Acido poliacrilico. Acido polimetacrilico

Acido poliacrilico

ottenuto mediante polimerizzazione radicalica. Gli iniziatori sono perossidi, persolfati, composti azoici e diazoici. La polimerizzazione avviene ad alta velocità anche a basse temperature (20-25 °C). È più conveniente effettuare la polimerizzazione in soluzione. Il solvente può essere acqua, xilene, benzene. L'acido poliacrilico è una sostanza dura, bianca opaca e fragile che ricorda la porcellana; è solubile in acqua, formammide, leggermente in alcool e insolubile in monomero. A 230-240 0 C inizia a decomporsi. L'acido poliacrilico, ottenuto a basse temperature, ha un alto peso molecolare, non si dissolve in acqua, ma si gonfia solo.

Le macromolecole polimeriche hanno una struttura prevalentemente lineare. Alcune unità di macromolecole di acido poliacrilico sono collegate secondo lo schema “testa a testa”, ma la stragrande maggioranza è “testa a coda”:

Acido polimetacrilico

sono ottenuti mediante polimerizzazione a radicali liberi in presenza di iniziatori che aumentano notevolmente la velocità di polimerizzazione. L'introduzione di un gruppo metilico in posizione - nella molecola di acido acrilico rallenta leggermente il processo di polimerizzazione e ne facilita la regolazione. L'aspetto dell'acido polimetacrilico non è diverso dall'acido poliacrilico. Ha anche un colore bianco opaco e ha quasi la stessa durezza.

L'acido polimetacrilico è solubile in acqua e insolubile in solventi non polari. All'aumentare del peso molecolare del polimetacrilato, la sua solubilità in acqua diminuisce. Le proprietà chimiche degli acidi poliacrilici e polimetacrilici sono simili alle proprietà degli acidi organici saturi polibasici.

Sono ampiamente utilizzati per la produzione di materiali per la rifinitura del cuoio e delle calzature, nonché come emulsionanti. I sali degli acidi poliacrilico e polimetacrilico vengono utilizzati come addensanti, poiché le loro soluzioni hanno una viscosità molto elevata.

Di grande importanza sono i copolimeri degli acidi acrilico e metacrilico con altri monomeri vinilici e divinilici. Quando copolimerizzato con dieni, l'acido acrilico forma gomme.

Tali gomme possono essere vulcanizzate con metalli polivalenti:

Tali gomme sono molto resistenti al calore. Alcuni copolimeri dell'acido metacrilico vengono utilizzati come resine a scambio ionico.

Il polimetilmetacrilato si ottiene mediante polimerizzazione a radicali liberi del metilmetacrilato. La polimerizzazione viene spesso eseguita utilizzando il metodo a blocchi, poiché questo produce vetro organico con le migliori proprietà ottiche. La presenza di iniziatori e l'irradiazione ultravioletta accelerano il processo di polimerizzazione. All’aumentare della temperatura, la velocità di reazione aumenta, ma il peso molecolare diminuisce. Il peso molecolare del polimero varia da 50.000 a 200.000, la densità è 1,18 g/cm 3, la temperatura di transizione vetrosa è di circa 98 °C. A 260-270°C il polimero viene distrutto. Il polimetilmetacrilato è altamente solubile in acetone, dicloroetano e alcuni esteri. Viene utilizzato principalmente per produrre vetro organico.

Altri esteri dell'acido metacrilico vengono utilizzati nella produzione di vernici, pellicole, tubi flessibili, ecc.

Oltre agli esteri degli acidi acrilico e metacrilico, di grande importanza pratica è l'acido acrilico nitrile.

Il poliacrilonitrile è ottenuto mediante polimerizzazione radicalica in emulsione dell'acrilonitrile. Gli iniziatori del processo sono molto spesso perossido di idrogeno, persolfati o perborati; il mezzo di dispersione è solitamente l'acqua. Man mano che la polimerizzazione procede, il polimero precipita sotto forma di piccole particelle facilmente filtrabili.

Il poliacrilonitrile non si dissolve in solventi adatti a sciogliere altre resine acriliche. --I gruppi CN contenuti nelle macromolecole causano forti interazioni intermolecolari.

Il poliacrilonitrile si dissolve solo in solventi altamente polari: dimetilformammide, dimetilcianammide e soluzioni acquose concentrate di alcuni sali (KCNS, ZnCl 2, ZnBr 2). La sua solubilità diminuisce dopo trattamento con una soluzione acquosa di formaldeide.

A seconda delle condizioni di polimerizzazione, il peso molecolare del poliacrilonitrile varia da 20.000 a 350.000, la densità è di circa 1,17 g/cm 3 ; la temperatura di transizione vetrosa è 80°C, si decompone a 220°C. Quando riscaldato, il poliacrilonitrile cambia colore e il processo di riscaldamento è sempre accompagnato da una perdita di solubilità.

Il poliacrilonitrile ha proprietà fisiche e meccaniche piuttosto elevate. In termini di resistenza alla luce supera quasi tutti i polimeri conosciuti.

Una grande quantità di poliacrilonitrile viene utilizzata per produrre fibre sintetiche e plastica. Nelle sue proprietà, la fibra di poliacrilonitrile ricorda la lana e si tinge facilmente.

Di grande importanza industriale sono i copolimeri di acrilonitrile con cloruro di vinile, acetato di vinile, stirene, esteri di acido acrilico e metacrilico, isobutilene, butadiene, ecc .. I copolimeri di butadiene con acrilonitrile vengono utilizzati per produrre gomme resistenti all'olio. Rispetto al polistirene, i copolimeri di stirene e acrilonitrile hanno una maggiore resistenza al calore.

