163677. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akrilinitril tömbpolimerizálására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS A bejelentés napja: 1971. IV. 27. (CA—308) Olaszországi elsőbbsége: 1970. IV. 28, (23.963 A/70) Közzététel napja: 1973. V. 28. Megjelent: 1975. V. 31. 163677 Nemzetközi osztályozás: C 08 f 1/04 C 08 f 3/76 Feltalálók: MELACINI Paolo vegyész, PATRON Luigi fizikus, MORETTI Alberto vegyész, TEDESCO Raffaele vegyész, Venezia, Olaszország Tulajdonos: CHATILLON SOCIETA ANONIMA ITALIANA PER LE FIBRE TESSILI ARTIFICIALI S. p. A. Milano Olaszország Eljárás akrilnítril tömbpolimerizálására l A találmány tárgya eljárás alrilnitril tömbpolimerizálására. A találmány szerint az akrilnitril tömbpolimerizálását gyökös mechanizmussal, folyékony reakcióközegben, szabályozott reakciókörülmények között végezzük, és az eljárással nagy polimerizációfokú termékeket kapunk. Az akrilnitril gyökös mechanizmussal, szobahőmérsékleten vagy annál magasabb hőmérsékleten végbemenő tömbpolimerizációját az ipari gyakorlatban eddig nem alkalmazták. Ennek elsősorban az volt az oka, hogy a monomerben oldódó, megfelelő katalitikus hatással rendelkező, és a reakció szabályozását megfelelő mértékben lehetővé tevő katalizátor nem állt rendelkezésre, ugyanakkor nem tudták biztosítani a reakcióelegy megfelelő keverését és a reakcióhő megfelelő elvezetését sem. Ismeretes, hogy az akrilnitril tömbpolimerizációja bizonyos körülmények között autokatalitikus úton is végbemegy [W. H. Thomas: „Mechanism of Acrylonitrile Polymerization" — Fortschritte der Hochpolymeren—Forschung, 2. kötet, 401—441 oldal (1961)]. Ebben az esetben azonban a polimerizáció mértéke nem szabályozható, és a nagymértékű hőfejlődés következtében a reakció gyakran robbanáshoz vezet. Az autokatalitikus reakciót a makrogyökök lánczáródási sebességének csökkenése okozza; a makrogyökök beágyazódnak a kivált polimerbe. A fenti — a szakirodalomban géleffektus néven ismert — jelenség a polimernek a reakcióközegben való duzzadásával, azaz a polimer látszólagos sűrűségével van összefüggésben. Másrészt a polimerizációs reakcióelegy a polimerizáció során igen hamar besűrűsödik, ami annak tulajdonítható, hogy a poli-5 mer adszorbeálja a monomereket. A képződött sűrű szuszpenzióból a hő csak nehezen vezethető el. A polimerizáció sebességének fokozódása a polimerizációs reakcióelegy egyidejű viszkozitás-növekedésével együtt hőmérséklet-emelkdéshez vezet, ez 10 a hőmérséklet-emelkedés tovább fokozza a polimerizációs reakció sebességét. Ennek következtében a hőmérséklet fokozatosan szabályozhatatlanná válik, és a reakció robbanásszerű polimerizációval fejeződik be. 15 A kivált polimernek a polimerizáció sebességére gyakorolt katalitikus hatása a katalizátor koncentrációjával arányosan nő (C. H. Bamford, W. G. Barb, A. D. Jenkins, P. F. Onyon: „The Kinetics of Vinyl Polymerization by Radical Mechanism" — 20 Butterworts 1958, 113. oldal). Kinetikai szempontból a polimerizáció sebessége (Rp) az alábbi egyenletnek megfelelően függ a katalizátor koncentrációjától (C): 25

RP = K(Q«, ahol K állandó, míg a értéke 0,7 és 0,9 között változik. A nem-autokatalitikus polimerizáció esetén a fenti egyenletben a=0,5 (C. H. Bamford, W. G. Barb, A. D. Jenkins, P. F. Onyon: „The Kinetics of 30 Vinyl Polymerization by Radical Mechanism" — 163677 1