154032. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinilklorid alapú polimerek és kopolimerek kétlépcsős nagyüzemi előállítására

154032 3 4 A találmány szerinti eljárás vinil-klorid alapú polimerek és kopolimerek két különálló berendezésben két lépésben végzett nagyüzemi gyártásának tökéletesítésére vonatkozik. Az eljárás során a homopolimerizáciő vagy a kopolimerizáció műveletének első lépését nagy sebességű keverővel ellátott berendezésben folytatjuk le a monomer vagy monomerek 7—15%rOS, előnyösen 8—10%-os átalakulási mértékének eléréséig, majd a polimerizáciot egy második lépésben egy vagy több olyan berendezésben fejezzük be, amely kis sebességgel meghajtható keverőberendezésekkel van ellátva, mimellett a keverők meghajtási sebessége elegendő ahhoz, hogy a reakcióközeg számára a reakció végéig jó termosztálást biztosítson. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az előpolimerizációból álló első lépést olyan katalizátor jelenlétében folytatjuk le, amely gyorsan bomlik és felezési ideje az előpolimerizáció hőmérsékletén előnyösen kisebb néhány óránál, majd a második lépést, amely a polimerizáció befejezését biztosítja, olyan katalizátor jelenlétében folytatjuk le, amely lassan bomlik és felezési ideje 5—10-szerese az előpolimerizáció során felhasznált gyorsan bomló katalizátorénak. A találmány szerinti eljárás értelmében célszerűen olyan előpolimerizációs katalizátorokat használunk, amelyeknek felezési ideje az előpolimerizáció megvalósítási feltételei mellett 90 perc nagyságrendű vagy ennél kisebb. Ilyen feltételek mellett az előpolimerizáció átlagos időtartama 1—2 óra ahhoz, hogy a monomer átalakulásának mértéke 7—10% legyen. Amikor a gyorsan bomló katalizátor nagyobb része az előpolimerizáció folyamán elbomlott, a reakció magától leáll. Ez lehetővé teszi — és ez a találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös vonása —, hogy a reakcióközeget látens állapotban őrizzük meg, mégpedig a polimerizáció hőmérsékletén, anélkül, hogy tartani kellene ellenőrizhetetlen reakciók lejátszódásától. Így lehetővé válik, hogy az előpolimerizációt időben függetlenítsük a végső polimerizációtól. A végső polimerizáció műveletének lefolytatásához és a reakció befejezéséhez olyan lassan bomló katalizátorokat használunk, amelyek a monomer átalakítását előnyösen közelítőleg 70—'80%-ig valósítják meg annyi idő alatt, hogy a teljés reakció az előpolimerizátorban és a polimerizátorban előnyösen 9 óra és 15 óra között legyen. Ezek a polimerizációs katalizátorok előnyösen 10 óra és 40 óra közötti felezési idejűek. A találmány szerinti eljárás foganatosításának egy előnyös változata szerint az előpolimerizációs művelet megkezdésekor egyszerre lehet beadagolni a gyorsan bomló előpolimerizációs katalizátort és a lassan bomló polimerizációs katalizátort, minthogy az utóbbi az előpolimerizáció folyamán nem zavar, és nem fejt ki gyakorlatilag hátrányos hatást az előpolimerizáció és a polimerizáció közötti közbenső periódusban sem, ha ez a periódus nem feleslegesen elnyújtott időtartamú. A katalizátorok hozzáadását azonban általában célszerű időbelileg szétválasztva végezni; így a lassan bomló katalizátort csak akkor adagoljuk a rendszerbe, amikor a monomerből és polimerből álló reakcióelegyet átvisszük az előpolimerizáló edényből a polimerizáló edénybe, vagy pedig közvetlenül az utóbbiba adagoljuk. A gyorsan bomló katalizátorok példáiként, amelyek különösen megfelelnek az előpolimerizáció megvalósításához, megemlítjük az acetil-ciklohexánnszulfonil-peroxidot, amelyet az alábbiakban rövidítve „ACSP"-nek nevezünk, a diklór-acetil-peroxidot és a triklór-acetil-peroxidot. Az ACSP felezési idejének szemléltetésére megemlítjük, hogy az 62 C° hőmérsékleten 40 perc, és ebben az esetben az előpolimerizáció időtartama 60—75 perc nagyságrendű. Az előpolimerizáció körülményei nem függenek a gyorsan bomló katalizátortól. így például a találmány értelmében az előpolimerizáció műveletét 55 C° hőmérsékleten is lejátszathatjuk; ekkor az ACSP felezési ideje 1 óra 15 perc nagyságrendű, az előpolimerizáció időtartama pedig 3 óra nagyságrendű. Hasonlóképpen, amikor gyorsan bomló katalizátort, így diklór-acetil-peroxidot vagy triklór-acetil-peroxidot használunk, célszerűen olyan hőmérséklet-viszonyokat választunk, amelyek mellett az előpolimerizációs katalizátor felezési ideje kisebb 1 óra 30 percnél. A találmány szerinti eljárás értelmében az előpolimerizáció hőmérséklet-viszonyait változtathatjuk ugyanannak az előpolimerizációs katalizátornak a használata mellett is, aminek következtében az előpolimerizációs reakció változó időtartamok alatt játszódik le. Az előpolimerizációs katalizátort az előpolimerizáció hőmérsékletének függvényében is megválaszthatjuk, amikor is az előpolimerizáció időtartama a választott hőmérséklet függvénye lesz. A végső polimerizációs művelet megvalósításához használt, lassan bomló katalizátorok példáiként megemlítjük az azo-diizobutiro-nitrilt, a lauril-peroxidot és az izopropil-peroxid-dikarbonátot, amelyeknek felezési ideje függvénye az alkalmazott reakcióhőmérsékletnek. A találmány szerinti eljárás az alábbi fő előnyöket biztosítja: — Az előpolimerizáció műveletének időtartama a gyorsan bomló katalizátor jelenlétében jelentősen lecsökken, és így lehetővé válik bizonyos számú polimerizáló autokláv táplálása egyetlen előpolimerizátorból; így pl. három-öt polimerizátort lehet táplálni egyetlen előpolimerizátorból, a reakcióidőktől függően. — Ezen túlmenően a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a vinil-klorid-alapú polimerek és kopolimerek készítésének két lépését jól megkülönböztessük, és mindkét lé-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2