Способ получения порошкообразного гидролизованного полиакрилонитрила

(51)7 08 120/44, 08 8/12 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Ильясова Карлыгаш Урматуллаевна Бейсенбаев Орал Курганбекович Сатаев Исак Коханбаевич Махашов Еркин Жумагалиевич(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО ГИДРОЛИЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА(57) Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединении, в частности, водорастворимых полимеров. Предлагаемый способ получения порошкообразного гидролизованного полиакрилонитрила осуще ствляется в водно-кислой среде при рН 3,0-3,5, в качестве инициатора используют азо-бисизобутиронитрил, полученный после полимеризации ПАН смешивают с этиловым (н- или изопропиловым н- или изо-бутиловым спиртом) спиртом, углекислым натрием и водным раствором едкого натра и проводят гидролиз с одновременным выделением и сушкой целевого продукта. Процесс реакции полимеризации проводят при 40-50 С, а реакцию гидролиза - при 90-96 С. Время полимеризации составляет 2 ч, а гидролиза 2-3 ч. В результате упрощается способ получения порошкообразного гидролизованного ПАП за счет исключения процессов фильтрации и сушки конечного продукта. Полученный порошок имеет желтоватокремовый цвет, полностью растворяется в воде и условно назван Унифлок. Он рекомендуется для применения в промышленности в качестве флокулянтов, стабилизаторов структурообразователей. 12401 Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности, водорастворимых полимеров. Известен способ получения водорастворимых сухих полиэлектролитов путем полимеризации акрилонитрила в растворе с последующим щелочным гидролизом. Процесс проводят следующим образом. Полимеризацию акрилонитрила проводят в водной среде в присутствии инициатора (228), затем полиакрилонитрил отделяют от воды путем фильтрования, после высушивания готовый порошковый полиакрилонитрил ПАН подвергают щелочному гидролизу в среде вода-водорастворимые алифатические спирты (а. с.1062214 кл. 08 8/12, 1983). Недостатком этого способа является то, что процесс получения порошкового водорастворимого полиэлектролита осуществляется в несколько стадий, кроме того, полученные продукты и после полимеризации, и после гидролиза отделяют от раствора путем фильтрования, затем их подсушивают при температуре 40-50 С, что является экономически невыгодным. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения порошкообразного водорастворимого полиакрилонитрила путем полимеризации акрилонитрила при температуре 40-50 С в водно-спиртовой среде в присутствии инициатора (динитрил-азо-бис-изомасляная кислота) с последующим гидролизом раствором гидроксида натрия в присутствии формальдегида и бисульфита натрия, затем гидролизованный ПАН отделяют от раствора путем фильтрования и после высушивания получается порошковый продукт (а. с.724523, кл. 08 8/12, 1980). Недостатком этого способа является то, что процесс получения гидролизованного ПАНа в виде порошка является также сложным, т. е. процесс гидролиза ПАНа проводится в водно-спиртовой среде в виде суспензии, после гидролиза полученный продукт отделяют от раствора путем фильтрования,затем подсушивают при температуре 40-50 С, что является экономически невыгодным. Задачей изобретения является упрощение технологии получения порошкообразного гидролизованного полиакрилонитрила. Поставленная задача достигается тем, что суспензионную полимеризацию акрилонитрила проводят в водно-кислом растворе при рН 3,0-3,5 в присутствии азо-бис-изобутиронитрила, полученный после полимеризации полиакрилонитрил смешивают с этиловым (н- или изо-пропиловым н- или изобутиловым спиртом) спиртом, углекислым натрием и водным раствором едкого натра. Соотношения реагирующих компонентов полпакрилопитрил 2 СО 3 спирт, равном 10,10,60,7. Процесс реакции полимеризации проводят при 40-50 С, а реакцию гидролиза - при 90-96 С. Время полимеризации составляет 2 ч, а гидролиза 2-3 ч. Сопоставительный анализ (таблица) с известным способом получения порошкообразного водорастворимого полиакрилонитрила (прототип) показы 2 вает, что предлагаемый способ существенно от него отличается, т. к. процессы гетерофазного гидролиза ПАНа, полученного путем суспензионной полимеризации акрилонитрила, и его сушка в предлагаемом способе проводятся одновременно. Во всех известных способах получения порошкообразного ПАНа процессы гидролиза проводятся в жидкой среде с последующей фильтрацией и сушкой. Пример 1. В трехгорлую колбу загружают 900 вес.