RU79557U1 - INSTALLATION FOR OBTAINING MONODISPERSED SYNTHETIC POLYMERIC LATEX - Google Patents

Abstract

Предложение относится к химии высокомолекулярных соединений и может быть использовано для получения монодисперсных синтетических полимерных латексов и касается технических средств для реализации этого процесса.The proposal relates to the chemistry of macromolecular compounds and can be used to obtain monodispersed synthetic polymer latexes and relates to technical means for implementing this process.

Установка содержит: реакционную камеру 1, соединенную с камерой 2 для обработки реакционной массы, парогенератор 3, центрифугу 4, емкости для гидролиза 5 и очистки 6. Реакционная камера 1 имеет технологическую обвязку, включающую контейнеры 7, 8, 9 и 10 с исходными компонентами, емкость с водой 12, баллон 13 с инертным газом. Камера 1 также оснащена: устройством 14 регулирования-стабилизации температуры, измерителем температуры 15, устройством для активного перемешивания реакционной массы 16. Установка оснащена прибором 17 анализа состава и качества полученного латекса и приборным оснащением 18 для контроля параметров полученного продукта.The installation contains: a reaction chamber 1 connected to a chamber 2 for processing the reaction mass, a steam generator 3, a centrifuge 4, a vessel for hydrolysis 5 and purification 6. The reaction chamber 1 has a process strapping including containers 7, 8, 9 and 10 with the starting components, a container of water 12, a cylinder 13 with inert gas. The chamber 1 is also equipped with: a temperature regulation and stabilization device 14, a temperature meter 15, a device for active mixing of the reaction mass 16. The apparatus is equipped with a device 17 for analyzing the composition and quality of the obtained latex and instrumentation 18 for monitoring the parameters of the obtained product.

Процесс с использованием данной установки позволяет получить латексы с аминогруппами на поверхности частиц, которые способны к самосборке в трехмерные упорядоченные структуры и могут быть использованы для получения новых материалов методами нанотехнологий.A process using this setup allows one to obtain latexes with amino groups on the surface of particles that are capable of self-assembly into three-dimensional ordered structures and can be used to produce new materials using nanotechnology methods.

Ил. -1; форм. - 3п.Fig. -one; forms. - 3p.

Description

Предложение относится к химии высокомолекулярных соединений и может быть использовано для получения монодисперсных синтетических полимерных латексов и касается технических средств для реализации этого процесса.The proposal relates to the chemistry of macromolecular compounds and can be used to obtain monodispersed synthetic polymer latexes and relates to technical means for implementing this process.

В настоящее время известны различные технические средства для получения указанного материала, наиболее представительными из которых можно считать установки, содержащие контейнеры с исходными компонентами и аппарат для приготовления композиционной системы [RU №2164919, С08F 2/22, 2001; Якиманский А.В., Меньшикова А.Ю. и др. Монодисперсные полимерные частицы с ковалентно присоединенными хромофорными группировками // Ж. Рос. Нанотехнологии, 2006, Т. 1, №1-2, С. 171-172.; RU №20811286 1997.].Currently, various technical means are known for obtaining the indicated material, the most representative of which can be considered installations containing containers with initial components and an apparatus for preparing a composite system [RU No. 2164919, С08F 2/22, 2001; Yakimansky A.V., Menshikova A.Yu. et al. Monodisperse polymer particles with covalently attached chromophore groups // J. Ros. Nanotechnology, 2006, T. 1, No. 1-2, S. 171-172 .; RU No. 20811286 1997.].

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату является установка для получения синтетического полимерного материала, содержащая реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого материала, контейнер для его упаковки и временного хранения [RU №72222, 10.04.2008; RU №2206500, 2002].The closest in technical essence and the result obtained is a plant for producing a synthetic polymer material containing a reaction chamber, containers with initial components, devices for analyzing the composition and structure of the resulting material, a container for packaging and temporary storage [RU No. 72222, 04/10/2008; RU No. 2206500, 2002].

