Полимеризация стирола

химия высокомолекулярных соединений и всего, что так или иначе удалось полимеризовать
whatever got polymerized - comes here. Professionals only!
Elena
Сообщения: 77
Зарегистрирован: Вс ноя 01, 2009 6:19 pm

Полимеризация стирола

Сообщение Elena » Вт сен 27, 2011 10:42 am

Добрый день.

Каким образом можно полимеризовать стирол в лабораторных условиях?
В Интернете пишут, что на производстве этот процесс осуществляют, как правило, в стальных реакторах при температуре 70 оС, но у меня при этих условиях ничего не выходит, все летит (даже из металлического контейнера - через 5 часов в нем ничего не осталось, запах на всю лабораторию распространяется). Какие инициаторы можно использовать?

Заранее благодарна.

Igor-M
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Сб фев 28, 2009 6:27 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Igor-M » Вт сен 27, 2011 11:01 am

Странно, у меня вот другая проблема, не хочу, чтобы стирол полимеризовался, но не успел оглянуться, как он (стирол) зашился. Приходиться деполимеризовать. А так, как правило, продажный стирол стабилизирован разными добавками, например гидрохиноном. Вы отмывали стирол от стабилизаторов?

Elena
Сообщения: 77
Зарегистрирован: Вс ноя 01, 2009 6:19 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Elena » Вт сен 27, 2011 11:07 am

Нет, мы не отмывали. На упаковке указано, что имеется в составе ингибитор (4-трет-бутилкатехол). Как лучше от него очистить стирол?

Igor-M
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Сб фев 28, 2009 6:27 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Igor-M » Вт сен 27, 2011 11:11 am

Очевидно щелочью, а затем на вакууме перегнать. Только учтите, что отмытый от ингибитора стирол долго стоять точно не будет. И главное использовать абсолютно чистую посуду, иначе в качестве инициатора полимеризации может выступить простая "случайность" .

amigo
Сообщения: 52
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2009 7:49 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение amigo » Вт сен 27, 2011 3:02 pm

"все летит (даже из металлического контейнера - через 5 часов в нем ничего не осталось, запах на всю лабораторию распространяется)" это вы совсем не думаете о себе и коллегах. Под тягой надо такие эксперименты проводить.

Стирол полимеризуется по всем механизмам: радикальному, катионному, анионному, координационному. Проще всего конечно нагреть в присутсвии кислорода воздуха, но если у вас нету возможности перегнать в вакууме, а к конечному продукту требования не высокие, то можно пробовать полимеризовать под действием кислот Льюиса или щелочных металлов. Ионная полимеризация любит низкие температуры, так что если будете пробовать, охлаждайте.

amigo
Сообщения: 52
Зарегистрирован: Чт сен 17, 2009 7:49 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение amigo » Вт сен 27, 2011 3:04 pm

И да, от стабилизатора стирол обычно чистится ~10% раствором щелочи путем встряхивания его вместе со стиролом, потом отделяется в делительной воронке, и заливается следующая порция раствора щелочи и так до тех пор пока раствор щелочи не перестанет окрашиваться. потом стирол промывается водой до нейтральной реакции среды, потом сушится хлоридом кальция и потом перегоняется в вакууме.

Polychemist
Сообщения: 9436
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Polychemist » Вт сен 27, 2011 6:20 pm

1. Стирол перегнать в вакууме водоструйного насоса. Мытье - для эстетов и изучающих кинетику полимеризации.
2. Раз у Вас лаборатория, а не кухня - найдите/купите радикальный инициатор ДАК (Динииз, AIBN), поклянчите у полимерщиков (в каком Вы городе?). Перед работой перекристаллизуйте его из этанола, грея не выше 45С.
3. Возьмите для начала 0.5% инициатора, поместите в пузырек с завинчивающейся крышкой и тефлоновой прокладкой, заполнив не более трети объема пузырька. Не работайте с большими объёмами (возможно самоускорение вплоть до взрыва), нормальное количество - 5-10 мл.
4. Полимеризуйте при 60С, температуру старайтесь выдерживать. Время - до суток.
Количество инициатора можно повышать, более 2% - не надо.
Как-то так.

