химия, решение задач по химии, репетитор по химии

Новинка!!! Видеоуроки по химии
Узнай подробности прямо сейчас!

Для содержимого этой страницы требуется более новая версия Adobe Flash Player.

Получить проигрыватель Adobe Flash Player


Много лет во всех европейских аптеках продавалась белая углецинковая соль. Однажды главный инспектор аптекарских магазинов Ганновера Фридрих Штромейер обнаружил в ряде аптек углецинковую соль, темневшую при накаливании. Заинтересованный непонятным явлением, Штроймейер произвел опыты и установил причину потемнения - в соли присутствовал неизвестный металл. Он выделил его и назвал кадмием (старинное название цинковый руды).

Электронный журнал сайта xumuktutor.ru - это интересные факты из жизни известных химиков, загадочные химические явления, удивительные химические вещества и аудио- и видеопомощь по химии. Посетите наш электронный журнал для студентов и школьников!





Способ получения окисленного изотактического полипропилена


Достижения в области химии на xumuktutor.ru

↑ Grab this Headline Animator

Изобретение относится конкретно к получению гетероатомных производных полипропилена, которые могут быть использованы в качестве ингредиента композиционных материалов для дорожных покрытий, кровельных материалов и материалов для антикоррозионных покрытий. Описан способ получения окисленного изотактического полипропилена путем окисления полипропилена кислородом воздуха при его барботировании в реакционную массу. В качестве исходного полипропилена используют изотактический полипропилен молекулярной массы 200000-700000, предварительно набухший в ароматическом углеводороде, выбранном из ряда гомологов бензола, в соотношении 3:1 к полипропилену, при температуре 140-160°С в присутствии каталитических количеств (0,5-2% массовых) кумола в течение двух часов. Технический результат - повышение технологичности процесса, упрощение способа получения окисленного изотактического полипропилена за счет снижения температуры процесса до 160-140°С и сокращения времени окисления до двух часов.

Изобретение относится к химии полимеров, конкретно к получению гетероатомных производных полипропилена, которые могут быть использованы в качестве ингредиента композиционных материалов для дорожных покрытий, кровельных материалов и материалов для антикоррозионных покрытий.

Известен способ окислительной деструкции этиленпропиленового сополимера путем нагревания углеводородного раствора сополимера концентрации 5-13 вес.% до 160-215°С с последующим распылением в реакционной камере. Способ позволяет получить конечный продукт, содержащий карбонильные группы (патент РФ 2162473, МПК C08F 210/00, С08С 19/18, опубл. 27.01.2001).

Однако данный способ требует сложного аппаратурного оформления (так как конструкция распылителя должна исключать контакт полимера со стенками реакционной камеры) и не позволяет модифицировать концентрированные растворы и расплавы полимеров.

Известен способ получения модифицированного атактического полипропилена (АПП) путем взаимодействия полипропилена при 150-200°С с кислородом воздуха, когда в качестве исходного полипропилена используют полипропилен с мол.м. 36000-40000 и процесс взаимодействия осуществляют в течение 2-2,5 ч при расходе воздуха 60-500 мл/мин. Для перемешивания расплава полимера используется механическая мешалка (авт. св. СССР 1070138, МКИ C08F 8/50, опубл. в БИ 1984, 4).

При этом известный способ осуществляют в узком температурном интервале реакции с использованием для окисления высокомолекулярного АПП, что ограничивает его использование для полимера с молекулярной массой ниже 36000. При непрерывной технологии синтеза нельзя использовать механическое перемешивание по следующим причинам: высокая вязкость расплава полимера требует специальной конструкции мешалки, защищенной от высоких нагрузок на вал и редуктор мешалки; куски нерасплавленного полимера забивают переливы реакционной массы между реакторами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ окисления атактического полипропилена путем взаимодействия расплава полипропилена с кислородом воздуха при его барботировании в реакционную массу, при этом в качестве исходного полипропилена используют промышленный атактический полипропилен молекулярной массы 20000-40000 и окисление проводят по меньшей мере в две стадии с регулируемым понижением температуры от 250 до 150°С в течение 1-6 ч при расходе воздуха 0,6-1,9 л/мин·кг (патент РФ 2301812, МПК C08F 8/06, C08F 110/06, B01J 8/22, опубл. 27.06.2007).

При этом недостатками данного способа являются окисление при высоких температурах, сложное аппаратурное оформление (установка содержит как минимум два последовательно соединенных реактора окисления) и невозможно снизить молекулярную массу полимера, по сравнению с исходным, более чем в два раза.