Существенным недостатком этой установки является несовершенство ее конструктивно-технологической схемы, которая не включает необходимые для непрерывного процесса агрегаты в виде гидролизатора и камер обработки получаемой реакционной системы готового продукта, что ведет к снижению реакционной способности компонентов, удлинению процесса A significant drawback of this installation is the imperfection of its structural and technological scheme, which does not include the units necessary for the continuous process in the form of a hydrolyzer and processing chambers of the resulting reaction system of the finished product, which leads to a decrease in the reactivity of the components and lengthening of the process

синтеза продукта и требует использования дополнительного оборудования, увеличивая трудозатраты на процесс получения латекса.synthesis of the product and requires the use of additional equipment, increasing labor costs for the process of obtaining latex.

Технической задачей и положительным результатом предлагаемой конструкции установки является исключение потерь агрегативной устойчивости частиц реакционной массы в процессе получения монодисперсного синтетического полимерного латекса при одновременной интенсификации процесса и сокращении трудозатрат на обслуживание установки.The technical task and the positive result of the proposed design of the installation is to eliminate the loss of aggregate stability of the particles of the reaction mass in the process of obtaining monodispersed synthetic polymer latex while enhancing the process and reducing labor costs for the maintenance of the installation.

Указанная техническая задача и получаемый результат достигается за счет описываемой конструкции установки.The specified technical problem and the result obtained is achieved due to the described design of the installation.

Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса содержит: реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого продукта, при этом установка дополнительно снабжена камерой обработки реакционной массы, соединенной с рабочим пространством реакционной камеры, гидролизатором, емкостью для очистки получаемого латекса, при этом камера обработки соединена с рабочей емкостью центрифуги, сообщенной далее с гидролизатором, соединенным магистралью с емкостью для очистки получаемого латекса.The apparatus for producing a monodispersed synthetic polymer latex contains: a reaction chamber, containers with initial components, devices for analyzing the composition and structure of the obtained product, the apparatus is additionally equipped with a reaction mass treatment chamber connected to the working space of the reaction chamber, a hydrolyzer, a tank for cleaning the resulting latex, wherein the processing chamber is connected to the working capacity of the centrifuge, further communicated with a hydrolyzer connected by a line to the capacity cleaning the resulting latex.

Установка имеет терморегулятор реакционной камеры в виде теплозащитной рубашки, заполненной теплоносителем.The installation has a temperature regulator of the reaction chamber in the form of a heat-shielding jacket filled with coolant.

Установка использует в качестве прибора анализа атомно-силовой микроскоп и прибор для кондуктометрического титрования.The facility uses an atomic force microscope and a conductometric titration instrument as an analysis instrument.

Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса раскрывается на прилагаемом чертеже, где показана ее технологическая схема, укомплектованная необходимыми узлами и устройствами.Installation for producing monodispersed synthetic polymer latex is disclosed in the attached drawing, which shows its technological scheme, equipped with the necessary components and devices.

Установка содержит: реакционную камеру 1, соединенную с камерой 2 для обработки реакционной массы, парогенератор 3, центрифугу 4, емкости The installation contains: a reaction chamber 1 connected to a chamber 2 for processing the reaction mass, a steam generator 3, a centrifuge 4, containers

для гидролиза 5 и очистки 6. Реакционная камера 1 имеет технологическую обвязку, включающую контейнеры 7, 8, 9 и 10 (с капельницей 11) с исходными компонентами, емкость с водой 12, баллон 13 с инертным газом. Камера 1 также оснащена: устройством 14 регулирования - стабилизации температуры, измерителем температуры 15, устройством (импеллером) для активного перемешивания реакционной массы 16. Установка оснащена прибором кондуктометрического титрования 17 анализа состава и качества полученного латекса и приборным оснащением 18 для контроля параметров полученного продукта в виде атомно-силового микроскопа.for hydrolysis 5 and purification 6. The reaction chamber 1 has a technological strapping, including containers 7, 8, 9 and 10 (with a dropper 11) with the starting components, a container of water 12, a cylinder 13 with inert gas. Chamber 1 is also equipped with: a control device 14 for temperature stabilization, a temperature meter 15, a device (impeller) for active mixing of the reaction mass 16. The apparatus is equipped with a conductometric titration device 17 for analyzing the composition and quality of the obtained latex and instrumentation 18 for monitoring the parameters of the obtained product in the form atomic force microscope.

