SU1742279A1

SU1742279A1 - Способ получени пористого полимера

Info

Publication number: SU1742279A1
Application number: SU894723388A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Новиков; Владимир Иванович Коротеев
Original assignee: Центр научно-технического творчества молодежи "Внедрение"
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Изобретение относитс к технологии пластических масс Применение: изготовление пористых сорбентов и изделий сложной формы из пористых пластмасс. Дл получени пористого полимера в виде заданной формы раствор высокомолекул рного жела- тинизатора 1,0-6,5% и инициатора 0,33- 8,77% помещают в форму, подвергают термической обработке при температуре на 5-15&deg;С ниже температуры распада инициатора до образовани гел . Добавл ют виниловый или дивиниловый мономер в разбавителе и термостатируют при температуре распада инициатора. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс к технологии пластических масс, а именно к изготовлению пористых сорбентов и изделий сложной формы из пористых пластмасс.

Целью изобретени вл етс получение полимера в виде заданной формы.

Способ осуществл етс следующим образом .

Дисперсную фазу в виде смеси инициатора , желатинизирующего вещества и растворител формуют по форме готового издели и в таком состо нии превращают в гель. Дисперсна фаза приобретает прочность , достаточную дл сохранени формы издели и после прекращени формовани .

В гелеобразном виде дисперсную фазу отдел ют от формы и погружают в дисперсионную среду, состо щую из смеси мономеров и разбавител , не раствор ющей дисперсную фазу. При этом дисперсна фаза практически сколь угодно долго может находитьс в дисперсионной среде, сохран свою форму.

Термостатируют смесь при температуре распада инициатора. При этом мономерна

смесь, диффундирующа внутрь дисперсной фазы, начинает полимеризоватьс в центрах распада молекул инициатора одновременно во многих местах, образу в них мелкие частички полимера, объем которых постепенно растет в процессе полимеризации .

Частицы полимера увеличивают свой размер до тех пор, пока не израсходуетс вс мономерна смесь. По мере роста числа частиц полимера и их размера они частично слипаютс друг с другом, образу на завершающей стадии конгломерат из взаимно слипшихс частиц, заполн ющих объем дисперсной фазы, пространство между которыми заполнено смесью растворител непрореагировавшего инициатора и гел

Удал ют растворитель, гель и остатки инициатора из пор между частицами полимера в дисперсной фазе и получают изделие из пористого полимера заданной формы

С целью регулировани пористости полимера , объемы растворител и желатинизасо

с

к

ч О

тора измен ют в пропорции, определ емой соотношением

л .)- v + VT w К

тз + пи

где W - удельна объемна пористость;

Va - объем непрореагировавшего инициатора;

гл,з - масса инициатора, реагирующего с мономерной смесью;

гп4 - масса смеси мономеров.

Величина коэффициента К зависит от природы мономеров, желатинизатора и некоторых других факторов и определ етс в пробных экспериментах.

Дл получени гранулированного пори- стого полимера дисперсную фазу до гелеоб- разовани ввод т в дисперсионную среду. В этом случае дисперсна фаза в виде крупных капель и жидких образований частично заполн ет дисперсионную среду.

Перевод т дисперсную фазу в гель. Капли приобретают прочность и не могут при своем сближении изменить форму, слепитьс и образовать жидкие конгломераты неопределенной формы.

Термостатируют смесь при температуре распада инициатора, что приводит к образованию внутри гелеобразных капель частичек полимера аналогично описанному процессу.

С целью регулировани размера крупных пор в полимере, объемы смеси монометров V4 и разбавител Vs измен ют в пропорции, определ емой соотношением

w2 K2 V4++V5

тз + ГП4

где Л/2 - удельна объемна пористость крупных пор;

К2 - численный коэффициент.

Способ позвол ет получать гранулы по- ристого полимера правильной сферической формы.

Размер капель контролируетс микроскопическим методом после перевода их в гель, но до термостатировани . В этом слу- чае их размер легко измер етс , поскольку капли представл ют собой твердые сферические частицы, которые можно хранить, перемещать и использовать достаточно

длительное врем до термостатировани .

Размер гранул после полимеризации определ етс теми же методами.

Пример1.В дисперсионную среду, состо щую из 20 мае.ч. бензола, 80 мае,ч. хлороформа, 10 мае.ч. стирола и 10 мае.ч. дивинилбензола, ввод т дисперсную фазу, состо щую из 15 мае.ч. воды, 4 мае.ч. перекиси водорода (инициатора), 1 мае.ч. метил- целлюлозы, диспергируют дисперсионную

0

5 0

5

0

5

0

5

0

5

фазу до размера капель 1 мкм, превращают капли в гель нагреванием смеси до 42°С и термостатируют при 60°С в течение 12 ч.

После окончани реакции отдел ют сополимер от дисперсионной среды, промывают водой до полного удалени гел и инициатора.

Получают полимер размером пор 0,037 мкм, разменом гранул 1,3 мкм, объемом пор 0,93 см°/г и удельной поверхностью 31 м /г. Сферичность не ниже 98%.

Результаты испытаний даны в таблице.

Пример 2. В дисперсионную среду, состо щую из 50 мас.ч. толуола, 50 мае.ч. дихлорэтана, 7 мас.ч. стирола, 3 мас.ч. дивинилбензола , 10 мас.ч. метилметакрилата, ввод т дисперсную фазу, содержащую 20 мас.ч. воды, 4 мас.ч. перекиси водорода, 1 мас.ч. оксиэтилцеллюлозы. Диспергируют смесь до образовани капель дисперсной фазы диаметром 20 мкм, превращают их в гель нагреванием до 32°С и термостатируют при 55°С в течение 24 ч.