V.A. Peristy 1, L.F. Peristaya 1, I.G. Ryltsova 1, V.P. Chuev 2, A.A. Buzov 2, L.V. Polovneva 2

Università nazionale di ricerca statale di Belgorod

Impianto sperimentale "VladMiVa"

introduzione

L'uso di compositi nanostrutturati biocompatibili viene introdotto sempre più nella tecnologia medica. Ciò è particolarmente vero per i materiali di otturazione dentale con proprietà predeterminate a base di polimeri. L'introduzione della tecnologia chimica e della nanotecnologia nelle apparecchiature mediche consente di risolvere con successo i problemi nella scienza dei materiali medici. Particolarmente diffusi sono i materiali a base di acido poliacrilico (PAA). Questi compositi sono ottenuti miscelando una soluzione PAA con vetro fine contenente ossidi metallici polivalenti e additivi modificanti.

L'acido poliacrilico dentale viene prodotto all'estero sotto forma di soluzione acquosa, che presenta una serie di svantaggi se utilizzata: non è stabile durante la conservazione e non è possibile preparare soluzioni di qualsiasi concentrazione. Nel Laboratorio di Tecnologia Chimica dell'Università Statale di Belgorod nel 2002-2005. È stata sviluppata una tecnologia per la produzione di acido poliacrilico di elevata purezza, polveroso e facilmente dosabile. È questo polimero che è stabile durante la conservazione e conveniente per preparare rapidamente una soluzione di qualsiasi concentrazione al fine di ottenere un composito dentale di riempimento se miscelato con indurente per vetro in polvere.

Nel 2005, all'Università statale di Belgorod è stato rilasciato il brevetto "Metodo per la produzione di acido poliacrilico", che sotto forma di proprietà intellettuale è stato trasferito allo stabilimento sperimentale di Belgorod (SEZ) "VladMiVa" secondo il contratto di licenza n. RD 001.160.5 del 25.08. .2006. Ulteriori attività di ricerca, sviluppo e organizzazione svolte dagli autori di questa invenzione hanno permesso alla SEZ "VladMiVa" di padroneggiare la produzione di PAA in polvere di alta qualità e, sulla base, di organizzare la produzione di oltre 10 tipi di materiali compositi biocompatibili per odontoiatria terapeutica.

Uno dei requisiti principali per la qualità del PAA in polvere è la sua finezza, l'assenza di grumi e frammenti di transizione vetrosa del polimero. Recentemente, nel processo di lavoro pratico per ottenere il PAA, questi fenomeni indesiderati hanno cominciato ad apparire. Apparentemente, ciò è dovuto al deterioramento della qualità della materia prima utilizzata come monomero nella produzione di PAA - acido acrilico.

Pertanto, l'obiettivo di questo lavoro è, da un lato, studiare l'influenza, durante il processo di polimerizzazione, dell'umidità sulla fluidità e disperdibilità del polimero risultante -

Oggetti e metodi di ricerca

L'acido acrilico commerciale, marca "ARKEMA", è stato precedentemente analizzato su uno spettrofotometro IR Yasco FT/IR-4100.

È noto che la risoluzione rispetto all'umidità non è elevata: la banda di assorbimento del legame OH corrisponde alla regione di 3700 cm-1 (2,695 µm), ma l'intensità di questa banda di assorbimento è debole. Pertanto, una determinazione più accurata dell'umidità nell'acido acrilico è stata effettuata con il metodo Fischer, basato sulla riduzione dello iodio con anidride solforosa SO2 in acido iodidrico HI in presenza di umidità. Il reagente di Fischer è una soluzione di iodio e anidride solforosa in una miscela di piridina e metanolo. In presenza di umidità, il colore viola dello iodio scompare al punto di titolazione equivalente:

H2O + I2 + SO2 + 3Py (eccesso)^2 (PyHI) + PySO3

Il complesso PySO3 è legato dal solvente metanolo:

PySO3 + CH3OH ^ Py+ HCH3OSO2-

Il metodo Fischer è uno dei metodi più sensibili per determinare piccole quantità di umidità nei liquidi organici, quindi è stato utilizzato per determinare l'umidità in studi futuri. La determinazione dell'umidità secondo Fischer è stata effettuata su un titolatore Mettler Toledo V20/V30 con un errore relativo di ±3%.

Per studiare l'effetto del contenuto di umidità dell'acido acrilico iniziale sulla fluidità e disperdibilità del PAA, sono stati condotti esperimenti sulla polimerizzazione dell'acido acrilico contenente diverse quantità di umidità. La tecnica sperimentale consisteva nell'effettuare la polimerizzazione in un pallone a tre colli dotato di agitatore, termometro e contagocce. Il calore della reazione di polimerizzazione è stato rimosso utilizzando un bagnomaria. In tutti gli esperimenti, i parametri del processo di polimerizzazione erano identici al regime tecnologico industriale, vale a dire: rapporto volumetrico monomero/solvente toluene = 1/8, temperatura 102-104°C, iniziatore della polimerizzazione - 2,2'-azoisobutirronitrile in una quantità di 1,25 in peso % rispetto all'acido acrilico originale. Al termine della polimerizzazione, il PAA risultante è stato filtrato, lavato con pentano, essiccato in forno ad una temperatura di 70-80°C ed esaminato per fluidità, densità apparente e dispersione. La massa apparente è stata determinata mediante il metodo gravimetrico.

È noto che il principale indicatore dei materiali sfusi è l’angolo di riposo, che va da valori minimi (5-10°) per i materiali poco scorrevoli a 60-80° per quelli difficilmente scorrevoli. Pertanto, in questo lavoro, la fluidità del PAA è stata valutata dal valore dell'angolo di riposo. La composizione dispersa del polimero è stata determinata sulla base di micrografie ottenute su un microscopio elettronico a scansione Ouanta-200-3D. Le microfotografie sono mostrate nella figura.

