Производство полимеров и сополимеров эфиров акриловой и метакриловой кислот

Применяются два основных метода, реализованных в промышленных технологиях, а именно — полимеризация в эмульсии и в растворе.

Метод эмульсионной (латексной) полимеризации очень эффективен в случае применения полимеров в виде латексов в качестве лакокрасочных материалов и вспомогательных веществ для различных отраслей промышленности. После испарения воды полимер образует пленку, которая в зависимости от состава сополимера может изме­нять свои свойства от мягкой и эластичной до твердой.

Эмульсионную полимеризацию акриловых и метакриловых эфиров проводят так же, как и других виниловых мономеров (стирола, винилацетата): периодическим или непрерывным методом. Процесс производства акрилатов в эмульсии, подобный процессу получения эмульсионного ПС (см. рис. 6.5), осуществляется по определенной рецептуре (см. табл. 10.2) и состоит из следующих стадий: приготовление водной фазы, приготовление мономерной фазы, полимеризация мономера с получением ла­текса. В случае необходимости полимер можно выделить в виде мелкодисперсного порошка, разрушая эмульсию с помощью электролитов.

В качестве эмульгаторов применяют натриевые или аммониевые соли органических кислот, например, олеиновой и сульфокислот (додецилбензолсульфокислоты, лаурилсульфокислоты, дибутилнафталинсульфокислоты, сульфокислоты С₈-₁₂ и др.). Инициаторами служат водорастворимые пероксиды, персульфаты натрия, калия и аммония, пероксид водорода, если процесс проводят при 40-90°С, или смеси пероксидов с восстановителями, если процесс проводят при 5-30°С.

В реактор загружают воду, содержащую эмульгатор, инициатор, регулятор рН среды (процесс проводят в нейтральной или слабокислой среде) и освобожденный от ингибитора мономер (или смесь мономеров) с растворенным регулятором молекулярной массы. Содержимое реактора при перемешивании нагревают до температуры реакции. Через 2-4 ч реакция заканчивается и готовый латекс после охлаждения сливают в сборник. Средний размер частиц 0,1-0,5 мкм.

Эмульсионная полимеризация мономеров протекает с большей скоростью, чем суспензионная. Молекулярная масса полимера также выше.

Полимеризацию эфиров акриловой и метакриловой кислот в растворе обычно проводят для приготовления растворов полимеров (лаков), используемых при получении покрытий по коже, дереву, металлам, пластмассам.

Растворителями служат смеси толуола и бутилацетата, изопропилового спирта и воды, ксилола, толуола и изобутилового спирта, этилцеллозольва и воды. Инициаторами реакции полимеризации служат пероксиды (пероксиды бензоила, лаурила и др.) и азосоединения (например, динитрил азобисизомасляной кислоты).

Широкое применение в промышленности для получения покрытий по стали и алюминию, дереву и пластмассам, нашли сополимеры, содержащие в качестве сомономеров как акриловую и метакриловую кислоты, так и 2-гидроксиэтилметакрилат или глицидилметакрилат. Карбоксилсодержащие сополимеры применяют в смеси с бутокси- или метоксиметилмеламином, гидроксилсодержащие сополимеры — в смеси с полиизоцианатами.

Акриловые сополимеры хорошо совмещаются с нитроцеллюлозой, ацетобутиратом целлюлозы, алкидными, меламиноформальдегидными и эпоксидными смолами.

ЛЕКЦИЯ 19. Производство полиакриламида. Свойства и применение полиакрилатов. Полиметилметакрилат и сополимеры метилметакрилата. Другие полимеры и сополимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот. Полиакриламид.