Elena
Сообщения: 77
Зарегистрирован: Вс ноя 01, 2009 6:19 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Elena » Ср сен 28, 2011 3:17 pm

Спасибо огромное!
Думаю, теперь все получится!=)

Yury_BYV
Сообщения: 71
Зарегистрирован: Пт фев 03, 2012 1:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Yury_BYV » Пн фев 06, 2012 9:26 am

Подскажите пожалуйста, провожу реакцию полимеризации стирола в толуоле, хочу получить 50% раствор полимера, есть два вопроса - реакция протекает не до конца - выход полимера 90%, как довести до 98%-100% и второй вопрос - реакция протекает очень долго 12-14 часов. Температура реакции 120 градусов по цельсию.

Пробовал с различными инициаторы - ДБПО, ДИНИИЗ, Тригонокс Ц - везде концентрация инициатора 0,5%. Хороший результат дает применение Тригонокс Ц, реакция заканчивается через 6 часов - но полимер получается с низкой молекулярной массой. ДБПО и ДИНИИЗ таких результатов не дают. Может от того что я веду синтез при 120 градусах, а эти инициаторы распадаются при более низких температурах?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение avor » Пн фев 06, 2012 1:19 pm

Я бы на вашем месте дополнительно добавлял бы инициатора в конце реакции.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15815
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Smol » Пн фев 06, 2012 1:42 pm

Толуол - теломер, он "гасит" часть свободных радикалов. А обязательно именно в 50%-ном растворе полимеризацию проводить? Нельзя ли сначала толуола дать поменьше, а потом, когда основная часть полимеризации пройдет - доразбавить систему до нужной вязкости.
Когда много инициатора - это тоже снижает молекулярную массу, но мало Вы его дать не сможете (из-за толуола), так что думайте, как можно толуол минимизировать...

Polychemist
Сообщения: 9436
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Polychemist » Пн фев 06, 2012 1:49 pm

Ну и с температурой, да, очевидный перебор. ДИНИИЗ - 60-70, ПБ - до 80... Вроде так. При 120 они разлагаются сразу... И близко это как-то к температуре разложения полимера...

Yury_BYV
Сообщения: 71
Зарегистрирован: Пт фев 03, 2012 1:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Yury_BYV » Пн фев 06, 2012 4:15 pm

Тогда почему реакция полимеризации метилметакрилата в толуоле протекает полностью - получается 40% раствор полимера в толуоле за 6 часов при температуре реакции 85 градусов. Инициатор ДБПО. Выход полимера - 100%

Какие может Вы порекомендуете другие варианты инициаторов или температурные режимы синтезов.

Может есть смысл сделать 60% раствор полимера в растворе?

Аватара пользователя
palek
Сообщения: 351
Зарегистрирован: Пн апр 03, 2006 11:14 am

Re: Полимеризация стирола

Сообщение palek » Пн фев 06, 2012 4:56 pm

Yury_BYV писал(а):Подскажите пожалуйста, провожу реакцию полимеризации стирола в толуоле, хочу получить 50% раствор полимера, есть два вопроса - реакция протекает не до конца - выход полимера 90%, как довести до 98%-100% и второй вопрос - реакция протекает очень долго 12-14 часов. Температура реакции 120 градусов по цельсию.

Пробовал с различными инициаторы - ДБПО, ДИНИИЗ, Тригонокс Ц - везде концентрация инициатора 0,5%. Хороший результат дает применение Тригонокс Ц, реакция заканчивается через 6 часов - но полимер получается с низкой молекулярной массой. ДБПО и ДИНИИЗ таких результатов не дают. Может от того что я веду синтез при 120 градусах, а эти инициаторы распадаются при более низких температурах?
А низкая молекулярная масса - только в случае Тригонокса Ц? Или во всех случаях?
Yury_BYV писал(а):Тогда почему реакция полимеризации метилметакрилата в толуоле протекает полностью - получается 40% раствор полимера в толуоле за 6 часов при температуре реакции 85 градусов. Инициатор ДБПО. Выход полимера - 100%
А в этом случае какова молекулярная масса полимера?
Синтетический лев

Polychemist
Сообщения: 9436
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Polychemist » Пн фев 06, 2012 4:59 pm

85 никак не 120! Дело в том, что у инициаторов очень высокая энергия активации и 5-10 градусов могут быть критичны. Ну и ММА гораздо активнее стирола. Кстати, ингибитор из стирола полностью удаляете? И вообще, какая конечная цель? И объёмы? Получить раствор полистирола? Так может проще его заполимеризовать до 50...60...%, выделить, очистить, стирол регенерировать (если надо) и растворить твердый полимер?

esox
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июн 03, 2010 8:59 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение esox » Вт фев 07, 2012 8:59 am

Добрый день!