Установка в качестве стабилизатора температуры оснащена теплозащитной рубашкой 14.The unit as a temperature stabilizer is equipped with a heat shield 14.

Работа установки осуществляется следующим образом. В полость рубашки 14 подают теплоноситель при t=70°С, из контейнеров подают исходные компоненты: компонент AIP (7), стирол (8), воду (12) и компонент ВФА (9) (сополимер винилформамида) через капельницу 11 из контейнера 10 подают раствор NaOH, полость камеры 1 заполняют инертным газом из баллона 13 (Аr), включают импеллер 16, доводят рН реакционной системы до 6,5-6,15; далее реакционную массу подают в камеру 2, где подвергают ее обработке водяным паром (3) до показателя конверсии стирола 51%, подают массу в центрифугу 4, очищают от водорастворимых примесей, подают в гидролизатор 5, обрабатывают при t°=50°С, очищают в емкости 6 от остатков Н₂О.The installation is as follows. The coolant is supplied into the cavity of the jacket 14 at t = 70 ° C, the initial components are supplied from the containers: component AIP (7), styrene (8), water (12) and the VFA component (9) (vinylformamide copolymer) through a dropper 11 from container 10 NaOH solution is supplied, the cavity of chamber 1 is filled with inert gas from a cylinder 13 (Ar), an impeller 16 is turned on, the pH of the reaction system is adjusted to 6.5-6.15; then the reaction mass is fed into chamber 2, where it is subjected to steam treatment (3) to a styrene conversion rate of 51%, the mass is fed to a centrifuge 4, purified from water-soluble impurities, fed to the hydrolyzer 5, treated at t ° = 50 ° C, cleaned in tank 6 from residues of H ₂ O.

Полученный латекс исследуют на состав и качество прибором кондуктометрического титрования 17 и подают на окончательный анализ атомно-силовым микроскопом 18. Полученный материал имеет общую концентрацию поверхностных имидазолиновых, карбоксильных и аминогрупп на поверхности латекса 0,9 - 1,1*10^-6 моль/м².The obtained latex is examined for composition and quality by a conductometric titration device 17 and fed to the final analysis by atomic force microscope 18. The resulting material has a total concentration of surface imidazoline, carboxyl and amino groups on the latex surface of 0.9 - 1.1 * 10 ^-6 mol / m ² .

Процесс с использованием данной установки позволяет получить латексы с аминогруппами на поверхности частиц, которые способны к самосборке в The process using this setup allows to obtain latexes with amino groups on the surface of particles that are capable of self-assembly in

трехмерные упорядоченные структуры и могут быть использованы для получения новых материалов методами нанотехнологий.three-dimensional ordered structures and can be used to obtain new materials by nanotechnology methods.

Claims (3)

1. Установка для получения монодисперсного синтетического полимерного латекса, содержащая реакционную камеру, контейнеры с исходными компонентами, приборы анализа состава и структуры получаемого продукта, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена камерой обработки реакционной массы, соединенной с рабочим пространством реакционной камеры, гидролизатором, емкостью для очистки получаемого латекса, при этом камера обработки соединена с рабочей емкостью центрифуги, сообщенной далее с гидролизатором, соединенным магистралью с емкостью для очистки получаемого латекса.1. Installation for producing a monodispersed synthetic polymer latex containing a reaction chamber, containers with initial components, devices for analyzing the composition and structure of the resulting product, characterized in that it is additionally equipped with a processing chamber for the reaction mass connected to the working space of the reaction chamber, a hydrolyzer, a tank for purification of the obtained latex, while the processing chamber is connected to the working capacity of the centrifuge, then communicated with a hydrolyzer connected to the tank by a main Stu for purification of the resulting latex. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реакционная камера имеет теплозащитную рубашку.2. Installation according to claim 1, characterized in that the reaction chamber has a heat-shielding jacket. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве прибора анализа используют атомно-силовой микроскоп и прибор для кондуктометрического титрования.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that an atomic force microscope and a conductometric titration device are used as an analysis device.