Спосіб одержання малеїнізованих реакційноздатних олігомерів

Реферат: UA 73031 U UA 73031 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до високомолекулярних сполук, одержаних реакціями за участю лише ненасичених вуглець-вуглецевих зв'язків у розчині, зокрема до одержання реакційноздатних олігомерів (РО), які відзначаються унікальними фізико-хімічними властивостями, належать до класу синтетичних плівкоутворювачів для виробництва лакофарбових матеріалів та успішно використовуються у різних галузях промисловості: гумотехнічній, целюлозно-паперовій та ін. Відомий спосіб одержання олігомерів, так званих нафтополімерних смол (НПС), такого типу шляхом іонної (каталітичної) і радикальної (термічної та ініційованої) олігомеризації фракцій рідких продуктів піролізу (РПП) [Беренц А. Д., Воль-Эпштейн А. Б., Мухина Т. Н., Аверх Г. Л. Переработка жидких продуктов пиролиза. - М: Химия, 1985.-216 с.]. Відомий спосіб одержання малеїнізованих РО, який включає радикальну олігомеризацію фракції С9 рідких продуктів піролізу у присутності ініціатора, вилучення дистиляцією непрореагованих вуглеводнів та модифікацію одержаного олігомеру. Процес модифікації здійснюють малеїновим ангідридом в кількості 5…20 % мас., при температурі 160…200 °C, протягом 6…12 годин [Думский Ю. В., Но Б. И., Бутов Г. М. Химия и технология нефтеполимерных смол. - М: Химия, 1999.-302 с.]. Але використання як ініціатора гіперизу та фракції C9 РПП бензину не забезпечує одержання НПС з високим виходом і не дозволяє скоротити час олігомеризації нижче 12 годин, а низька ненасиченість, колір і погана розчинність обмежують використання цієї смоли у лакофарбовій промисловості. Крім того, гіпериз є вибухонебезпечним при використанні та зберіганні, а використання перегрітої водяної пари для відгонки непрореагованих вуглеводнів спричинює утворення стічних вод. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб одержання РО, в якому використання нової вихідної сировини, нового високоефективного ініціатора та нових умов дистиляції забезпечили би прискорення процесу олігомеризації та одержання малеїнізованих РО з вищим виходом і кращими фізико-хімічними показниками, та без утворення стічних вод. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання малеїнізованого РО, який включає радикальну олігомеризацію фракції С9 РПП у присутності ініціатора, вилучення дистиляцією непрореагованих вуглеводнів та модифікацію одержаного олігомеру, згідно з корисною моделлю, як фракцію Сд РПП використовують фракцію С9 рідких продуктів піролізу дизельного палива, як ініціатор - три-трет-бутилпероксивініл-силану, а дистиляцію непрореагованих вуглеводнів здійснюють у середовищі інертного газу спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакуумом, модифікують малеїновим ангідридом або малеїновою, або фумаровою кислотами, в кількості 15…20 % мас., при температурі 160…180 °C, протягом 4…8 годин… За рахунок високої активності три-трет-бутилпероксивінілсилану, тривалість олігомеризації знижується і одержують олігомер з вищим виходом та покращеними фізико-хімічними характеристиками: підвищеною ненасиченістю, вищою температурою розм'якшення. Більш ненасичений характер синтезованого олігомеру та повна розчинність в уайт-спіриті без додавання до нього сольвенту чи толуолу й дозволяє використовувати їх для потреб лакофарбової промисловості. На відміну від гіперизу новий ініціатор є безпечним при тривалому зберіганні та використанні. У технології відсутні стічні води та викиди в атмосферу, оскільки непрореаговані вуглеводні (атмосферний та вакуумний відгони) можна використовувати як сольвент у лакофарбовій промисловості та як компонент котельного палива. Для одержання малеїнізованого РО були використані: фракція С 9 РПП дизельного палива (вміст реакційноздатних вуглеводнів складає 57,5 %) з наступними фізико-хімічними 3 характеристиками: густина 925 кг/м , бромне число 135 г Вг2/100 г, молекулярна маса (кріоскопія) - 140; ініціатор три-трет-бутилпероксивінілсилан СН2=СН-Sі[ООС(СН3)3]3, синтезований за методикою [Тимофеевич Н. Т. Синтез и свойства функциональных кремнийорганических пероксидов. Автореф. дис. … канд. хим. наук 02. 00. 03 // Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола. - Львов, 1987.