Задачей изобретения является получение окисленного изотактического полипропилена (ОИПП) с полярными функциональными группами по упрощенной технологии с более мягкими условиями синтеза.

Технический результат: повышение технологичности процесса, упрощение способа получения за счет снижения температуры процесса до 160-140°С и сокращения времени окисления до двух часов.

Поставленный технический результат достигается тем, что проводится окисление полипропилена кислородом воздуха при его барботировании в реакционную массу, отличающееся тем, что в качестве исходного полипропилена используют изотактический полипропилен молекулярной массы 200000-700000, предварительно набухший в ароматическом углеводороде, выбранном из ряда гомологов бензола, в соотношении 3:1 к полипропилену, при температуре 140-160°С в присутствии каталитических количеств (0,5-2% массовых) кумола в течение двух часов.

Сущность способа состоит в том, что для получения ОИПП проводят взаимодействие изотактического полипропилена (ИПП) с кислородом воздуха при нагревании, но в отличие от прототипа проводят низкотемпературное окисление ИПП в присутствии растворителя - ароматического углеводорода с алкильными (метальными, этильными и др.) группами и активной добавки - кумола при температуре 140-160°С в течение двух часов. Использование вышеуказанной системы обусловлено тем, что гидропероксид кумола, полученный в результате окисления, в отличие от других ароматических соединений, участвует не только в зарождении, но и в развитии радикальной цепи благодаря высокой реакционной способности перекисных радикалов. Реакция окисления углеводородов с прочными СН 3-связями идет по бимолекулярному механизму (1), тогда как углеводороды с малопрочными связями реагируют по тримолекулярной реакции (2):

Способ получения окисленного изотактического полипропилена
Образующиеся аралкильные радикалы начинают цепь окислительных превращений:

Способ получения окисленного изотактического полипропилена

Реакция (3) идет быстро и практически без затраты энергии активации. Взаимодействие радикала ROO с углеводородом идет также с небольшой энергией активации (16,7-50 кДж/моль). Поэтому накопление гидропероксида в углеводороде при окислении в присутствии бензальдегида и кумола на этапе зарождения радикальной цепи имеет примерно одинаковые значения. Это выражено во влиянии добавки бензальдегида и кумола на образование и накопление гидропероксида в ароматическом углеводороде (см. чертежи). Однако реакция продолжения цепи, определяющаяся реакционной способностью перекисных радикалов в реакциях отрыва атома водорода, протекает в случае использования кумола в качестве добавки в систему. Это связано с тем, что пероксидные радикалы из кумилгидропероксида имеют меньшую энергию активации в реакции отрыва атома водорода от макромолекулы по сравнению с радикалами, генерируемыми из бензальдегида и пероксибензойной кислоты.

Алкильные группы ароматического углеводорода также участвуют в развитии радикальной цепи (компоненты указанной системы легко окисляясь, создают цепь свободных радикалов, которые активно участвуют в процессе окисления, создавая большее число центров окисления), и чем больше будет алкильных заместителей у ароматического углеводорода, тем большее число центров окисления образуется, и тем интенсивнее будет происходить процесс окисления, что указывает на использование в качестве ароматического углеводорода всевозможных гомологов бензола. Кроме того, в присутствии ароматического углеводорода полипропилен набухает, а при достижении температуры 140°С полностью растворяется в нем, образуя гомогенную систему, в которой более интенсивно идет процесс окисления кислородом воздуха. Окисление полипропилена при температуре выше 160°С и более двух часов нецелесообразно, так как свойства окисленного изотактического полипропилена практически не отличаются от свойств ОИПП, полученного при окислении в течение двух часов при температуре 140°С.

Способ осуществляют следующим образом: в реактор подают изотактический полипропилен марки РР молекулярной массы 200000-700000, заливают этилбензол (или другой углеводород гомологического ряда бензола) в массовом соотношении к полипропилену 3:1 и нагревают до температуры окисления в течение одного часа до полного набухания полимера. Избыток ароматического углеводорода удаляют и в систему вводят каталитическое количество (0,5-2% массовых) кумола. Полученную гомогенную систему выдерживают при температуре 140-160°С и окисляют кислородом воздуха в течение двух часов. Полученный ОИПП удаляется из реактора.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для получения ОИПП используется лабораторная установка, состоящая из реактора окисления колонного типа, электронагревателя и барботера.

