203374. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott tisztaságú etilén/szén-monoxid kopolimerek előállítására
1 HU 203 374 B 2 A találmány tárgya eljárás fokozott tisztaságú, szén-monoxid és etilén és adott esetben más kopolimerizálható monomerek lineáris, alternáló kopolimerjeinek előállítására. A kopolimerek szén-monoxid és etilén mellett egyéb monomer egységeket is tartalmazhatnak. Ebben az esetben az etilén és szén-monoxid kopolimerizációját egyéb kopolimerizálható monomerek jelenlétében végezzük. A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy monomereket kopolimerizáljuk, majd a kapott kopolimereket szerves oldószerrel mossuk, ezután szárítjuk, mely munkafolyamatokat molekuláris oxigén jelenlétében kizárásával végezzük, majd a kapott, legfeljebb 3 tömeg% vizet, szerves oldószert és mellékterméket tartalmazó kopolimert olvadáspontjára felmelegítve ezen komponensektől megtisztítjuk. A találmány során feldolgozandó termékek lineáris szerkezetűek, és egy alternáló szerkezettel jellemezhetők, vagyis a molekulaláncban egy (-CO-C2H4-) ismétlődő egység található. Hogyha egyéb monomer egységek is jelen vannak, akkor az egyéb alternáló szerkezeti elemek (-CO-A-) a lánc hosszában véletlenszerűen oszlanak el. A nagy móltömegű lineáris alternáló szén-monoxid/etilén-kopolimerek kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, nagyon erősek, szilárdak, és ütésállóak. Annak ellenére, hogy egyszerű módon nagyon olcsó nyersanyagokból állíthatók elő egy megfelelő katalizátor segítségével, idáig nem hasznosították őket a gyakorlatban. Ez főként annak tudható be, hogy olvadáspontjuk kb. 257 *C, és ennek következtében a feldolgozásuk problémákba ütközik. A fenti kopolimereket például fröccsöntéssel dolgozhatjuk fel, amelyet az anyag olvadáspontja fölött legalább 25 *C-kal kell végeznünk, vagyis a jelen esetben 280 ‘C fölött Úgy találták, hogy ezek a kopolimerek nem kellőképpen ellenállóak az ilyen nagy hőmérsékletekkel szemben, elvesztik a színüket és elbomlanak. Az olvadt anyag olvadáspontját úgy csökkenthetik le, illetve a feldolgozhatóságukat úgy javíthatják, hogy egy második telítetlen monomer egységet például propilént építenek be a molekulaláncba. A második faktornak előnytelen hatása van a kopolimemek az olvadék hőmérsékéletén való feldolgozhatóságára. Tény, hogy a lehetséges katalitikus kopolimerizációs eljárással előállítható kopolimerek mindig tartalmaznak bizonyos mennyiségű szennyezéseket, például katalizátor-maradékokat, viszonylag alacsony móltömegű kopolimert, oligomert, vizet és oldószermaradékokat Az oldószermaradék természetesen nincs jelen, hogyha gáz fázisú kopolimerízációt alkalmazunk, de jelen van akkor, hogyha a szuszpenziós eljárást használjuk. Ezeknek a szennyezéseknek a jelenléte következtében akkor, amikor a kopolimert az olvadási hőmérsékletére melegítjük, a szennyezések felszabadulnak gáz termékek formájában, és ezek mennyisége nagyobb, mint amit a szokványos páramentesítő extruderek elviselnek. A fenti szennyezések mennyisége kb. 3 tömeg%-ra becsülhető. Ezért szükségessé vált egy olyan új feldolgozási módszer kidolgozása, amelyek révén a kopolimerek megfelelőképpen tisztíthatók. Ezért a találmány tárgya eljárás, olyan fokozott tisztaságú, etilén/szén-monoxid kopolimerek előállítására, amelyek keversebb mint 3 tömeg% szennyezést, vagyis vizet, szerves