Riso. Microfotografie di acido poliacrilico con contenuto di umidità nell'acido acrilico originale: a) 0,01% in peso; b) 0,125% in peso; c) 0,600% in peso

Risultati e sua discussione

I dati sperimentali sono riportati in tabella. Come previsto, sulla base dei concetti teorici, la presenza di umidità nell'acido acrilico monomero iniziale provoca il rigonfiamento del polimero formato durante il processo di polimerizzazione, con conseguente agglomerazione delle macromolecole PAA. Come risultato di questi fenomeni, si osserva una diminuzione della fluidità (aumento dell'angolo di riposo), un aumento della massa apparente e della dimensione delle particelle. Questi fenomeni indesiderati influenzano negativamente le caratteristiche operative del PAA, vale a dire: durante lo stoccaggio, si incrosta, una diminuzione della fluidità rende difficile il dosaggio del PAA nel processo di produzione dei compositi polimerici dentali, un aumento del grado di dispersione (dimensione delle particelle) porta a una diminuzione della solubilità di particelle così grandi durante la preparazione di soluzioni concentrate di PAA.

L'influenza dell'umidità dell'acido acrilico sulla massa apparente, l'angolo di riposo e la dispersione dell'acido poliacrilico (per le condizioni di polimerizzazione, vedere la sezione "Oggetti e metodi di ricerca")

*Cm. micrografie di PAK.

Quindi, quando si utilizza il composito Aquion, il tempo di lavorazione dovrebbe essere di 2,0-2,5 minuti, cioè durante questo tempo il PAA dovrebbe dissolversi e quindi il composito dovrebbe indurirsi entro 4,5-5,0 minuti. Pertanto, l'acido acrilico fornito per la produzione di PAA non deve contenere più dello 0,075% in peso di umidità. Altrimenti deve attraversare una fase preliminare di disidratazione. Inoltre, nel processo di ottenimento del PAA, è necessario osservare misure per impedire l'ingresso di umidità, vale a dire: l'attrezzatura - polimerizzatore, guarnizioni, guarnizioni devono essere assolutamente asciutte, quando si distilla il toluene - il solvente, non consentire l'ingresso di aria (umidità ) per fuoriuscire nel sistema, scaricare il polimero condizionato allo stato riscaldato (50-60°C), cioè ad una temperatura superiore al punto di rugiada.

È stata studiata l'influenza del grado di umidità del monomero iniziale dell'acido acrilico sulla fluidità, massa apparente e dispersione di un materiale dentale biocompatibile - acido poliacrilico.

È stato dimostrato che per ottenere PAA di alta qualità con stabilità allo stoccaggio (non soggetto ad agglomerazione), elevata solubilità, praticità e facilità di dosaggio, è necessario utilizzare acido acrilico con un contenuto di umidità non superiore allo 0,075% in peso come il monomero di partenza.

Durante la produzione di PAK, è necessario adottare misure per impedire l'ingresso di umidità (l'attrezzatura asciutta, la tenuta, il PAK condizionato devono avere temperature superiori al punto di rugiada durante lo scarico e l'imballaggio).

È necessario rafforzare i requisiti relativi al contenuto di umidità nell'acido acrilico monomero iniziale o sviluppare un metodo e una tecnologia per la sua disidratazione.

Bibliografia

Kuryakina N.V. Odontoiatria terapeutica per i bambini. - M.: Libro medico: Izvo NGMA, 2004. - 744 p.

Vyazmitina A.V., Usevich T.L. Scienza dei materiali in odontoiatria. - Rostov sul Don: Phoenix, 2002. - 352 p.

L'invenzione riguarda la tecnologia chimica per la produzione di composti sintetici ad alto peso molecolare. Il compito tecnico è quello di sviluppare un metodo per produrre acido poliacrilico anidro di elevata purezza, finemente disperso, polveroso e facilmente dosabile. È stato proposto un metodo per la produzione di acido poliacrilico mediante polimerizzazione radicalica di un monomero disciolto in un solvente in presenza di un iniziatore, caratterizzato dal fatto che l'isolamento dell'acido poliacrilico viene effettuato mediante distillazione in quattro stadi del solvente sotto vuoto, e nel primo stadio la distillazione viene effettuata ad una pressione residua di 550-110 mm Hg, intensa agitazione e una temperatura di 104-85°C; nel secondo stadio la distillazione viene effettuata ad una pressione residua di 100-20 mmHg. e una temperatura di 85-60°C, al terzo stadio - ad una pressione residua di 20-10 mm Hg, agitazione lenta e una temperatura di 60-55 °C, al quarto stadio - ad una pressione residua di 10- 3 mm Hg, alla velocità più bassa del miscelatore e ad una temperatura di 55-50°C, e la polimerizzazione dell'acido acrilico viene effettuata ad una temperatura di 102-104°C per 60-70 minuti dalla fine dell'induzione periodo successivo all'aggiunta al solvente riscaldato a 94-95°C di un agente di polimerizzazione pre-preparato, una miscela contenente acido acrilico disciolto in un solvente e un iniziatore. Il metodo proposto è semplice ed economico e non richiede hardware complesso. La polvere di acido poliacrilico anidro risultante viene utilizzata in medicina, in particolare per la creazione di composizioni di riempimento in cemento utilizzate in odontoiatria terapeutica. 2 stipendio volare.

L'invenzione riguarda la tecnologia chimica per la produzione di composti sintetici ad alto peso molecolare, vale a dire la produzione di acido poliacrilico in polvere, per uso, ad esempio, in medicina, in particolare per la creazione di composizioni di riempimento cementizie utilizzate in odontoiatria terapeutica.

