191809. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poli(vinil-klorid) alapú kompozíciók előállítására szuszpenziós polimerizálással
1 2 A találmány tárgye eljárás poli(vlnif-klorid) alapú kompozíciók előállítására szuszpenziós polimerizálással. A találmány szerint kiváló hőállóságú és elszíneződésre kevésbé hajlamos poli(vinil-klorid) alapú kompozíciókat állítunk elő vinil-klorid monomernek vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásával. A polimerizációs eljárás hatásfokát a polimerizációs reaktor falán létrejövő polimerlerakódás csökkentése révén nagymértékben növeljük. A poli(vinil-k!orid)-ot általában vinil-klorid monomernek vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásával állítják elő. A vinil-klorid monomernek vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásánál a legnagyobb problémát a polimerizációs reaktor falán lerakódó polirnerréteg képezi. A vinil-klorid monomernek rozsdamentes acél vagy egyéb polimerizációs reaktorban vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásánál a polimer a reaktor belső falain és egyéb olyan felületein — például a keverőn — rakódik le, amelyek a monomerrel érintkeznek és így nemcsak a polimer kitermelése csökken, hanem a reaktor hűtési kapacitása és annak következtében a berendezés hatékonysága is. A reaktor falára lerakodott polimerkéreg ezen kívül gyakran belekerül a polimerbe, így romlik a termék minősége, mivel nagyobb mennyiségű „halszem keletkezik a termekben, és ez feldolgozás során problémákat jelent. A polimerkéregnek a polimerizálás utáni eltávolítása ezen felül sok munkát igényel, így csökken a termelékenység. A polimerkéreg vinil-kloridot is tartalmaz, amely a dolgozók egészsége szempontjából káros. Ismeretes, hogy a poli(vinil-klorid) tulajdonságait különböző paraméterek határozzák meg. Így például a polimer hőállósága és elszíneződésre való hajlama nagymértékben függ a polimerizációs reakcióban alkalmazott iniciátor minőségétől. Mint ismeretes, a vinil-klorid monomer szuszpenziós polimerizálásakor alkalmazott polimerizációs íniciátorok mindig monomeroldhatók. Ezek a monomeroldható polimerizációs Íniciátorok csaknem teljesen oldhatatlanok vagy alig oldhatók. Ismeretes, hogy a polimerizációs iniciátornak a vízoldhatósága olyan tulajdonság, amely hatással van a poli(vinil-klorid) hőállóságára és elszíneződésére való hajlamára. Ebből a szempontból olyan szerves peroxid iniciátor kedvező, amely viszonylag nagy mértékben oldódik vízben, azaz oldékonysága 2CFC hőmérsékleten 0,2 t% vagy annál nagyobb. Ennek ellenére azoknak a szerves peroxidoknak az alkalmazása, amelyek viszonylag nagymértékben oldódnak vízben és így kedvezően befolyásolják a termékek hőstabilitását, nem terjedt el széles körben poli(vinil-klorid) ipari előállításánál. Ez részben annak a következménye, hogy az ilyen szerves peroxidok szerves alkalmazása esetén a reaktor falán sokkal nagyobb mennyiségű polimerkéreg rakódik le, mint a kevésbé oldható szerves peroxidok alkalmazása során. A vinil-klorid monomer vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásánál már próbálkoztak a polimerkéreg-lerakódás csökkentésével, azaz a polimerizáció előtt olyan réteggel vonták be a reaktor falqit, amelyre kevésbé rakódik le a polimer, illetve a reakció során bizonyos speciális adalékokat adtak a polimerizációs elegyhez. Az elsőként említett eljárás során bevonóanyagként például poláris szerves vegyületeket, szerves színezékeket és festékeket, aminokat, kinonvegyületeket és aldehideket alkalmaztak (45-30343. számú és 45-30835. számú japán közzétételi irat), továbbá alkalmaztak poláris szerves vegyületeket, vagy szerves színezékeket, amelyeket előzőleg fémsóval kezeltek (52-24953. számú japán közzétételi irat) valamint elektrondonor és elektronakceptor vegyületeket (53- 28347. számú japán közzétételi iát) és bizonyos szervetlen sókat és szervetlen komplexeket (52-24070. számú japán közzétételi irat). A fent említett bevonási módszerek abban az esetben hatásosak, ha polimerizációs iniciátorként azovegyületeket vagy olyan szerves peroxidokat alkalmaznak, amelyek hosszú szénláncú alkilcsoportokat tartalmaznak, és ennek következtében nagyon kismértékben oldódnak vízben. Ezekkel a módszerekkel azonban alig lehet csökkenteni a polimerkéreg-lerakódást, ha a polimerizációt viszonylag nagymértékben vízoldható szerves peroxid jelenlétében folytatjuk le. így tehát eddig még nem találtak olyan hatásos módszert a polimerkéreg kialakulásának a megakadályozására, amely alkalmazható vinil-klorid monomer polimerizálásánál abban az esetben, ha polimerizációs iniciátorként 0,2 t% vagy ennél nagyobb vízoldhatóságú szerves peroxidot alkalmaznak. A találmány szerinti eljárás szerint a vinil-klorid monomert vagy a 80-90 t% vinil-kloridból és 10— 20'a vinil-acetátból álló monomerelegyet vizes közegben állítjuk elő, szuszpenziós polimerizálással olyan monomeroldható szerves peroxid alkalmazásával, amelynek vízoldhatósága 20°C hőmérsékleten legalább 0,2 t%. A találmány szerinti eljárás során a polimerizációs elegynek a reaktorba való bevezetése előtt a reaktor falát 0,1-5 t% ismert, C. I. Acid vagy C. I. Direct típusú szerves színezéket vagy a-naftalin-szulfonsav vagy abieténsav alkálifém- vagy ammóniumsóját tartalmazó, 2—5 pH-értékű vizes bevonóoldattal vonjuk be úgy, hogy a bevonat mennyisége száraz állapotban 0,05-0,5 g/m2 legyen, majd a bevonatot 80-95° C hőmérsékleten szárítjuk és a polimerizációs reaktorban levő polimerizációs elegyhez 1 — 1000 ppm vízben oldódó alkálifém-, alkáliföldfém- vagy ammónium-tiocianátot adunk. A vinil-klorid monomer szuszpenziós polimerizálására szolgáló találmány szerinti eljárás nemcsak vinil-klorid homopolimerizációjára, hanem a vinil-klorid és egy vagy több kettős kötést tartalmazó monomer kopolimerizálásakor is alkalmazható, azzal a feltétellel, hogy a fő komponens (legalább 50 t%-ban) a vinil-klorid. A vinil-kloriddal kopolimerizálható komonomerek például a vinil-észterek, így a vinil-acetát és a vinil-proponát, a vinil-éterek, az akrilsav és metakrilsav és ezek észterei, az akril-nitrila vinil-ketonok, a vinilidén-halogenidek, így a vinilidén-klorid és a vinilidén-fluorid és az olefinek, így az etilén és a propilén. A találmány szerinti eljárás azonos a technika állása szerint ismert eljárásokkal, kivéve a reaktor falainak a bevonását és a tiocianát-származék adagolását. így például a monomernek illetve a monomerelegynek vizes közegben végzett szuszpenziós polimerizálásakor diszpergálószerként olyan vízoldható, szintetikus és természetes polimerek alkalmazhatók, mint a teljesen vagy a részlegesen elszappanosított poli(vinil-alkohol), cellu-191 809 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
