Винахід стосується пластичних мас, зокрема способу отримання полівінілового спирту. Полівінілхлорид отримують омиленням поливинилацетата у вигляді латексу, каталізатор - луг. Змішання латексу ПВА і водного розчину каталізатора омилення здійснюють при 0-22 ° С. Омилення проводять в інтервалі 0-80 ° С. В кінці процесу омилення, коли процес фактично закінчений, створюють концентрацію електролітів не менше 2,5 г-екв / л. Для поліпшення виділення осаду полівінілового спирту здійснюють нагрів суспензії до 90-140 ° С або доливають водний розчин полівінілового спирту. Кількість доливають полівінілового спирту (ПВС) 1,2-2,5 мас.% Від ПВС в суспензії. Можна здійснювати одночасно і нагрів суспензії і введення додаткової кількості водного розчину ПВС. 1 з.п. ф-ли, 1 табл.
Винахід відноситься до виробництва пластичних мас, зокрема до способів омилення полівінілацетату (ПВА) у вигляді дисперсії і латексів, і може бути використано в хімічній промисловості. Продукти омилення ПВА можуть бути використані в ряді галузей народного господарства, наприклад, для шлихтования пряжі, в якості сполучного в металургійній промисловості, як сировину при виробництві полівінілацеталей, для отримання лаку і клеїв.
Практично всі відомі в даний час способи омилення ПВА у вигляді дисперсії і латексів з отриманням полівінілового спирту та його кополімерів з вінілацетату в твердому вигляді передбачають проведення процесу омилення в присутності органічних розчинників.
В результаті виникає необхідність регенерації розчинника, що вдається здійснити тільки за допомогою складного багатоступінчастого процесу ректифікації і екстракції.
У промисловості ПВА обмилюють в спиртовому розчині, головним чином в метанолі.
Недоліком такого способу є необхідність використання великої кількості високотоксичного і вибухопожежонебезпечного розчинника, особливо при обмиленні високомолекулярного ПВА. У цих випадках головним недоліком залишається складний процес виділення органічного розчинника і складних ефірів оцтової кислоти, що утворюються в ході реакції. Крім того, виникає небезпека "злипання" гранул в ході омилення. Процес також є токсичним і вибухопожежонебезпечних.
Відомий також спосіб, обраний в якості прототипу, який передбачає омилення ПВА у вигляді гранул або латексу в водно-лужному розчині без використання органічних розчинників. Омилення здійснюють в водно-лужному розчині солей, переважно ацетату натрію, з концентрацією 0,15-0,6 г-екв / л при молярному співвідношенні лугу і мономерного ланки вінілацетату 1,05: 1-1,6: 1 і температурі 15- 40 о с з наступним промиванням утворилися гранул полівінілового спирту водою від ацетату натрію і надлишку лугу.
Недоліком вказаного способу є використання великого надлишку лугу, неможливість отримання ПВС неповного омилення (сольфара), проведення процесу в порівняно розведеної суспензії, що містить близько 10% ПВА, досить жорстка вимога до режиму омилення. Температура змішання розчинів, концентрації ацетату натрію і ПВА в вихідному латексі впливають на швидкість і глибину протікання реакції, ускладнюють стабільне проведення процесу. У разі використання для омилення латексу ПВА процес омилення практично протікає в дві стадії. При Прилив латексу до розчину ацетату натрію і лугу відбувається коагуляція, що призводить до збільшення розміру часток ПВА і відповідно до зменшення їх поверхні. Порівняно великий розмір часток суспензії (після коагуляції) призводить до того, що реакція взаємодії з лугом лімітується швидкістю дифузії через поверхню твердих частинок ПВА.
Метою винаходу є підвищення продуктивності процесу за рахунок збільшення швидкості реакції, збільшення концентрації реагентів в реакційній суміші, підвищення стабільності процесу розширення можливого асортименту одержуваних продуктів - продуктів повного і неповного омилення ПВА, поліпшення екології процесу.
Поставлена мета досягається тим, що спосіб отримання полівінілового спирту здійснюють омиленням латексу ПВА в водно-лужному розчині в присутності електроліту. Луг - каталізатор процесу омилення. Змішання реагентів - розчину ПВА, каталізатора, здійснюють при 0-22 ° С, процес омилення здійснюють при 0-80 о С. В кінці процесу омилення в реакційній середовищі створюють концентрацію електролітів не менше 2,5 г-екв / л. В процесі омилення можливе отримання дуже дрібного порошку. Для поліпшення виділення ПВС його укрупнюють або прогріванням при 90-140 о С, або шляхом додавання водного розчину ПВС (кількість його 1,2-2,5 мас.% Від ПВС в суспензії), або шляхом спільного використання цих двох прийомів.
Латекс поливинилацетата отримують емульсійної полімеризацією вінілацетату з використанням будь-яких ініціаторів радикальної полімеризації, або випромінювань високої енергії і йоногенних емульгаторів. У наведених прикладах ініціювання здійснювали випромінюванням Co 60 при кімнатній температурі, або ініційованої персульфат, наприклад, персульфат калію при 60 о С. В якості емульгатора застосовували Е-30 (алкилсульфонати натрію) або емульгатор С-10.