I materiali più promettenti per i materiali di riempimento sono stati recentemente considerati i cementi policarbossilati, che di solito rappresentano polvere conservata separatamente (ossido di zinco e componenti modificanti) e liquido (soluzione acquosa al 30-50% di acido diossipolicarbossilico con un peso molecolare di 80.000-180.000), che, una volta miscelato, per reticolazione di macromolecole lineari con cationi polivalenti forma una massa cementizia modellabile che indurisce a temperatura ambiente per 4-9 minuti, ha sufficiente resistenza e adesione ai tessuti dentali con minimo effetto irritante. L'acido poliacrilico ha una buona adesione allo smalto dei denti e alla dentina, è altamente solubile in acqua ed è in grado di formare chelati, quindi merita attenzione per la produzione di cementi policarbossilati.

Esiste un metodo noto per produrre acido poliacrilico sotto forma di gel mediante polimerizzazione radicalica di un monomero acrilico in un mezzo acquoso in presenza di un agente reticolante in un reattore a doppia vite con diversi agitatori a pale, e parte del la superficie o l'intera superficie del reattore viene costantemente raffreddata ad una temperatura non superiore a 70°C con un agente di raffreddamento liquido esterno. In questo caso la superficie ha una rugosità non superiore a 3 micron e le pale dell'agitatore sono dotate di canali per il refrigerante liquido. Il polimero idrofilo risultante viene utilizzato come assorbente, ad esempio, in salviette usa e getta, prodotti per l'igiene, ammendante del terreno per scopi agricoli e orticoli e come disidratanti (1).

Il materiale risultante non è adatto alla creazione di composizioni utilizzate in odontoiatria proprio a causa delle sue proprietà idrofile.

È noto un metodo per produrre soluzioni acquose di acido poliacrilico per creare composizioni utilizzate in odontoiatria, mediante polimerizzazione radicale di una soluzione acquosa di acido acrilico al 36,5-37,5% sotto l'azione dell'acqua ossigenata ad una temperatura iniziale di 40 -70°C in la presenza di 0,005-0,035 in peso . idrochinone e 0,36-0,72 dalla quantità di acido acrilico sale sodico dell'acido tioglicolico di formula NAOOC-CH 2 -SH come regolatore del peso molecolare. Inoltre, l'aggiunta dei reagenti viene effettuata in tre porzioni uguali, perché con l'aggiunta di ciascuna porzione di acido acrilico contenente idrochinone e sale sodico dell'acido tioglicolico, e la parallela aggiunta di una soluzione di acqua ossigenata al 40%, la temperatura della massa di reazione aumenta spontaneamente fino a 98-100°C. Prima di aggiungere la porzione successiva di reagenti, ridurre la temperatura a 40±2°C. Dopo 15 minuti dall'aggiunta della terza porzione di reagenti, alla massa di reazione viene aggiunta acqua ossigenata e riscaldata per 1 ora a 90°C. La durata del processo è di 2 ore. Si ottiene una soluzione di acido poliacrilico con una concentrazione del 36,3 in peso. con una viscosità di 14,0 Pa·s (2).

Questo metodo consente di ottenere soluzioni acquose di acido poliacrilico più stabili del solito; tuttavia, durante la conservazione a lungo termine della soluzione si verifica un aumento della viscosità e questo riduce le proprietà di consumo del prodotto.

L'obiettivo della presente invenzione è quello di sviluppare un metodo per produrre acido poliacrilico anidro altamente puro, privo di impurità, facilmente dosabile, polveroso, finemente disperso, perché È in questa forma che questa preparazione è più conveniente per la conservazione a lungo termine e la rapida preparazione da parte del consumatore di una soluzione di qualsiasi concentrazione per ottenere la massa modellabile del cemento.

Il problema è risolto nel metodo proposto per produrre polvere di acido poliacrilico utilizzando la tecnologia a unità singola in un polimerizzatore-evaporatore con superficie interna smaltata. Inoltre, a differenza dei metodi noti, la polimerizzazione dell'acido acrilico viene effettuata non in soluzione acquosa, ma in toluene con un rapporto volumetrico acido acrilico:toluene pari a 1:(7-10) in presenza di un iniziatore -a, a"-azobisobutirronitrile in quantità pari a 1,2-1,3% in peso rispetto al monomero. Al toluene riscaldato a 94-95°C viene aggiunta una miscela di polimerizzazione: acido acrilico predisciolto in toluene con un iniziatore. Il processo di polimerizzazione viene condotta ad una temperatura di 102-104°C per 60-70 minuti dal momento della fine del periodo di induzione. Successivamente l'acido poliacrilico viene isolato mediante distillazione in quattro stadi del toluene sotto vuoto:

Stadio 1 - ad una temperatura di 104-85°C e una pressione residua di 550-110 mm Hg. per un'ora e mezza, agitando vigorosamente (300 giri/min) all'inizio e fermando l'agitazione alla fine,

Stadio 2 - ad una temperatura di 85-60°C e una pressione residua di 100-20 mm Hg. entro un'ora (al termine di questa fase la massa di polimerizzazione acquisisce proprietà friabili),

Stadio 3 - con agitazione lenta (60 giri/min), temperatura 60-55°C e pressione residua 20-10 mm Hg. per 1 ora e 15 minuti,

4° stadio - alla velocità dell'agitatore più bassa (15 giri/min), temperatura 55-50°C e pressione residua 10-3 mm Hg. per 60-70 minuti.

La durata totale della distillazione è di circa 5 ore. I processi di polimerizzazione e distillazione vengono eseguiti in un polimerizzatore-evaporatore dotato di un agitatore con telaio ad ancora con pale orizzontali asimmetriche aggiuntive e uno spazio tra il bordo esterno dell'agitatore e la superficie interna dell'apparecchio non superiore a 2-6 mm . Il regime di temperatura nel polimerizzatore-evaporatore viene mantenuto mediante un sistema di riscaldamento, ad esempio un riscaldamento elettrico, e un sistema di raffreddamento, ad esempio sotto forma di una serpentina di raffreddamento. Il risultato è acido poliacrilico con le seguenti caratteristiche:

1) aspetto: polvere bianca scorrevole;

3) densità apparente - 0,21 g/cm3.

