Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
H2C=CH-t-CH3OH —*¦ CH2=CH
I I
CN OCOCH3
Метилакрилат — бесцветная, прозрачная жидкость с резким запахом. Темп. кип. —80,2 °С. Легко полимеризуется.
Винилацетат. В промышленности винилацетат получается при взаимодействии ацетилена с уксусной кислотой:
CH=CH + CH3COOH —> CH2=CH
I
OCOCH3
Винилацетат представляет собой бесцветную жидкость с темп, кип. 72,3 °С.
Итаконовая кислота. Эту кислоту обычно получают нагреванием лимонной кислоты выше 175 °С.
CH2-COOH- CH2COOH CH2-COOH
.1 I I • .
СОН—COOH ——> C-COOH —> C-COOH
I -Н2° Jl Il
CH2-COOH CHCOOH CH2
лимонная аконитовая . итаконовая
кислота • кислота кислота
Итаконовая кислота — белое кристаллическое вещество; темп. пл. ее 163 °С.
Металлилсульфонат. Металлилсульфонат может быть получен различными способами и, в частности, из изобутилеиа или его галоидных производных: -
CH2=C-CH2CH-Na2SO3 —>¦ CH2=C-CH2SO3Na + NaCl
CH3 CH3
Полученные кристаллы металлилсульфоната натрия перекристал-лизовывают из спирта и в таком виде применяют для сополимери-зации. Темп. разл. металлилсульфоната — 260 °С.
IS. 1.3. Растворители
Существует несколько десятков растворителей полиакрилонитрила. Однако промышленное применение в производстве полиакрилонитрильных нитей и волокон получили только семь: диметилформамид, диметилацетамид, диметилсульфоксид, этилен-карбонат, водные растворы азотной кислоты, роданида натрия и хлорида цинка.
Технологические особенности и аппаратурное оформление процесса производства полиакрилонитрильных нитей и волокон в значительной степени зависят от применяемого растворителя полиакрилонитрила. Это связано с различными летучестью растворителей, их способностью растворять полимер и коррозионной активностью.
В Советском Союзе для производства полиакрилонитрильных нитей и волокон применяют два. растворителя: роданид натрия в диметилформамид.
Ниже приводится описание способов получения и свойств некоторых растворителей.
Диметилформамид. Один из промышленных способов получения диметилформамида основан на взаимодействии диметиламина с муравьиной кислотой по реакции
(H3C)2NH + HCOOH —>• HCON(CH3J2 + H2O
диметнламин муравьиная диметилформа-
кислота мид
Диметилформамид — бесцветная жидкость со слабым запахом Хороший растворитель для многих веществ. Диметилформамид смешивается в любых соотношениях с водой и многими органиче* скими растворителями. Темп. кип. его 153 °С, темп. пл. — 61 °С. Диметилформамид — токсичное вещество. Предельно допустимая 'концентрация диметилформамида в воздухе — 0,01 мг/л; в воде— 10 мг/л.
Роданид натрия. В виде 50—52%-ного водяного раствора роданид широко применяется как растворитель в производстве полиакрилонитрильных волокон. Наиболее распространен способ получения роданида натрия ,из синильной кислоты, находящейся в отходах коксового производства. Для этого коксовые газы пропускают через абсорбер со щелочью и полисульфидами: HCN + NaOH + NaSn —ч- NaCNS + Na2Sn-I
Полученный роданид натрия проходит многостадийную очистку. Раствор роданида натрия пропускают через активированный уголь для осветления, фильтруют и упаривают. Из упаренного раствора выделяют кристаллы роданида натрия, которые отделяют на центрифуге. Готовый продукт представляет собой кристаллы, расплывающиеся на воздухе, содержащие 68—70% NaCNS.
Диметилсульфоксид. По растворяющей способности диметилсульфоксид стоит в ряду за диметилформамидом и в качестве растворителя полиакрилонитрила применяется в последнее время в довольно широких масштабах. Существует несколько методов
производства диметилсульфоксида: окислением диметилсульфида, улавливаемого из отходов целлюлозного производства; диметокси-лированием щелочного лигнина. Однако наиболее пригодным для производства полиакрилонитрильных нитей и волокон является диметилсульфоксид, полученный методом прямого синтеза из метанола и сероводорода:
CH3OH+ H2S —> (H3C)2SO+ H2O
Диметилсульфоксид — прозрачная жидкость, замерзающая при 18,45 °С. Темп. кип. ее— 189 °С. Диметилсульфоксид гигроскопичен и смешивается с водой. При нормальных условиях он поглощает до 10% воды.
18.2. СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ И СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛОНИТРИЛА
Полиакрилонитрил получают полимеризацией акрилонитрила: CH2=CH —> •••CH2-CH-CH2-CH-Ch2-CH
I I I г
CN CN CN CN
акрилонитрнл полиакрилонитрил
Акрилонитрил легко полимеризуется под действием тепла или света в присутствии пероксидов или окислительно-восстановительных систем.
Наиболее распространенным промышленным методом получения полиакрилонитрила является инициированная водно-суспензионная полимеризация акрилонитрила, которая может осуществ* ляться как по периодической, так и по непрерывной схеме.
Технологический процесс производства полиакрилонитрила, (непрерывный метод) включает следующие стадии: приготовление растворов, полимеризацию акрилонитрила, демономеризацию суспензии и конденсацию акрилонитрила, фильтрацию, промывку и сушку полимера.
Полимеризация акрилонитрила проводится в реакторе 1 (рис. 18.2) непрерывного действия в водной среде в присутствии окислительно-восстановительной инициирующей системы из персульфата калия и метабисульфита натрия.
