Полімеризаційна система для олігомерів з кінцевими гідроксильними групами

Реферат: Полімеризаційна система для олігоізопрену з кінцевими гідроксильними групами на основі ізопрену, розчинника, ініціатора полімеризації 50 %-ного водного розчину пероксиду водню, Як розчинник містить суміш ефіро-альдегідної фракції - відходу виробництва етилового спирту з ізопропіловим спиртом. UA 113304 U (54) ПОЛІМЕРИЗАЦІЙНА СИСТЕМА ДЛЯ ОЛІГОМЕРІВ З КІНЦЕВИМИ ГІДРОКСИЛЬНИМИ ГРУПАМИ UA 113304 U UA 113304 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до гомополімерів сполук, які містять один або кілька ненасичених аліфатичних радикалів, в тому числі один із яких містить два спряжені вуглець-вуглецеві подвійні зв'язки, і призначені для одержання еластичних поліуретанових матеріалів методом рідкого формування для використання в будівельній галузі та комунальному господарстві. Відомі полімеризаційні системи для одержання олігодієнів з кінцевими гідроксильними групами, які містять дієн, розчинник та ініціатор радикальної полімеризації водний розчин пероксиду водню (ПВ) [1]. Найближчим аналогом є полімеризаційна система для олігодієнів з кінцевими гідроксильними групами, яка містить ізопрен або бутадієн, розчинник циклогексанол або циклогексанон або їх суміш з добавкою н-бутилового спирту (н-бутанолу) та ініціатор полімеризації 50 %-ний водний розчин пероксиду водню (ПВ) [2]. Склад полімеризаційної системи в об'ємних ч.: дієн 5 розчинник циклогексанол або 1,56-6,00 циклогексанон або їх суміш 50 %-ний водний розчин 0,74 пероксиду водню (ПB) н-бутанол 0,26-4,70. Недоліком указаної системи є те, що змішаний з двох або трьох компонентів розчинник ускладнює технологічний процес внаслідок необхідності окремого збирання обох (або трьох) компонентів змішаного розчинника. Задачею корисної моделі є удосконалення полімеризаційної системи для олігодієнів з кінцевими гідроксильними групами, вихід яких є вищим порівняно з відомою системою і полегшує видалення розчинника. Крім того, розчинник є відходом виробництва етилового спирту, що сприяє збереженню навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується тим, що полімеризаційна система для олігодієнів з кінцевими гідроксильними групами на основі ізопрену, розчинника та ініціатору полімеризації 50 %-ного водного розчину ПВ, згідно з корисною моделлю, як розчинник містить ефіроальдегідну фракцію (ЕАФ) виробництва етилового спирту або її суміш з ізопропіловим спиртом (ІПС) при вмісті ЕАФ 0,08-1,00 об'ємної частки розчинника за такого співвідношення компонентів, об. ч.: ізопрен 4,32 розчинник - суміші 7,27 ефіроальдегідної фракції з ІП 50 %-ний водний розчин ПВ 0,41. Полімеризаційна система як дієн містить ізопрен. Експериментально був підібраний склад полімеризаційної системи, який забезпечує підвищення виходу олігомеру. Олігомери мають функціональність по гідроксильних групах, яка дозволяє одержувати зшиті поліуретани з властивостями, які відповідають вимогам до поліуретанових матеріалів як герметиків, покриттів, клеїв, ізоляційних матеріалів, в будівельній, електронній промисловості та в інших областях. Розчинник ЕАФ є відходом виробництва етилового спирту і дешевший за використані у відомій полімеризаційній системі розчинники. Полімеризацію здійснюють таким чином. Скляну ампулу завантажують вихідними продуктами в послідовності розчинник (ЕАФ+ІПС) - ініціатор - свіжоперегнаний ізопрен. Ампулу вакуумують у замороженому стані шляхом кількох циклів заморожування-танення та запаюють під вакуумом. Поміщають ампулу в нагріту до 90 °C водяну або масляну баню (термостат) і нагрівають протягом 10 год. Через 10 год. виймають ампулу, охолоджують до кімнатної температури і розкривають. Переносять вміст ампули в круглодонну колбу і сушать спочатку при 40 °C для видалення залишку ізопрену, потім при 90 °C для видалення суміші ЕАФ, ІПС і води. Досушують до постійної маси при 90 °C під вакуумом у роторному випарнику. Визначають вихід сухого олігомеру зважуванням. Як критерій для оцінки ефективності розчинника прийнято вихід олігомеру. Суть корисної моделі пояснюється прикладами. В прикладах 1-7 (таблиця) наведені виходи олігоізопрену при полімеризації ізопрену в ефіроальдегідній фракції та її сумішах з ІПС. Приклад 1. Завантажують в скляну ампулу 0,58 мл ЕАФ, 6,69 мл ІПС, 0,41 мл 50 %-ного ПВ і 4,32 мл ізопрену (сумарний об'єм 12 мл). Ампулу вакуумують, як описано вище, запаюють, поміщають у водяний термостат, нагрітий до 90 °C, і полімеризують протягом 10 год. Після охолодження вміст ампули піддають нагріванню для видалення розчинника та вакуумуванню з нагріванням для сушіння від залишків розчинника, води та пероксиду водню. 