Caratteristiche distintive del metodo proposto sono:

Effettuando la polimerizzazione in un polimerizzatore-evaporatore con superficie interna smaltata ad una temperatura di 102-104°C per 60-70 minuti dalla fine del periodo di induzione dopo aver aggiunto una miscela di polimerizzazione al solvente riscaldato a 94-95°C: acido acrilico predisciolto nel solvente con un iniziatore. Inoltre, il rapporto totale tra monomero e solvente è 1:(7-10), e l'iniziatore viene preso in una quantità pari a 1,2-1,3% in peso rispetto al monomero.

Tra i solventi organici, il toluene è preferibile come solvente perché a differenza degli organoalogeni, del benzene, ecc., è una sostanza poco tossica e meno pericolosa per gli incendi. Come iniziatore, l'a,a"-azobisisobutirronitrile ha il vantaggio di non contenere anelli benzenici, la cui presenza è assolutamente inaccettabile nel polimero finito;

Realizzare la superficie interna del polimerizzatore-evaporatore in smalto, che consente di ridurre al minimo la presenza di contaminanti e impurità nel prodotto finito;

La miscelazione durante la polimerizzazione e durante la distillazione del toluene viene effettuata a velocità diverse utilizzando un miscelatore con telaio ad ancora dotato di pale orizzontali asimmetriche aggiuntive, che favoriscono una migliore miscelazione della miscela di polimerizzazione, e lo spazio tra il bordo esterno del miscelatore e quello interno la superficie dell'apparecchio non è superiore a 2-6 mm, il che garantisce un efficace rinnovamento della superficie della miscela agitata nei luoghi in cui è più probabile la combustione, riduce l'entità del gradiente di temperatura del trasferimento di calore, ad es. porta alla prevenzione dei processi di transizione vetrosa;

L'isolamento dell'acido poliacrilico viene effettuato mediante distillazione in quattro fasi del toluene sotto vuoto:

Stadio 1 - ad una temperatura di 104-85°C e una pressione residua di 550-110 mm Hg. per un'ora e mezza, mescolando energicamente all'inizio e smettendo di mescolare alla fine,

Stadio 2 - ad una temperatura di 85-60°C e una pressione residua di 100-20 mm Hg. entro un'ora (al termine di questa fase la massa di polimerizzazione acquisisce proprietà friabili),

3° stadio - con agitazione lenta, temperatura 60-55°C e pressione residua 20-10 mm Hg. per 1 ora e 15 minuti,

4° stadio - alla velocità più bassa del miscelatore, temperatura 55-50°C e pressione residua 10-3 mm Hg. per 60-70 minuti.

La durata totale della distillazione è di circa 5 ore e consente la completa rimozione del toluene.

Un esempio di come ottenere polvere di acido poliacrilico.

In un polimerizzatore-evaporatore della capacità di 160 litri vengono caricati 70 litri di toluene, la temperatura viene aumentata a 94-95°C mediante riscaldamento elettrico, viene acceso il miscelatore telaio ancoraggio (300 giri/min), il riscaldamento elettrico viene ridotto e viene uniformemente fornita la miscela di polimerizzazione, che viene preparata sciogliendo in 24 litri di toluene 16 litri di acido acrilico e 0,16 kg di iniziatore (a,a"-azobisobutirronitrile). Prima della fine del periodo di induzione, che è determinato dal inizio dell'aumento della temperatura della miscela di reazione (dall'inizio del processo di polimerizzazione), spegnere il riscaldamento elettrico, quindi accendere l'acqua di raffreddamento nella bobina per garantire che la temperatura di polimerizzazione sia mantenuta entro 102-104°C , poiché valori di temperatura più bassi non consentono all'iniziatore di decomporsi in radicali e avviare il processo di polimerizzazione, e più vicino al punto di ebollizione del toluene (110°C) il processo di polimerizzazione diventa difficile da controllare e la massa di reazione può essere rilasciata .I vapori di toluene si condensano nel condensatore a riflusso e ritornano al polimerizzatore-evaporatore. In tali condizioni, dopo 60-70 minuti il ​​processo di polimerizzazione termina; al polimerizzatore-evaporatore sono collegati un frigorifero-condensatore, un collettore di toluene e un sistema di vuoto per eseguire il processo di distillazione del toluene. Nella prima fase della distillazione del toluene con agitazione intensa (300 giri al minuto) con un agitatore a telaio di ancoraggio, una pressione residua di 550-100 mm Hg. ed una temperatura di 104-85°C, in 1 ora e 30 minuti vengono distillati 61-68 litri di toluene. A causa dell'indurimento della massa di polimerizzazione al termine di questa fase la miscelazione diventa impossibile e il mixer viene spento. Nella seconda fase di distillazione del toluene ad una pressione residua di 100-20 mm Hg. ed ad una temperatura di 85-60°C si distillano in un'ora 15-19 litri di toluene. Al termine di questa fase la massa di polimerizzazione diventa friabile e diventa possibile accendere il mixer. Nella terza fase, con agitazione ad una velocità di 60 giri al minuto, si ha una pressione residua di 20-10 mm Hg. ed ad una temperatura di 60-55°C per 1 ora e 15 minuti si distillano 12-14 litri di toluene. Al quarto stadio, con agitazione alla velocità di 15 giri al minuto, si ha una pressione residua di 10-3 mm Hg. ed una temperatura di 55-50°C, il toluene desorbito viene rimosso entro 60-70 minuti. L'acido poliacrilico risultante viene scaricato immediatamente dopo il completamento del processo di distillazione del toluene, senza attendere il suo raffreddamento.

Il metodo è semplice, economico e non richiede hardware complesso.