А не подскажет ли кто-нибудь, как можно полимеризовать стирол, для получения полистирола оптического качества. Все попытки осуществить термическую полимеризацию в аргоне к успеху не привели. Полимер получается желтый. Спасибо.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15815
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Smol » Вт фев 07, 2012 9:00 am

А Вы его от стабилизатора (обычно это гидрохинон) слабым водным раствором щелочи отмывали?

Yury_BYV
Сообщения: 71
Зарегистрирован: Пт фев 03, 2012 1:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Yury_BYV » Вт фев 07, 2012 9:03 am

В случае применения тригонокса Ц молекулярная масса полученого полимера - 5 000 - 7 000 дальтон (определял вискозиметрически), тогда как в случае с ДБПО - молекеулярная масса - 35 000 дальтон. Тригонокс Ц купил у фирмы Акзо Нобель - и расказал про проблему ихним технологам, мне сказали, что мол ДБПО проводит "поперечную сшивку молекул полимера и молекулярная масса получается выше, тригонокс Ц синтезирует линейный полимер и поэтому молекулярная масса получается гораздо меньше". Не знаю правда ли? Посоветовали попробовать тригонокс С9.

Конечная цель получить полимер - 50% раствор полистирола в толуоле, а в дальнейшем его использовать как пленкообразователь в покрытиях по бетону.
Молекулярная масса полимера должна находится в приделах 35 000 - 40 000 дальтон. Объемы - порядка 200-250 тон в год.

Каковы температурные режимы синтеза полистирола с применением различных инициаторов? Насколько критично вести синтез с применением ДБПО при температуре 90 градаусов по цельсию? Может стоит заменить толуол на смесь изомеров ксилола или использовать сольвент?

Есть еще и такой вариант - в реактор загрузить 50% стирола и 25% толуола, провести реакцию и ввести еще оставшиеся 25% толуола.

esox
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт июн 03, 2010 8:59 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение esox » Вт фев 07, 2012 9:04 am

Smol писал(а):А Вы его от стабилизатора (обычно это гидрохинон) слабым водным раствором щелочи отмывали?
Мы очищали стирол перемораживанием в глубоком вакууме до 10-5.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15815
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Полимеризация стирола

Сообщение Smol » Вт фев 07, 2012 9:13 am

Yury_BYV писал(а):...Может стоит заменить толуол на смесь изомеров ксилола или использовать сольвент? Есть еще и такой вариант - в реактор загрузить 50% стирола и 25% толуола, провести реакцию и ввести еще оставшиеся 25% толуола.
Мы же Вам про это и говорим: любая ароматика "гасит" часть свободных радикалов, она работает как теломер (я надеюсь, Вы знаете, что такое "реакция теломеризации"?).
Либо заменяйте толуол на что-то другое (например на алифатику какую-то, она в меньшей степени "ловит" радикалы), либо сначала давайте толуола максимально мало (почему 25%, может и 10-15% хватит? Тут все зависит от того, насколько Ваше оборудование позволяет работать с высоковязкими системами), а потом доразбавляйте до товарной вязкости...
И температуру синтеза снижайте, при 120 гр.С инициатор быстро "разваливается" и на конец реакции свободных радикалов "не хватает". Или (если Ваша система при более низких температурах окажется чрезмерно вязкой) - берите вдобавок к основному инициатору еще и некоторое количество инициатора с более высокой температурой разложения, например - перекиси дикумила...

Ну, а сама идея: насчет покрытия полистирольным лаком (на толуоле) бетона - на первый взгляд, мягко говоря, не очень... Бетон - гидрофильный, а полистирол - гидрофобный, одно к другому не прилипает, адгезии у покрытия не будет, а раз не будет адгезии - то будет это покрытие жить своей собственной жизнью, если тонкий слой - потрескается и облезет эта пленка достаточно быстро. Ну, может я чего не знаю...
Последний раз редактировалось Smol Вт фев 07, 2012 9:46 am, всего редактировалось 1 раз.

Ответить

Вернуться в «полимеры / chemistry of polymers»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 13 гостей