Полипропиленоксид

Полипропиленоксид (полиоксипропилен) – это полимер пропиленоксида (ПО) с химической формулой [— ОСН(СН₃)СН₂— ]_n. Вязкая жидкость от желтого до коричневого цвета.

Получение полипропиленоксида

Полипропиленоксид получают полимеризацией пропиленоксида в присутствии (в качестве катализатора) моноглицерата К. В полимеризатор загружают катализатор в виде раствора в глицерине и охлажденный до 0—10 °С пропиленоксид в количестве 30% от расчетного. От соотношения реагирующих веществ зависит молекулярная масса образующегося полипропиленоксида. С увеличением содержания пропиленоксида возрастает молекулярная масса полимера.

Смесь катализатора, глицерина и пропиленоксида нагревают до 60 °С, но с такой скоростью, чтобы давление в аппарате не превышало 350 ±150 кПа. По мере вступления в реакцию пропиленоксида давление в аппарате снижается, а температура повышается до 90±2°С. При этом скорость повышения температуры должна быть такой, чтобы давление в реакторе оставалось ниже 450 кПа. В ходе полимеризации давление уменьшается за счет расходования пропиленоксида. Температуру повышают до 100±5°С и подают остальное количество пропиленоксида со скоростью, обеспечивающей давление в полимеризаторе 350 ±150 кПа. Реакция сопровождается значительным выделением тепла 105,2 кДж/моль, поэтому для поддержания температуры на заданном уровне в рубашку реактора подается охлажденная до 8—12 °С вода. После загрузки расчетного количества пропиленоксида температуру повышают до 117±3°С и при этой температуре выдерживают массу до достижения заданных вязкости и гидроксильного числа (около 2 часов).

По окончании полимеризации полипропиленоксид поступает на очистку. Для этого полимер (100 массовых частей) смешивают с обессоленной водой (2,5 массовых частей), бентонитом (13—15 массовых частей) для связывания КОН и дибутил-n-крезолом, или топанолом (0,1 масс.ч.)—стабилизатором-антиоксидантом. После загрузки всех компонентов температуру повышают до 120±5°С. При этой температуре смесь перемешивают 2—4 ч. В конце стадии очистки рН массы не должен превышать 7,5. В том случае) если рН окажется выше нормы, в систему вводят дополнительное количество бентонита. После фильтрации на фильтр-прессах масса поступает на сушку в роторный испаритель (температура 115±5°С и остаточное давление 4 кПа) и высушивается до содержания влаги менее 0,3%. Готовый полипропиленоксид после сушки представляет собой вязкую жидкость от желтого до коричневого цвета.

Характеристики полипропиленоксида

Полипропиленоксид должен удовлетворять следующим требованиям:

• Содержание гидроксильных групп, мг КОН/г: 1,5-1,7;
• Содержание пероксидов, Мэкв/г, не более: 0,002;
• Содержание оксиэтильных групп, %: 11-13,5;
• Содержание влаги, %, не более: 0,1;
• Содержание калия, мг/л: 5;
• Йодное число, г йода/100 г, не более: 2
• Кислотное число, мг КОН/г: 0,005;
• РН: 6,0 -7,5;
• Вязкость по Хепплеру при 25 °С, Н-с/м2: 0,78-0,90.

Блок-сополимеры пропиленоксида и этиленоксида: характеристики, свойства и применение

Блок-сополимеры пропиленоксида и этиленоксида применяются как поверхностно-активные вещества. Технология их получения аналогична технологии получения полипропиленоксида.

Полимер обрабатывают этиленоксидом из расчета 15 массовых частей этиленоксида на 100 массовых частей полимера. Для этого в охлажденный до 80±3°С продукт загружают охлажденный этиленоксид с такой скоростью, чтобы, в реакторе поддерживалось давление 240—300 кПа и температура 80±3°С. После загрузки всего этиленоксида температуру повышают до 100±5°С и завершают процесс по достижении определенных вязкости и гидроксидного числа. Далее очистку сополимера проводят также, как и полипропиленоксида.

Готовый продукт должен удовлетворять следующим требованиям:

• Содержание гидроксильных групп, мг КОН/г: 0,95-1,1;
• Содержание пероксидов, Мэкв/г, не более: 0,002;
• Содержание оксиэтильных групп, %: 11-13,5;
• Содержание влаги, %, не более: 0,3;
• Содержание калия, мг/л, не более: 20;
• Йодное число, г йода/100 г, не более: 2;
• pН: 6,5-7,7;
• Вязкость по Хепплеру при 25°С, Н·с/м²: 0,78-0,90.

В результате протекания реакций передачи цепи на мономер в макромолекулах пропиленоксида могут образовываться ненасыщенные концевые группы:

Этот процесс подавляется введением гидроксилсодержащих добавок (например, глицерина). Полипропиленгликоль имеет узкое молекулярно-массовое распределение (М_w/М_n ≈ 1,14—1,25).

Он растворяется в кетонах, хлорированных углеводородах, бензоле, толуоле. Полимер используется для получения полиуретанов, сополимеров с непредельными органическими оксидами – бутадиенмонооксидом, аллилглицидиловым эфиром, глицидилметакрилатом. Введение этих мономеров в цепь уменьшает способность полимера к кристаллизации и делает возможной вулканизацию сополимера серой. Получаемые каучуки по морозостойкости, стойкости к действию озона, механическим свойствам (разрушающее напряжение при растяжении до 20 МПа, относительное удлинение при разрыве до 600%) не уступают натуральному каучуку.

---

 

Список литературы:
Епиколопян С. Н., Вольфсон С. А. Химия и технология полиформальдегида. М., Химия, 1968. 279 с.
Кузнецов Е. В., Прохорова И. П. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1975. 74 с.
Николаев А. Ф., Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Изд. 2-е. М. — Л., Химия, 1966. 768 с.
Справочник по пластическим массам. Изд. 2-е./Под ред. В. М. Катаева, В. А. Попова, Б. И. Сажина. М., Химия, 1975. т. I. 448 с.
Фурукава Дж., Саегуса Т. Полимеризация альдегидов и окисей. Пер. с англ./Под ред. Н. С. Ениколопяна. М., Мир, 1965. 479 с.
Автор: Коршак В.В.
Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 год
Дата в источнике: 1985 год