L'acido poliacrilico ottenuto mediante il metodo proposto ha la forma di una polvere anidra bianca scorrevole con una densità apparente di 0,21 g/cm 3, senza inclusioni estranee (incluso toluene). L'analisi del contenuto residuo di toluene è stata effettuata mediante estrazione con pentano e ha dimostrato che non era presente toluene nel prodotto finale.

Una soluzione al 20% di acido poliacrilico preparata sulla base della polvere risultante è un liquido trasparente senza inclusioni meccaniche e parti insolubili con una viscosità di 35,1 centistokes.

I cementi policarbossilati preparati utilizzando la polvere di acido poliacrilico ottenuta con il metodo proposto sono stati approvati dai medici durante il loro utilizzo pratico e hanno dimostrato che non sono inferiori agli analoghi stranieri, perché le loro caratteristiche sono pienamente conformi ai requisiti della norma internazionale ISO n. 4104: 1) resistenza alla compressione - 60-65 MN/m2; 2) resistenza alla trazione - 59-63 MN/m2; 3) forza adesiva - 7-9 MN/m2;

4) tempo di indurimento - 7-9 minuti; 5) assorbimento d'acqua - 0,1%.

Letteratura

1. Brevetto RF n. 2031097, 6 C 08 F 120/56, 20/03/1995.

2. AS URSS n. 1557982, 6 C 08 F 120/06, 25.07.1995.

1. Metodo per produrre acido poliacrilico mediante polimerizzazione radicalica di un monomero disciolto in un solvente in presenza di un iniziatore, caratterizzato dal fatto che l'isolamento dell'acido poliacrilico viene effettuato mediante distillazione in quattro stadi del solvente sotto vuoto e in nella prima fase la distillazione viene effettuata ad una pressione residua di 550-110 mm Hg, agitazione intensiva e una temperatura di 104-85°C; nella seconda fase la distillazione viene effettuata ad una pressione residua di 100-20 mm Hg. e una temperatura di 85-60°C, al terzo stadio - ad una pressione residua di 20-10 mm Hg, agitazione lenta e una temperatura di 60-55 °C, al quarto stadio - ad una pressione residua di 10- 3 mm Hg, alla velocità più bassa del miscelatore e ad una temperatura di 55-50°C, e la polimerizzazione dell'acido acrilico viene effettuata ad una temperatura di 102-104°C per 60-70 minuti dalla fine dell'induzione periodo successivo all'aggiunta al solvente riscaldato a 94-95°C di un agente di polimerizzazione pre-preparato, una miscela contenente acido acrilico disciolto in un solvente e un iniziatore.

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che come solvente si utilizza toluene in un rapporto monomero/solvente di 1/7-10 e come iniziatore si utilizza a,a"-azobisisobutirronitrile in una quantità di 1,2-1,3 % in peso rispetto al monomero.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la miscela di polimerizzazione viene miscelata in diversi stadi di distillazione del solvente utilizzando un miscelatore a telaio di ancoraggio dotato di ulteriori pale orizzontali asimmetriche, con uno spazio tra il bordo esterno del miscelatore e quello interno smaltato superficie del polimerizzatore-evaporatore non superiore a 2 -6 mm.

Brevetti simili:

L'invenzione riguarda una tecnica per la polimerizzazione di composti insaturi, in particolare acido acrilico, e può essere utilizzata nella produzione di acido poliacrilico contenente ferro utilizzato in medicina (il farmaco "FERACRIL") e in tecnologia.

L'invenzione riguarda la chimica dei composti ad alto peso molecolare, più precisamente dell'acido poliacrilico di formula generale CH con viscosità caratteristica = 10,0-15,0 dl/ge mol. .

L'invenzione riguarda la tecnologia di produzione di materiali polimerici, in particolare la produzione di film a base di amminopolisaccaride chitosano, che possono essere utilizzati in tecnologia come film per scopi ottici e rivestimenti trasparenti idrofili su parti ottiche.

L'invenzione riguarda il campo dei composti organici ad alto peso molecolare, vale a dire nuovi omopolimeri anfifilici biocompatibili adatti alla creazione di forme di farmaci, sostanze biologicamente attive e solubilizzazione di sostanze scarsamente solubili, nonché ad un metodo in un unico passaggio per la produzione di tali omopolimeri. Gli omopolimeri anfifilici hanno la formula generale in cui M è un monomero selezionato dal gruppo costituito da N-vinilpirrolidone, N-isopropilacrilammide, N-(2-idrossipropil)metacrilammide, etilenammina, 2-allilossibenzaldeide, acrilammide, acido acrilico e suoi esteri, acido metacrilico e suoi esteri e N-dialchilacrilammide; R rappresenta un gruppo idrofobo alifatico lineare o ramificato a catena lunga; n rappresenta un numero intero da 6 a 125. Il metodo per preparare questi omopolimeri prevede l'omopolimerizzazione radicale del monomero in un solvente organico in presenza di un iniziatore di omopolimerizzazione radicale e di un regolatore di crescita della lunghezza della catena. La mercaptoammina alifatica a catena lunga o la mercaptoammina cloruro dell'acido cloridrico viene utilizzata come regolatore della crescita della lunghezza della catena. L'invenzione consente di sviluppare un metodo in una sola fase per produrre omopolimeri anfifilici, aumentando la resa del prodotto desiderato e riducendo anche i tempi per la sua produzione. 2 n. e 7 stipendio file, 6 tabelle, 4 pr.