oldószert és mellékterméket tartalmaznak, amelyek a kopolimer olvadáshőmérsékletére való felmelegítés során gázfázisúvá válnak. A fenti 3 tömeg% a víz, szerves oldószer és melléktermékek maximális össztömege lehet Lineáris alternáló etilén/szén-monoxid kopolimerek előállítását ismerteti az 1 081 304 számú nagy-britanniai és az EP-A 121 965 számú közrebocsátott európai szabadalmi leírás. Ezekben az ismert szuszpenziós eljárásokban viszonylag jó kitermelést érnek el megnövelt hőmérséklet és nyomás alkalmazásával, miközben a katalizátor oldására egy szerves oldószert, például metanolt alkalmaznak. A nyomás csökkentésével és az oldószermaradékok elpárologtatósával a kopolimereket száraz por formájában kapják. A jelen találmány tárgya eljárás szén-monoxid, etilén és adott esetben más kopolimerizálható monomerek lineáris alternáló kopolimeijeinek előállítására, mely eljárás során a polimereket szerves oldószerben mossuk, majd megszárítjuk, és a mosást és a szárítást molekuláris oxigén kizárásával végezzük. Az egyik előnyös megvalósítási mód szerint a szárítást víz jelenléte nélkül végezzük. A molekuláris oxigén kizárását előnyösen úgy végezhetjük el, hogy a mosó- és a szárító berendezésben inert gázatmoszférát, például nitrogén atmoszférát tartunk. Hogyha ezt a gázt megszárítjuk, akkor a fentiekben említett előnyös körülmény is megvalósul. A fenti inert gázként más megfelelő gáz, például a szén-monoxid és a szén-dioxid. A szén-monoxidot csak abban az esetben alkalmazhatjuk, hogyha etilén nincs jelen amennyiben a kopolimer még aktív katalizátort tartalmaz. A mosást és szárítást folyamatosan vagy félfolyamatosan egymást követő egységekben hajthatjuk végre. Előnyös, ha szakaszos megoldást alkalmazunk, mivel ekkor lehetséges ugyanazt a berendezést a mosásra és szárításra egyaránt alkalmazni. Előnyös lehet az is, hogyha a szárítást vagy a mosást és szárítást nyomás alatt, de a kopolimerízációs reaktorban alkalmazott nyomásnál lényegesen alacsonyabban, előnyösen kevesebb, mint 3,5 MPa nyomáson hajtjuk végre. A „molekuláris oxigén kizárásával” kifejezés alatt azt értjük, hogy a parciális oxigénnyomás kevesebb mint 3 x 10"3 MPa, előnyösen kevesebb, mint 2 x 1(L3 MPa. Ezek az értékek függetlenek a mosás vagy szárítás alatt fennálló gőzfázis teljes nyomásától. A „víz jelenléte nélkül” kifejezés alatt az értjük, hogy a víz mennyisége, amennyiben a szárítás alatt jelen van, nem érheti el a kopolimerben jelenlévő víz 20%-át. A „szárítás” kifejezés alatt két egymást követő lépést értünk, vagyis először egy folyadék-szilárd fázis elválasztást, például az ülepítést, szűrést vagy centrifugálást, és másodszor a nedves kopolimcrből az oldószermaradékok eltávolítását hőkezeléssel, előnyösen legalább T- 30 "C hőmérsékleten, ahol T az oldószer forráshőmérséklete *C-ban kifejezve az adott nyomáson. A két lépés között ezen kívül a még nedves kopolimer massza kombinálható, hogy víztartalmát csökkentsük. A fázisszeparációra a szűrés a legalkalmasabb technológia. A fázisszeparációt a komprimálást és a hővel való szárítást előnyösen egy egységben, előnyösen ugyanabban az egységben, amelyben a mosási lépést hajtjuk végre, végezzük. A megfelelő berendezés kereskedelmileg hozzáférhető. Ilyenek például a Wega szűrő-szárítók, melyet a Seitz-Einzinger-Noll, A. G. és a szűrőszárítók, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
