Эмульсионный полистирол

Эмульсионная полимеризация стирола прово­дится в водных растворах эмульгатора при уме­ренных температурах.

B качестве эмульгатора применяют различные соли жирных кислот (касторовой, олеиновой, стеариновой), соли сульфокислот и др. Концентрация эмульгаторов в воде равна 0,2—2%.

В качестве инициаторов полимеризации приме­няются водорастворимые перекиси (персульфа­ты калия и аммония). Обычно концентрация ини­циатора поддерживается в пределах 0,1—1% от веса мономера.

Технологический процесс производства эмуль­сионного полистирола периодическим методом со­стоит из следующих стадий: промывка стирола, полимеризация стирола, осаждение полимера, от­деление маточного раствора и промывка полимера, фильтрование, сушка, измельчение и его просев.

Промывка стирола производится в том случае, если при хранении в него был добавлен ингибитор. При использовании в качестве ингибитора гидрохинона его удаляют, промывая стирол 10%-ным водным раствором едкого натра.

Рис. Схема процесса производства эмульсионного полистирола:

1 — хранилище стирола; 2 — весовой мерник; 3 — полимеризатор: 4 — холодильник кожухотрубный, 5 — промежуточная емкость, 6 — высадитель, 7 — промыватель полистирола, 8 — ловушка, 9 - центрифуга НОГШ, 10 — сушилка с кипящим слоем, 11 - вибрационное сито.

Стирол из емкости / (рис.) через мерник 2 по­ступает в эмалированный чугунный реактор 3, снабженный паровой рубашкой, мешалкой и об­ратным холодильником 4. В реактор предваритель­но через дозатор подаются обессоленная вода с температурой около 50 °С и при перемешива­нии эмульгатор и раствор едкого натра. После перемешивания в реактор подается также раствор инициатора в воде. В течение 1,5—2 ч смесь нагре­вают до 65—70 °С. Дальнейшее повышение темпе­ратуры до 85—95 °С происходит за счет тепла, вы­деляющегося при полимеризации. Общая продол­жительность процесса 5—6 ч.

Нормы загрузки компонентов при полимеризации (в вес. ч.):

Стирол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Эмульгатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1—3

Едкий натр . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2

Инициатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,25—0,5

Полимеризация проводится до содержания оста­точного стирола не более 0,5%.

Полученный продукт представляет собой тонко­дисперсную устойчивую суспензию (латекс). С це­лью ее коагуляции рН среды доводят до 5,5—6. Для этого реакционную смесь из промежуточной емкости 5 медленной тонкой струей подают в вы-садитель 6, в котором находятся квасцы, взмучен­ные в воде. Затем производят продувку острым паром, нагревают смесь до 75—85 °С, перемеши­вают в течение 1,5—2 ч, добавляют аммиачную воду, отделяют маточный раствор и полимер про­мывают горячей водой в промывателе 7. После высаждения полимера маточный раствор спускают через ловушку 8 в систему очистки сточных вод. Отжатый от воды на центрифуге 9 полистирол передают на сушку. Сушка эмульсионного поли­стирола является ответственной и опасной в по­жарном отношении операцией. Поэтому она про­изводится в сушилках с кипящим слоем 10 с при­менением инертного теплоносителя или сильно ув­лажненного воздуха, а также в пневмосушилках в виде трубы с винтовой насадкой.

Сушат полимер до остаточной влажности не более 0,5%.

Высушенный полистирол просеивают через си­та и упаковывают в мешки.