L'invenzione riguarda il campo dei composti organici ad alto peso molecolare, vale a dire nuovi composti complessi polimerici anfifilici, un metodo per la loro preparazione, un veicolo e una composizione per il rilascio di sostanze biologicamente attive, nonché l'uso di composti complessi come attivatori di oxo-biodegradazione di polimeri a catena di carbonio. Il composto complesso polimerico contiene un frammento idrofilo di un polimero anfifilico, che viene complessato con ioni di metalli di transizione. Un polimero anfifilico è un omopolimero o un copolimero casuale della formula generale H-[-M-]-S-R, in cui [-M-] è una porzione idrofila costituita dallo stesso o da diversi monomeri ordinati casualmente selezionati dal gruppo costituito da N-vinilpirrolidone, N-isopropilacrilammide, N-(2-idrossipropil)metacrilammide, etilenammina, 2-allilossibenzaldeide, acrilammide, N-dialchilacrilammide, anidride maleica, acidi acrilico, metacrilico, maleico, fumarico, cinnamico ed esteri di questi acidi; R è una porzione idrofobica con la struttura generale –(-C8-19alchil)-CH2-X, in cui X è indipendentemente H, OH, NH2 o NH3Cl. Nel polimero anfifilico è presente almeno 1 mol. La percentuale dei monomeri sono monomeri contenenti un gruppo carbossilico. Il peso molecolare medio numerico del polimero anfifilico varia da 1 a 30 kDa. Il metodo per preparare composti polimerici complessi prevede l'incubazione congiunta di una soluzione acquosa di un polimero anfifilico con una soluzione acquosa o organica di un sale di un metallo di transizione. Il vettore per il rilascio di sostanze biologicamente attive sono le micelle costituite dai composti complessi di cui sopra. La composizione per rilasciare sostanze biologicamente attive contiene almeno una sostanza biologicamente attiva e il summenzionato veicolo. L'invenzione consente di ottenere composti polimerici complessi con elevata resa ed elevato grado di purezza, nonché di ottenere un veicolo che garantisce un'elevata compatibilità con l'acqua di sostanze biologicamente attive scarsamente solubili e insolubili in acqua. 5 n. e 6 stipendio f-ly, 3 illustrazioni, 2 tavole, 9 pr.

L'invenzione riguarda la tecnologia chimica per la produzione di composti sintetici ad alto peso molecolare

METODO PER OTTENERE SOLUZIONI ACQUOSE DI ACIDO POLIACRILICO mediante polimerizzazione radicalica di una soluzione acquosa al 36,5-37,5% di acido acrilico sotto l'azione del perossido di idrogeno ad una temperatura iniziale di 40-70 o C in presenza di 0,005-0,035 in peso. idrochinone e regolatore del peso molecolare, caratterizzato dal fatto che per aumentare la stabilità di una soluzione acquosa di acido poliacrilico durante la conservazione, come regolatore del peso molecolare viene utilizzata dallo 0,36 allo 0,72 in peso. dalla quantità di sale sodico dell'acido acrilico dell'acido tioglicolico di formula NaOOC CH 2 SH.