В реактор подают 4,6 г изотактического полипропилена марки НС 205 TF, имеющего следующие характеристики:
Молекулярная масса, г·моль-1 342000
Точка плавления, °С 165
Вязкость при 24°С, Па·с 16,19

В реактор заливают 14 мл этилбензола и нагревают до температуры окисления в течение одного часа до полного набухания полипропилена. Избыток этилбензола удаляют и в систему вводят 1% массовых кумола. Полученную гомогенную систему выдерживают при температуре 160°С и окисляют кислородом воздуха в течение двух часов. Полученный ОИПП массой 8,5 г удаляется из реактора. Он имеет следующие показатели:
Молекулярная масса, г·моль-1 833000
Точка плавления, °С 143
Вязкость при 24°С, Па·с 4,5

Пример 2. Осуществляется аналогично примеру 1, но в качестве ароматического углеводорода используется толуол и добавляется 2% массовых кумола, окисление ведется при температуре 140°С в течение трех часов. Полученный ОИПП имеет следующие показатели:
Молекулярная масса, г·моль-1 80150
Точка плавления, °С 140
Вязкость при 24°С, Па·с 4,0

Пример 3. Осуществляется аналогично примеру 1, но в качестве ароматического углеводорода используется n-ксилол и добавляется 0,5% массовых кумола, окисление ведется при температуре 150°С. Полученный ОИПП имеет следующие показатели:
Молекулярная масса, г·моль-1 81600
Точка плавления, °С 141
Вязкость при 24°С, Па·с 4,2

По результатам ИК - спектроскопии окисленного изотактического полипропилена выявлено наличие интенсивных полос поглощения в областях 3360-3720 и 1670-1725 см-1, что свидетельствует о появлении в спектре окисленного полипропилена гидроксильных, карбонильных и карбоксильных групп.

Динамическая вязкость образцов была измерена в 5%-ном растворе полимера в этилбензоле на ротационном вискозиметре «РПМ-1М».

Полученный окисленный изотактический полипропилен может быть использован в качестве ингредиента композиционных материалов для дорожного покрытия, кровельных материалов, материалов для антикоррозионных покрытий.

Формула изобретения

Способ получения окисленного изотактического полипропилена путем окисления полипропилена кислородом воздуха при его барботировании в реакционную массу, отличающийся тем, что в качестве исходного полипропилена используют изотактический полипропилен молекулярной массы 200000-700000, предварительно набухший в ароматическом углеводороде, выбранном из ряда гомологов бензола, в массовом соотношении 3:1 к полипропилену, при температуре 140-160°С в присутствии каталитических количеств (0,5-2 мас.%) кумола в течение двух часов.


Авторы изобретения: Рахимов Александр Имануилович (RU), Марышев Антон Юрьевич (RU), Рахимова Надежда Александровна (RU), Марышева Мария Александровна (RU), Желтобрюхов Владимир Федорович (RU).

Другие открытия в области органической химии:

Перейти к полному списку открытий

Присылайте свои научные статьи на электронный адрес admin@xumuktutor.ru, и мы опубликуем их абсолютно бесплатно на страницах нашего сайта. Ваши научные достижения станут известны всем (или почти всем).




smart 609354696
Smart_art13
admin@xumuktutor.ru



Хотите узнать много интересного из области науки? Посетите наш электронный журнал!

Вакансии на сайте

Приглашаем к сотрудничеству преподавателей, аспирантов и успешных выпускников для выполнения студенческих работ на заказ (рефератов, курсовых и контрольных работ). Подробнее >>

Сделать заказ! Решение задач по химии, математике и другим предметам, написание рефератов, курсовых, on-line консультации через Skype - доступно, качественно, в срок. Нам доверяют! Закажи и спи спокойно. Гарантия - высокие баллы.

Полезная информация

Сегодня: 16.11.18

"...ученый без трудов - дерево без плодов..." - Саади

Курсы валют по данным Центробанка:

Warning: fopen(http://www.cbr.ru/scripts/XML_daily.asp?date_req=16/11/2018) [function.fopen]: failed to open stream: Redirection limit reached, aborting in /home/rumed4u/public_html/XumukTutor.ru/blocks/righttd.php on line 102
Запрашиваемая страница не найдена
Warning: fclose(): supplied argument is not a valid stream resource in /home/rumed4u/public_html/XumukTutor.ru/blocks/righttd.php on line 111
Доллар рублей
Евро рублей


копирайт