1 UA 113304 U 5 10 15 Приклад 2. В ампулу завантажують 1,16 мл ЕАФ, 6,11 мл ІПС, сумарно 7,27 мл, 0,41 мл 50 %-ного ПВ і 4,32 мл ізопрену. Полімеризацію і виділення олігомеру проводять за прикладом 1. Приклади 3-8. В ампулу завантажують змінні об'єми ЕАФ і ІПС, сумарно 7,27 мл, 0,41 мл 50 %-ного пероксиду водню і 4,32 мл ізопрену. Полімеризацію і виділення олігомеру проводять за прикладом 1. Приклад 9. В ампулу завантажують 7,27 мл ЕАФ, 0,41 мл 50 %-ного пероксиду водню і 4,32 мл ізопрену. Полімеризацію і виділення олігомеру проводять за прикладом 1. Приклади 10 (контрольний). В ампулу завантажують 0,29 мл ЕФА, 6,98 мл ІПС, 0,41 мл 50 %-ного пероксиду водню і 4,32 мл ізопрену. Полімеризацію і виділення олігомеру проводять за прикладом 1. Приклад 11 (найближчий аналог). В ампулу завантажують 1,04 мл н-бутанолу, 6,23 мл циклогексанолу, 0,41 мл 50 %-ного пероксиду водню і 4,32 мл ізопрену. Полімеризацію і виділення олігомеру проводять за прикладом 1. Виходи олігоізопрену наведені в таблиці. Для порівняння результатів вихід по найближчому аналогу прийнятий за 100 %. Таблиця Приклади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (контрольний) 11 (найближчий аналог) 20 25 30 Склад полімеризаційної системи, мл Об'ємна частка Ізопрен ПВ ЕАФ ІПС ΕАΦ в суміші розчинників 4,32 0,41 0,58 6,69 0,08 4,32 0,41 1,16 6,11 0,16 4,32 0,41 1,74 5,53 0,24 4,32 0,41 2,32 4,95 0,32 4,32 0,41 3,64 3,63 0,50 4,32 0,41 4,22 3,05 0,58 4,32 0,41 4,85 2,42 0,67 4,32 0,41 6,10 1,17 0,84 4,32 0,41 7,27 0 1.00 4,32 0,41 4,32 0,41 0.29 6,98 6,23 1,04 (н(циклобутанол) гексанол) Вихід олігоізопрену по відношенню % від г до найближчий теор. аналог, % 1,46 49,8 112 1,64 55,8 126 1,75 59,5 134 1,76 60,0 135 1,86 63,1 143 1,94 66,0 149 1,99 67,7 153 2,02 68,7 155 2,07 70,3 159 0,04 1,25 42,5 96 0 1,30 44,3 100 З таблиці видно, що виходи олігоізопрену в сумішах ЕФА з ІПС (приклади 1-8) вищі за виходу, одержаного в суміші н-бутанолу і циклогексанолу (найближчий аналог, приклад 11). Вихід зростає із збільшенням добавки ЕАФ до ізопропілового спирту, досягає максимального значення при об'ємній частці ЕАФ 1,00 (приклад 9, чиста ЕАФ, 159 % по відношенню до виходу в прототипі) і стає нижчим, ніж в прототипі (приклад 10, контрольний, об'ємна частка ЕАФ в суміші з ІПС 0,04). Таким чином, наведені дані показують, що використання ефіро-альдегідної фракції - відходу виробництва етилового спирту, або її сумішей з ізопропіловим спиртом в кількості 0,08-1,00 її об'ємної частки в суміші, як розчинника в процесі полімеризації ізопрену під дією пероксиду водню підвищує вихід олігоізопрену на 12-59 % відносно найближчого аналога. Джерела інформації: 1. Бойко В.П., Грищенко В.К. Пероксид водорода в химии каучука// Хім. пром. України. 2011. - № 3. - С. 65-79. 2. Патент UA № 91315 Бойко В.П., Грищенко В.К., Лебедев Є.В. Полімеризаційна система для олігодієнів з кінцевими гідроксильними групами// МПК С08К5/04 (2006.01). Опубл. 25.06.2014. - прототип. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Полімеризаційна система для олігоізопрену з кінцевими гідроксильними групами на основі ізопрену, розчинника, ініціатора полімеризації 50 %-ного водного розчину пероксиду водню, який відрізняється тим, що вона як розчинник містить суміш ефіро-альдегідної фракції (ЕАФ) 2 UA 113304 U відходу виробництва етилового спирту, з ізопропіловим спиртом, в кількості 0,08-1,00 об'ємної частки ЕАФ в суміші, за такого співвідношення компонентів (об. ч.): ізопрен 4,32 розчинник 7,27 50 %-ний водний розчин пероксиду водню 0,41. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3