Descrizione

L'invenzione riguarda la chimica e la tecnologia dei polimeri, ovvero metodi per produrre soluzioni acquose di acido poliacrilico, e può essere utilizzata per creare composizioni utilizzate in odontoiatria.
Lo scopo dell'invenzione è quello di aumentare la stabilità di una soluzione acquosa di acido poliacrilico durante lo stoccaggio.
PRI me R 1. Preparazione del sale sodico dell'acido tioglicolico.
Preparare una soluzione di 50 g di acido monocloroacetico in 120 ml di acqua e neutralizzarla a pH 7 aggiungendo carbonato di sodio. Alla risultante soluzione limpida di monocloroacetato di sodio viene aggiunta una soluzione di 76 g di tiourea in 190 ml di acqua. La miscela viene riscaldata lentamente a 75°C e mantenuta a questa temperatura per 10 minuti. Quindi la soluzione viene raffreddata lentamente a 20 o C. Quando il sale di isotiuronio precipita sotto forma di un precipitato cristallino bianco. Il sale viene filtrato, lavato con acqua ed essiccato sotto vuoto. Si ottengono 65 g (resa 91%) di sale.
26,8 g del sale di isotiuronio risultante vengono sospesi in 50 ml di acqua e si aggiungono 16,0 g di idrossido di sodio. La miscela viene fatta bollire per 10 minuti e raffreddata (5°C sotto la temperatura ambiente). Il sale precipitato viene filtrato. Si ottiene una soluzione contenente 15,8 g di sale sodico dell'acido tioglicolico (resa 99,9%).
La struttura del sale è confermata come segue. Il prodotto risultante viene acidificato a pH 2, estratto con etere solforico, seguito da distillazione sotto vuoto a 92°C/8 mm Hg. L'acido tioglicolico si ottiene con una resa del 99,5%
Esempio 2. Preparazione di una soluzione acquosa di acido poliacrilico (PAA).
In un reattore di vetro con una capacità di 500 cm 3, dotato di un agitatore, un condensatore a ricadere, un termometro e due imbuti gocciolatori, 163 g di acqua distillata vengono riscaldati a 40 2 o C. A questa temperatura, 100 g di acrilico l'acido (AA) contenente 0,005 viene versato nel reattore in tre parti uguali in peso. idrochinone e 1,6 cm 3 (0,48 peso) di sale sodico dell'acido tioglicolico, la cui concentrazione per acido tioglicolico è 0,3 g/cm 3 . Contemporaneamente si aggiungono 4,5 cm 3 di perossido di idrogeno al 40% (1,8 in peso) in tre porzioni.
Quando si aggiunge ciascuna porzione di AA e acqua ossigenata, la temperatura della massa di reazione aumenta spontaneamente a 63-68 oC. Prima di aggiungere la porzione successiva di reagenti, si riduce a 40 2 oC. 15 minuti dopo l'aggiunta della terza porzione di reagenti, alla massa di reazione viene aggiunto 1,5 cm 3 di perossido di idrogeno (0,6 in peso) e riscaldato a 90 o C per 1 ora. La durata dell'intero processo è di 3,0 ore. Si ottiene una soluzione di poliacido con una concentrazione del 36,8 in peso . viscosità 15,6 Pa. s e mol.m. 90000. Il polimero finito non contiene acido acrilico non polimerizzato, il cui contenuto è determinato mediante metodo cromatografico. L'errore di analisi è 0,003%
Le condizioni di sintesi e le proprietà del PAA risultante sono riportate nella tabella.
PRI me R 3. Procedere come nell'esempio 2, ma prelevando 158,6 g di acqua distillata e 2 cm 3 (0,6 p) di sale sodico dell'acido tioglicolico.
PRI me R 4. Procedere come nell'esempio 2, ma prelevando 162,2 g di acqua distillata e 2,4 cm 3 (0,72 peso) di sale sodico dell'acido tioglicolico.
Esempio 5. La polimerizzazione dell'AA viene effettuata in un reattore secondo l'esempio 2. Nel reattore vengono versati 167,4 g di acqua distillata e riscaldati a 70 2 oC. A questa temperatura vengono aggiunti 100 g di AA contenenti lo 0,005 volte in porzioni uguali. idrochinone e 1,2 cm 3 (0,36 in peso) di sale sodico dell'acido tioglicolico. Parallelamente all'aggiunta del monomero e del regolatore di crescita della catena, viene introdotta nel sistema una soluzione di perossido di idrogeno al 40% di 1,5 cm 3 (0,6 in peso).
Quando si aggiunge ciascuna porzione di AA e acqua ossigenata, la temperatura della massa di reazione aumenta spontaneamente a 98-100 oC. Prima di aggiungere la porzione successiva di reagenti, viene ridotta a 70 2 oC. 15 minuti dopo l'aggiunta della terza porzione di reagenti, 1,5 cm 3 viene aggiunto alla massa di reazione (0,6 in peso) di perossido di idrogeno e riscaldato per 1 ora a 90 o C. La durata del processo è di 2 ore. Una soluzione di acido poliacrilico con una concentrazione del 36,3 in peso è ottenuto. con una viscosità di 14,0 Pa. Con.
PRI me R 6. Procedere come nell'esempio 4, ma prelevare 1,6 cm 3 (0,48 peso) di sale sodico dell'acido tioglicolico.
PRI me R 7. Procedere come nell'esempio 4, ma prelevare 2 cm 3 (0,6 p.) di sale sodico dell'acido tioglicolico.
PRI me R 8. Procedere come nell'esempio 4, ma prelevare 2,4 cm 3 (0,72 peso) di sale sodico dell'acido tioglicolico.
Esempio 9. Procedere secondo l'esempio 6, ma prendere AA con un contenuto di idrochinone pari allo 0,01
Esempio 10. Seguire l'esempio 8, ma prendere 1,6 cm 3 (1 peso) di acqua ossigenata.
PRI me R 11. Procedere secondo l'esempio 7, ma prendere acido acrilico contenente lo 0,035 idrochinone.
Esempio 12. Procedere come nell'esempio 5, ma prelevando 2,88 cm 3 (1,8 in peso) di acqua ossigenata.
Esempio 13 (controllo). Procedere come nell'esempio 1, ma utilizzare 0,3 w. sulla quantità di acido acrilico e sale sodico dell'acido tioglicolico. Si ottiene un prodotto a bassa tecnologia (la viscosità del polimero è molto elevata).
Esempio 14 (controllo). Agiscono secondo l'esempio 1, ma utilizzano lo 0,8 sale sodico dell'acido tioglicolico. Si ottiene una soluzione polimerica con viscosità dell'acciaio. Tuttavia, l'uso di sale sodico dell'acido tioglicolico in una quantità pari allo 0,8 economicamente non redditizio.
Esempio 15 (controllo). Procedere secondo l'esempio 1, ma utilizzare 0,36 p. sulla quantità di acido acrilico acido tioglicolico. Si ottiene una soluzione acquosa al 36,8% in peso di acido poliacrilico, che ha un forte odore sgradevole, il contenuto di monomero residuo è pari allo 0,98% in peso. La soluzione acquosa del polimero ha una viscosità iniziale di 8,7 Pa. s, e dopo 90 giorni 10,3 Pa. Con. L'aumento della viscosità in 3 mesi è del 18,3%
Esempio 16 (controllo). Agiscono secondo l'esempio 1, ma utilizzano lo 0,72 sulla quantità di acido acrilico acido tioglicolico. Ottieni 36,5 in peso. soluzione acquosa di acido poliacrilico con odore pungente, il contenuto di acido acrilico residuo è 1,17 Una soluzione acquosa di PAA ha una viscosità iniziale di 5,1 Pa. s, e dopo 90 giorni 5,9 Pa. Con. L'aumento della viscosità in 3 mesi è del 15,7%
L'invenzione riguarda la chimica dei polimeri e consente di ottenere acido poliacrilico con aumentata stabilità della sua soluzione acquosa nel tempo (l'aumento della viscosità della soluzione acquosa su 730 giorni non supera il 9%). Ciò si ottiene mediante polimerizzazione radicalica di una soluzione acquosa di acido acrilico al 36,5-37,5% sotto l'azione del perossido di idrogeno ad una temperatura iniziale di 40-70°C in presenza di 0,005-0,035 idrochinone e dallo 0,36 allo 0,72 dalla quantità di acido acrilico sale sodico dell'acido tioglicolico di formula NAOOC-CH 2 -SH come regolatore del peso molecolare. 1 tavolo

Disegni

Applicazione

4341651/05, 11.12.1987

Lukina E. M., Miroshnichenko S. V., Kulikova A. E., Etlis V. S., Shalimova R. Kh., Tsaryapkina T. M.

IPC/Tag

Codice di collegamento

Metodo per preparare soluzioni acquose di acido poliacrilico

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