ч. Н 2 О и добавляют 2 О 4 до рН 3,0-3,5 и постепенно, при перемешивании, добавляют 100 вес.ч. акрилонитрила и 1 вес.ч. азо-бис-изобутиронитрила. Соотношение реагирующих компонентов при полимеризации акрилонитрила - мономеринициаторН 2 О равно 10,019. Реакция полимеризации протекает при 42 С в течение 2 ч. Полученный после полимеризации акрилонитрила полиакрилонитрил обрабатывают этиловым (нили изо-пропиловым н- или изо-бутиловым спиртом) спиртом при соотношении ПАНэтиловый спирт, равном 10,6, с целью предотвращения слипания частиц, в результате чего могут образоваться комки резиноподобной и пастообразной консистенции. После тщательного смешения спирта с ПАНом постепенно добавляют концентрированный 60 ный раствор гидроксида натрия и 10 вес.ч. сухого углекислого натрия и температуру поднимают до 94-96 С. Продолжительность реакции гидролиза составляет 2,5 ч. По окончании процесса гидролиза температура снижается до 40-50 С и одновременно происходит высушивание. В результате получили продукт оранжевого цвета, плохо растворимый в воде. Весовое соотношение ПАНа к- 10,5, а оптимальным является 10,7 (пример 3). Пример 2. В данном примере соотношение ПАНа и- 10,6. В этом случае получили конечный продукт желтого цвета с недостаточной растворимостью в воде. Пример 3. В данном примере соотношение ПАНа и- 10,7. В этом случае получили конечный продукт кремового цвета, хорошо растворивши в воде. Пример 4. После полимеризации акрилонитрила ПАН обрабатывают н-пропиловым спиртом при соотношении ПАН н-пропиловый спирт 10,6, и соотношение ПАНа и 10,7. В этом случае получили конечный продукт кремового цвета, хорошо растворимый и в воде. Пример 5. В данном примере ПАН обрабатывают изо-бутиловым спиртом и соотношение ПАНа и 10.7. Получили конечный продукт кремового цвета, хорошо растворимый в воде. Полученный гидролизованный полиакрилонитрил на основе акрилонитрила, по примеру 3-5, получается в виде порошка, удобного для практического применения в любых климатических условиях и хорошо растворимый в воде. Полученный продукт условно назван Унифлок. 12401 Для подтверждения строения полученных образцов записаны ИК-спектры поглощения в области 700-3600 см-1, где обнаружены полосы поглощения(1642, 1541 и 1380 см-1), характерные для первичных и вторичных амидов и карбоксилатных (1700 и 1622 см-1) групп. 12401 Способ получения порошкообразного гидролизованного полиакрилонитрила Способ получения порошкообразных ВРП а. с. . 1062214, кл. 08 8/12, 1983 ведется фильтр. для отделения воды или спирта сушка для получения сухого ПАНа ведется фильтр. для отделения воды или спирта сушка для получения сухого ПАНа в лабор. смесителе, где одновременно ведется сушка и гидролиз 12401 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения порошкообразного гидролизованного полиакрилонитрила, включающий суспензионную полимеризацию акрилонитрила при температуре 40-50 С в присутствии инициатора с последующим щелочным гидролизом, отличающийся тем, что суспензионную полимеризацию акрилонитрила проводят в водно-кислом растворе при рН 3,0-3,5, в качестве инициатора используют азо бис-изобутиронитрил, полученный полиакрилонитрил обрабатывают этиловым, н- или изопропиловым, н- или изобутиловым спиртом и подвергают гидролизу едким натрием в присутствии углекислого натрия при соотношении реагирующих компонентов равном полиакрилонитрила 2 СО 3 спирт,10,10,60,7 в течение 2-3 часов, с выделением и сушкой целевого продукта нагреванием смеси при температуре 90-96 С.