
мономера и полимера
применяют желатин, метилцеллюлозу, полиакриламид, поливинило-
вый спирт, натриевые соли сополимеров эфиров метакриловой кисло-
ты с метакриловой кислотой, сульфат бария, карбонат магния и др. В
зависимости от количества введенного стабилизатора, его природы и
скорости перемешивания получают гранулы полимера размером от 0,1
до 5 мм.
Инициаторами полимеризации
являются пероксиды и азосоеди-
нения, нерастворимые в воде и растворимые в мономерах. Широкое
применение нашли пероксиды бензоила и лаурила, используемые в
количестве 0,2–0,5 %.
Объемное соотношение вода:мономер в суспензионной полиме-
ризации обычно составляет от 2:1 до 3:1. Если реакция протекает при
атмосферном давлении, то температура ее не должна превышать тем-
пературу кипения мономера и воды. При повышенном давлении про-
цесс может быть осуществлен при более высокой температуре
(120–135 °С). В реакционную смесь вводят смазочные вещества (лау-
риловый спирт или стеариновую кислоту), термостабилизаторы поли-
мера (например, диоктилсульфид), регуляторы молекулярной массы
(додецилмеркаптан, лаурилмеркаптан и др.), пластификаторы (дибу-
тилфталат и др.).
Технологический процесс производства ПММА в суспензии со-
стоит из следующих стадий:
приготовление водной фазы, приготов-
ление мономерной фазы, полимеризация ММА, выделение, промывка
и сушка суспензионного ПММА.
В реактор объемом 5–15 м
3
загружают водную фазу, содержа-
щую раствор или суспензию стабилизатора в воде, и мономерную фа-
зу, состоящую из ММА, освобожденного от ингибитора, инициатора,
регулятора молекулярной массы, пластификатора и красителя. После
тщательного перемешивания лопастной или турбинной мешалкой со
скоростью вращения 1,6–5 об/с поднимают температуру в реакторе
сначала до 70–75 °С, а затем до 80–85 и 120–135 °С. Через 3–5 ч реак-
ция полимеризации заканчивается. Суспензию, охлажденную до 50 °С,
подают в центрифугу и отделяют жидкую фазу. Гранулы промывают
водой (или последовательно разбавленным раствором серной кислоты
и водой) для удаления стабилизатора, сушат в гребковой вакуум-
72
сушилке или в сушилке с кипящим слоем при 80–100 °С до остаточ-
ной влажности не более 0,4 %.
Гранулы от жидкой фазы отделяются в последовательно соеди-
ненных гидроциклонах ‒ аппаратах, состоящих из нижней конической
и верхней цилиндрической частей, и в центрифугах отстойного типа.
Суспензию насосом под давлением до 0,3 МПа подают через боковой
патрубок в низ цилиндрической части первого гидроциклона. В гид-
роциклоне движение реакционной массы происходит по спиралевид-
ной траектории. Вращение потока сопровождается отбросом твердых
крупных частиц под действием центробежных сил к стенке аппарата.
Сконцентрированная суспензия (40–70 % твердой фазы) движется по
спирали вниз и собирается в сборнике, где разбавляется свежей водой
в соотношении 1:1. Малоконцентрированная суспензия, содержащая
мелкие частицы, поднимается по внутренней спирали вверх и также
удаляется из гидроциклона. Разбавленная суспензия подается во вто-
рой гидроциклон и вновь проходит те же операции.
После второго гидроциклона суспензию, содержащую 30–35 %
твердой фазы, подают в центрифугу, а малоконцентрированную сус-
пензию ‒ в третий гидроциклон, из которого сконцентрированная
Достарыңызбен бөлісу: |