П р и м і р 1. 100 мл латексу радіаційного способу отримання, що містить 35,2 г ПВА, доливають при перемішуванні протягом 15 хв до 100 г 19,6% -ного водного розчину гідроксиду натрію при 22 о С. Потім температуру піднімають до 30 о С і ведуть процес протягом 2 ч. Після цього суміш нейтралізують крижаної оцтової кислотою, прогрівають при 90 о С протягом 15 хв. У гарячу суспензію додають при перемішуванні розчинені у воді 0,21 г ПВС. Суспензію охолоджують до кімнатної температури, відокремлюють осад від маточника будь-яким прийнятним технологічним способом (центрифугуванням, седиментацією, фільтрацією і ін.). В даному випадку осад відокремлюють фільтрацією під дією сили тяжіння через капронову фільтр (тканина ОСТ 17-46-82 арт. 35 КС). Час фільтрації 4 хв.
Осад відмивають водою від ацетату натрію і сушать при 60 о С. Отримують 17,6 г (96,6% від теорії) порошку ПВС з характеристичною в'язкістю 1,9 дл / г (мол.м. 230000) та містить 0,1% ацетатних груп.
П р и м і р 2. 100 мл латексу ПВА радіаційного способу отримання, що містить 29,5 г ПВА, доливають при перемішуванні до 30 г 32% -ного водного розчину гідроксиду натрію при 0 о С. Омилення проводять при 0-3 ° С протягом 5 ч. Потім суспензію нейтралізують крижаної оцтової кислотою, додають до суспензії 9,2 г трехводного розчину ацетату натрію і 0,38 г ПВС, розчиненого у воді. Суспензію фільтрують через капронову фільтр, як в прикладі 1. Час фільтрації 6 хв. Потім осад промивають водою і сушать, як в прикладі 1. Отримують 14,7 г (93,7% від теорії) порошку сополимера вінілового спирту і вінілацетату, що містить 32% ацетатних груп і з характеристичною в'язкістю 1,85 дл / г. Полімер розчинний у воді при 70 о С.
П р и м і р 3. 100 мл латексу ПВА, отриманого з використанням в якості ініціатора персульфата калію, що містить 28,6 г ПВА, доливають протягом 15 хв при 16 о С до 60 г 25% -ного водного розчину гідроксиду натрію. Потім температуру піднімають до 80 о С і проводять омилення протягом 2 ч.
Отриману суспензію охолоджують до 20 о С і фільтрують, як в прикладі 1. Час фільтрації 20 хв. Осад промивають водою і сушать, як в прикладі 1. Отримують 13,9 г (96% від теорії) порошку ПВС з характеристичною в'язкістю 1,2 дл / г (мол.м. 150000) та містить 0,95% ацетатних груп.
П р и м і р 4. Процес проводять, як в прикладі 3, але отриману після омилення суспензію нагрівають до 140 ° С, потім охолоджують до 80 о С і додають 0,2 г ПВС, розчиненого у воді.
Суспензію фільтрують, як в прикладі 1. Час фільтрування 3 хв. Осад промивають водою і сушать, як в прикладі 1. Отримують 14 г (94,5% від теорії) порошку ПВС з характеристичною в'язкістю 1,29 дл / г (мол.м. 150000) та містить 0,95% ацетатних груп.
П р и м і р 5 (по прототипу). 100 мл латексу ПВА радіаційного способу отримання, що містить 29,5 г ПВА, доливають при перемішуванні при 15 о С до 70 г водного розчину, що містить 9,6 г гідроксиду натрію і 4,76 г трехводного ацетату натрію. Отриману суспензію нагрівають до 40 ° С і ведуть процес протягом 10 год. Суспензію фільтрують і сушать, як в прикладі 3. Отриманий полімер при 70 о С був у воді не розчиняється і лише частково розчинився у воді при 100 о С. Це свідчить, що отриманий порошок не є сополімером вінілового спирту і вінілацетату, а являє суміш (в межах однієї частки) ПВС і неомилених ПВА. Таким чином, отримання частково омилення ПВС неможливо. У прототипі також використовують певну концентрацію електроліту, але створюють її на початку процесу омилення, максимальне значення концентрації електроліту 1,8 г-екв / л.
1. СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ полівінілового спирту шляхом омилення полівінілацетату у вигляді латексу в водно-лужному розчині в присутності електроліту з подальшою відмиванням омилення полівінілацетату водою, що відрізняється тим, що, з метою підвищення продуктивності процесу і розширення діапазону ступеня омилення полівінілацетату, змішання реагентів здійснюють при 0 - 22 o С, а процес омилення проводять в інтервалі температур 0 - 80 o С і створюють в отриманої в результаті омилення суспензії концентрацію електролітів не менше 2,5 г - екв / л.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що, з метою поліпшення процесу виділення осаду, суспензію нагрівають до 90 - 140 o С і / або до суспензії доливають водний розчин полівінілового спирту в кількості 1,2 - 2,5 мас.% до полівінілового спирту в суспензії.