Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
в сборник 14, откуда он снова поступает в отгонный куб. Затем в кубе создают остаточное давление 150—400 мм рт. ст. и поднимают температуру до 100—120 °С. При этом режиме и отгоняется растворитель.
Растворитель поступает в сборник 16 и оттуда на регенерацию толуола, а гидролиэат (концентрация полимера 45—50%) выгружают в весовой мерник 17, откуда он поступает на конденсацию в реактор 18. в случае производства модифицированных лаков
15 Заказ 89
226
Гл. 10. Получение нелинейных полиорганосилоксанов
в реактор загружают также полиэфир или эпоксидный полимер из мерника 19. Смесь в реакторе перемешивают 1 ч и после этого начинают отгонять растворитель при остаточном давлении 150— 300 мм рт. ст. Растворитель отгоняется со скоростью 40—60 л/ч до достижения температуры 120 °С. При этой температуре отгонку прекращают, прямой холодильник 20 включают как обратный, поднимают температуру до 130—160 °С (при остаточном давлении 200—500 мм рт. ст.) и начинают конденсацию.
В процессе конденсации из реактора 18 отбирают пробу для определения времени желатинизации полимера при 200 или 250 °С (в зависимости от марки лака). Конденсацию считают законченной при времени желатинизации 0,5—7 мин.
При производстве лака на основе метил- и фенилхлорсиланов контроль целесообразно вести по вязкости получаемого продукта. В этом случае конденсацию следует заканчивать при вязкости 80—90 сек по вискозиметру ВЗ-4.
После завершения процесса конденсации прекращают подачу пара в рубашку реактора 18 и доводят в нем давление до атмосферного. В рубашку аппарата дают воду и из мерника 22 вводят необходимое количество растворителя для приготовления лака (50— 65%-ной концентрации). Включают мешалку и перемешивают лак 2—3 ч. После этого продукт анализируют и сливают лак в отстойник 23. Там лак отстаивается при температуре окружающей среды в течение 24 ч (или дольше) и затем самотеком поступает на ультрацентрифугу 24. В процессе центрифугирования через каждые 30 мин отбирают пробу для контроля внешнего вида лака. Готовый лак направляют на расфасовку.
Для некоторых марок полидиметилфенилсилоксановых лаков стадию поликонденсации заменяют полимеризацией. Полимеризация продукта согидролиза в этом случае осуществляется в присутствии раствора едкого кали. При этом идет расщепление связи в!—О циклосилоксановых фрагментов под действием нуклеофильного реагента. Вначале нуклеофильный реагент (гидроксильная группа) координационно связывается с атомом кремния в цепи:
I 3 -О-Si—О I
сн
9нз / \
\ с6н5
-O-Si-O
I
о-
но
СбН5
сн,,
I 3
•-O-Si-O
^"з Si-О— •
снз V \-I. Дно —О—Si —о \
I
СНо
Полидиметилфенилсилоксаны и лаки на их основе
227
Образующийся комплекс нестабилен, в нем рвется силоксановая связь п образуется активный центр:
свн5 сн3 сн3-
II-
I
—О—Si—О—Si—О—Si—
О
сн.
СН3
-О'
Далее идет рост цепи до достижения равновесия, и в итоге образуется поли* мер разветвленного строения.
Полимеризация продукта согидролиза осуществляется в реакторв| снабженном мешалкой и паро-водяной рубашкой, в присутствии катализатора (10—12%-ного спиртового раствора едкого кали) при 20 °С. Полимеризацию
Оргаио-хлор-силаны\
Толуол
Рис. 83. Схема непрерывного процесса производства полидиметилфенилсилоксановых и полиметилфенилсилоксановых лаков:
1 — мерник; 2 — аппарат для конденсации; з, 11 — смесители; 4 — колонна; 5, 7,9 — флорентийские сосуды; 6,8 — промыватели; 10 — емкость; 12 — отгонный куб.
ведут до достижения определенной вязкости продукта, а по окончании полимеризации в реактор загружают расчетное количество диметилдихлорсилана для обрыва цепи и добавляют толуол для разбавления лака. Обработка полимера диметилдихлорсиланом продолжается 3—5 ч при перемешивании; конец этой стадии контролируют по универсальному индикатору. Затем лак фильтруют с целью удаления механических примесей и хлорида калия и направляют на повторную отгонку толуола, которую ведут до достижения требуемых вязкости лака и содержания полимера в нем.
Описанный периодический способ имеет, однако, существенные недостатки;
1) небольшая мощность оборудования (на 1 т вырабатываемых лаков приходится примерно 23 м3 промышленного здания в год);
2) низкая производительность труда (примернр 4 т лака в год на одного работающего);
3) многостадийность процесса, поэтому приходится многократно перегружать полупродукты и готовый лак из аппарата в аппарат, что зачастую приводит к нарушениям технологического процесса, к браку продукции и загазованности на рабочем месте;
15*
228
Гл. 10. Получение нелинейных полиорганосилоксанов
4) затруднена автоматизация процесса;
5) высокая себестоимость полимеров и лаков на их основе. Этих недостатков лишен непрерывный процесс производства
полидиметилфенилсилоксановых и полиметилфенилсилоксановых лаков, принципиальная схема которого приведена на рис. 83.
Раствор смеси органохлорсиланов в толуоле из мерника-дозатора 1 поступает в струйный смеситель 3; сюда же подается в заданном соотношении вода. Расход компонентов контролируется ротаметрами. Реакция согидролиза происходит в камере смешения смесителя 3. Для завершения согидролиза реакционную смесь направляют в колонну 4, из которой массу сливают в флорентийский сосуд 5. В этом сосуде продукты согидролиза и соляная кислота расслаиваются.
