157035. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinilklorid-alapú polimerek és kopolimerek nagyüzemi előállítására kétlépcsős polimerizációval

157035 rizációs eljárás nagy sűrűségű és szűk szemeseméret-eloszlású, vinil-klorid alapú polimerekhez és kopolimerekhez vezet, azonban bizonyos nehézségek adódnak, amikor a szemcseméretek felső határán levő, különösen zárt szemcseméret-eloszlású polimerek és kopolimerek előállítása kívánatos. Azt találtuk, hogy a polimerizáció első lépése folyamén a megfigyelt gyors keverés mellett, amely a polimerizáció során kapott végtermék szemcseméretét és annak szemcseméret-«loszlását befolyásolja, egy másik fontos tényező is alkalmas arra, hogy erre a két tulajdonságra különös hatást gyakoroljon, mégpedig a polimerizáció második lépésének alávetni kívánt reakcióelegy egy . részét képező monomer/polimer vegyületben levő polimer csírák részecskéinek mennyisége és természete, és a reakcióközeg ilyen módon való „beoltásának" minőségi és mennyiségi jellemzői nem befolyásolják a kapott gyanták sűrűségét. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a polimerizáció műveletének első lépését annyi monomer vegyülettel valósítjuk meg, amennyi a polimerizációs művelet második lépésének alávetni kívánt reakcióelegy telj-es mennyiségélhez viszonyítva legalább 1/3 súlyrészt ér el, ahol a második lépésben a reakcióelegyet az első lépésből származó monomer/polimer vegyület, továbbá egy olyan monomer vegyület képezi, amelyet a polimerizáció második lépésének kezdetekor adunk az előbbihez. A polimerizáció első lépésében feldolgozásra kerülő monomer vegyületnek ez az alsó mennyiségi határa csupán előnyös érték, de nem korlátozó jellegű, minthogy a találmány értelmében attól pozitív vagy negatív irányban el lehet térni, mégpedig a polimerizáció két lépésében megfigyelt általános reakciófeltételek függvényében, ahol F polimerizáció első lépésében a gyors keverés ebben az esetben igen fontos tényező. A gyakorlatban a polimerizáció első lépésének alávetett meghatározott mennyiségű monomer esetében fontos, hogy a keverési sebesség nagy legyen, mert így több polimer csíra alakul ki a monomer részecskékben. A fentieken túlmenően a találmány szerinti eljárás megvalósításának feltételeit megfigyelve megállapítottuk, hogy egy adott mennyiségű reakcióközeg polimerizációjának második lépése lényegileg azoknak a polimer csíráknak a valódi növekedéséből áll, amelyek a polimerizáció első lépéséből származnak és amelyeket a a polimerizáció második lépésének is alávetettünk. Általánosabban azt is mondhatjuk, hogy a találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a polimerizáció első lépését a vinil-klorid alapú monomer olyan mennyiségével folytatjuk le, amely a polimerizáció második lépésének alávetni kívánt reakcióelegy mennyiségének 1/3-a és 1/2-e közé esik. A találmány szerinti tökéletesített eljárás fo-5 ganatosításakor rendszerint azokat az általános feltételéket és berendezéseket használjuk, amelyek az 1 357 736 sz. francia szabadalomban és annak 83 377 sz., 83 383 sz. és 83 714 sz. pótszabadalmaiban vannak leírva. 10 A tökéletesített polimerizációs eljárást a „Tökéletesítések vinil-klorid alapú polimerek és kopolimerek nagyüzemi gyártásával kapcsolatban" című, 1 427 936 sz. francia szabadalmi leírásban 15 leírt katalizátorpár jelenlétében is véghez lehet vinni. Azon túlmenően, hogy a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi szűk szemcseméret-eloszlású és lényegileg tetszés szerint szabályozható 20 szemcseméretű, vinil-klorid alapú polimerek és kopolimerek előállítását, a találmány szerinti eljárás még az alábbi előnyöket biztosítja: — Minthogy a polimerizáció első lépésének a 25 monomernek vagy monomereknek csupán egy frakcióját vetjük alá, a korlátozott térfogatban jelentős turbulencia biztosítása érdekében alkalmazott gyors keverés viszonylag alacsony. teljesítményű meghajtó berendezések segítségá-20 vei is lehetséges. — Minthogy a polimerizáció első lépésének alávetendő monomer vegyület csökkentett térfogatú, a polimerizáció első lépésében lehetőség ^c van különösen magas keverési sebességek alkalmazására, mégpedig turbina-típusú, kis teljesítményű, de nagy sebeségekkel forgó keverők segítségével. Az alábbiakban a találmány szerinti eljárás 40 foganatosítására szolgáló kiviteli példákat adunk meg, az oltalmi kör korlátozása nélkül. 1. példa: Ezt a példát összehasonlítás céljából adjuk. A példa olyan kétlépcsős polimerizációs kísérletet ír le, amelyet egyetlen készülékben valósítottunk meg, és a két lépést a monomer vegyület teljes mennyiségével foganatosítottuk, egyetlen katalizátor jelenlétében. 500 1 térfogatú, razsdamentes acélból készült olyan autoklávba, amely „keretes" típusú kettős keverővel van ellátva, a szokásos tisztítási műveletek után beadagolunk 200 kg monomer vinil-kloridot és 32 g (a monomerre számítva 0,0,16%) azo-diizobutiro-nitril katalizátort. A keverő forgási sebességét a polimerizációs művelet első szakaszában 100 fordulat/perc értékre állítjuk be. A reakcióközeg hőmérsékletét gyorsan 62 C°-ra növeljük és ezt a hőmérsékletet tartjuk, ami az aútoklávban 9,3 bar relatív nyomásnak 65 felel meg. A polimerizáció első lépésében három 45 50 55 60 2