-18 с.] з 3 такими показниками: густина 957,9 кг/м , молекулярна маса 322,5, вміст основного продукту = 98,0 % мас, вміст активного кисню [О]акт. 14,9 %. Густину визначали згідно з ГОСТом 3900-85, бромне число визначали за методикою [Годовская К. И., Рябина Л. В., Новик Г. Ю., Гернер М. М. Технический анализ. - М: Высшая школа, 1972.-487с.], молекулярну масу (кріоскопічно) [Практикум по физической химии. / Под редакцией С. В. Горбачева - М.: Высшая школа, 1974.-495 с.], колір згідно з ГОСТом 19266-79, температуру розм'якшення згідно з ГОСТом 11506-73, кислотне число та число омилення за методикою [Одабашян Г. В. Лабораторный практикум по химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза. -М.: Химия, 1992.-239 с.]. 1 UA 73031 U 5 10 15 Приклад 1. 3 100 см фракції С9 РПП дизельного палива піддавали олігомеризації. Процес олігомеризації проводили при 180 °C, протягом 6 годин, з використанням термостабільного пероксидного ініціатора - три-трет-бутилпероксивінілсилан. Олігомеризацію вуглеводнів фракції С 9 проводили в термостатованому реакторі з нержавіючої сталі в середовищі аргону при надлишковому тиску, що забезпечує перебіг реакції в рідкій фазі. Вуглеводні, що не прореагували, вилучали, проведенням дистиляцій спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакуумом. Одержано 30 г вуглеводневого олігомеру з такими фізико-хімічними показниками: температура розм'якшення 3 75 °C, бромне число 65 г Вr2/100 г, колір за ЙМШ 20 мг J2/100 см , молекулярна маса 575. Одержаний олігомер хімічно модифікували малеїновим ангідридом у кількості 15 % мас., при температурі 160 °C, протягом 6 годин Процес хімічної модифікації проводили у чотиригорлій колбі, оснащеній зворотним холодильником, мішалкою, термометром та барботером для інертного газу (аргон), при атмосферному тиску. Одержано 44 г малеїнізованого РО з відповівдними фізико-хімічними характеристиками, наведеними у табл. 1. Приклад 2-4. Олігомеризацію фракції з подальшою модифікацією ненасиченою сполукою проводили аналогічно як у прикладі 1. Як модифікатор використовували малеїнову кислоту, фумарову кислоту та малеїновий ангідрид, відповідно (див. табл. 2). Одержані РО мають фізико-хімічні показники наведені в табл. 1. 20 Таблиця 1 Основні показники реакційноздатних олігомерів № з/п 1 2 3 4 5 6 Найменування показників Температура розм'якшення, °C Бромне число, г Вr2/100 г 3 Колір за ЙМШ, мг J2/100 см Молекулярна маса (кріоскопія) Кислотне число, мг KОН/г Число омилення, мг KОН/г Прототип 104 10 55 670 141 Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 82 79 84 89 36 37 33 39 20-30 30-40 30 30 995 790 890 1050 12 141 109 18 145 180 Таблиця 2 Технологічні параметри і процесу № з/п Найменування показників Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 1 Температура процесу, °C 180 160 160 180 180 2 Тривалість процесу, год. 8 6 6 8 4 3 Кількість модифікатора, % мас. 15 15 15 15 20 25 30 За межами запропонованих умов проведення процесу модифікації основні характеристики малеїнізованих РО погіршуються, а саме підвищення температури та тривалості процесу негативно впливає на температуру розм'якшення, ненасиченість та колір кінцевого продукту, подальше ж підвищення концентрації модифікатора не підвищує кислотного числа та числа омилення. Одержаний малеїнізований реакційноздатний олігомер за фізико-хімічними характеристиками відповідає вимогам ТУ У 6-05743160. 020-99 на смолу нафтополімерну лакофарбову синтетичну. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб одержання малеїнізованих реакційноздатних олігомерів, який включає радикальну олігомеризацію фракції С9 рідких продуктів піролізу у присутності ініціатора, вилучення дистиляцією непрореагованих вуглеводнів та модифікацію одержаного олігомеру, який відрізняється тим, що як фракцію С9 рідких продуктів піролізу використовують фракцію С 9 рідких продуктів піролізу дизельного палива, як ініціатор - три-трет-бутилпероксивінілсилан, дистиляцію непрореагованих вуглеводнів здійснюють у середовищі інертного газу спочатку при атмосферному тиску, а потім під вакуумом, а модифікують малеїновим ангідридом або 2 UA 73031 U малеїновою, або фумаровою кислотами, в кількості 15…20 % мас., при температурі 160…180 °С протягом 4-8 годин. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3