Получают гранулы пористого полимера размером 23 мкм, с характерным размером пор 0,1 мкм, объемом пор 1,2 см2/г, удельной поверхностью пор 15 м /г. Сферичность не ниже 98%.

Пример 3. В среду, состо щую из 100 мас.ч. гексана, 30 мас.ч. диэтилфумара- та, 20 мас.ч. дивинилбензола, 5 мае,ч. пол- ицетилметакрилата, ввод т десперсную фазу, содержащую 8 мас.ч. воды, 5 мас.ч. диметилсульфоксида, 2 мас.ч. агар-агара, 5 мас.ч. перекиси водорода, диспергируют ее до размера капель 1,8 мкм и перевод т в гель охлаждением до 10°С в течение 6 ч и термостатируют при 55°С в течение 24 ч.

Полученный полимер с размером гранул 2,3 мкм, характерным размером пор 0,01 мкм, объемом пор 0,41 см2/г и удельной поверхностью пор 49м2/г. Сферичность не ниже 98%.

Пример 4. В среду, состо щую из 100 мас.ч. циклогексана, 10 мас.ч. дивинил- бензола, ввод т дисперсную фазу, содержащую 5 мас.ч. диметилформамида, 0,1 мас.ч. триацетата целлюлозы, 1 мас.ч. персульфата аммони , диспергируют ее до размера кап ль 7 мкм и перевод т их в гель охлаждением до 5°С в течение 20 мин, термостатируют смесь при 50°С в течение 12 ч.

Получают полимер с размером гранул 9 мкм, размером пор 0,02 мкм, объемом пор 1,81 см3/г и их удельной поверхностью 96 м2/г. Сферичность не ниже 98%.

П р и м е р 5. Дисперсную фазу, состо щую из 10 мас.ч. воды, 1 мас.ч. персульфата аммони и 0,5 мас.ч, агар-агара, формуют в виде пленки толщиной 50 мкм, превращают

в гель охлаждением до 10°С в течение 15 мин, помещают в дисперсионную среду, состо щую из 30 мае.ч. гексана, 20 мас.ч. стирола, 1 мас.ч. дивинилбензола, и термо- статируют при 55°С в течение 14 ч.

Получают пленку из пористого полимера толщиной 140 мкм.

П р и м е р 6. Дисперсную фазу, состо щую из 10 мас.ч. воды, 1 мас.ч. персульфата кали и 0,67 мас.ч. агар-агара, формуют в виде стакана с толщиной стенки 400 мкм, превращают в гель охлаждением до 10°С в течение 15 мин, помещают внутрь гелеоб- разного стакана дисперсионную среду, содержащую 20 мас.ч. гексана, 20 мас.ч. стирола и 0,5 мас.ч. дивинилбензола, и тер- мостатируют при 50°С в течение 24 ч.

Получают стакан из пористого полимера с толщиной стенки 0,9 мкм, пригоден дл улавливани нефти и нефтепродуктов и р да других веществ.

Примеры 7-9. Способ осуществл ют по примеру 6.

Пример 0. В раствор, содержащий 2 мас.ч. метилцеллюлозы и 1 мас.ч. персульфата кали в 200 мас.ч. воды, помещают 100 мас.ч. стирола, диспергируют его в растворе до размера капель, соответствующих размеру крупных пор в готовом полимере, например, в пределах 50-300 мкм, заливают полученную смесь в форму, превращают смесь в гель нагреванием до 42°С и термо- статируют при 60°С в течение 4 ч.

Получают формованный полимер с общим объемом пор 3,13 см /г, с бимодуль- ным распределением пор по размерам в диапазонах 0,05-0,1 и 50-300 мкм. При этом удельный объем мелких пор 2,03 см /г, а крупных пор 1,1 см /г.

П р и м е р 11. В раствор, содержащий 3 мас.ч. метилцеллюлозы и 1 мас.ч. перекиси водорода в 300 мас.ч. гексана, диспергируют эту смесь в растворе до размера капель, соответствующих размеру крупных пор в готовом продукте, например 50-300 мкм, заливают полученную смесь в форму, превращают в гель нагреванием до 42°С и термостатируют при 60°С в течение 4 ч,

Claims

Получают формованный полимер с общим объемом пор 4,45 см3/г, с бимодуль- ным распределением пор по размерам в диапазонах 0,05-0,1 и 50-300 мкм соответственно , причем удельный объем мелких пор 2,76 см /г, а крупных пор 1,69 см3/г. Формула изобретени 1. Способ получени пористого полимера из мономерной смеси с его разбавителем

в присутствии раствора высокомолекул рного желатинизатора и радикального инициатора путем термостатировани при температуре распада инициатора, отличающийс тем, что, с целью получени

полимера заданной формы с открытопори- стой структурой, раствор инициатора и желатинизатора формуют, превращают его в гель и до термостатировани помещают в мономерную смесь с разбавителем.
2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью получени гранулированного пористого полимера, раствор желатинизатора и инициатора до гелеобразовани диспергируют в мономерной смеси с разбавителем до размера капель, соответствующего размеру гранул готового продукта.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что, с целью получени бимодального распределени пор по размеру, мономерную смесь с разбавителем до формовани диспергируют в растворе жела тинизатора и инициатора до размера капель , соответствующего размеру крупных пор в полимере.
4. Способ по пп. 1-3, отличающий- с тем, что, с целью регулировани удельного объема мелких пор, используют 5- 300% от массы мономерной смеси растворител , 1,0-6,5% желатинизатора и

0,33-8,77% инициатора от массы растворител .
5. Способ по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ и й- с тем, что, с целью увеличени пористости и повышени однородности мелких пор по

размерам, увеличивают количество инициатора до 25% от массы растворител и снижают температуру термостатировани на 5-15°С относительно температуры распада инициатора.