38 Простые полиэфиры: полиформальдегид
К простым полиэфирам относят полимерные материалы, содержащие в макромолекуле эфирную связь( СОС ) и имеющие строение, выражаемое общей формулой [RO]n, где R алифатическая или ароматическая группа.
Производство полиметиленоксида
Промышленное производство ПМО (полиформальдегида) из формальдегида (СН2О), несмотря на легкость его полимеризации, сопряжено с рядом трудностей как из-за необходимости тщательной очистки и обезвоживания газообразного мономера, так и из-за склонности полимера к деполимеризации при температурах выше 100 С.
Недостаточно чистый и сухой формальдегид не образует полимеров с молекулярной массой более 10 000, пригодных для изготовления технически ценных изделий.
Полимеризация формальдегида с чистотой не менее 99 % может происходить в присутствии как анионных, так и катионных катализаторов. Триоксан (тример формальдегида) полимеризуется только в присутствии катализаторов катионного типа.
Для предотвращения термоокислительной деструкции ПМО при переработке в изделия (180-240°С) проводят предварительное ацетилирование уксусным ангидридом концевых гидроксильных групп полимера и вводят антиоксиданты и вещества, связывающие выделяющийся формальдегид (например, амины).
Строение образующегося в результате полимеризаци формальдегида ПМО может быть представлено формулой: НО [СН2О]nН , а после ацеталирования : СН3СОО [СН2О]nСОСН3
Технологический процесс непрерывного производства полиформальдегида (ПФА) в растворе состоит из следующих стадий: полимеризация формальдегида в уайт-спирите, ацетилирование ПМО, промывка, сушка, стабилизация и последующее гранулирование ПМО (рис. 14.1).
Газообразный
формальдегид, не содержащий влаги,
непрерывно поступает в реактор
1,
в
который также непрерывно подают
уайт-спирит и катализатор.
Реактор — цилиндрический аппарат с
рубашкой,
снабженный пропеллерной мешалкой и
холодильником 2.
Температуру
реакции поддерживают в пределах 40-50°С.
Образующийся полимер выпадает
из раствора в осадок и его в виде суспензии
собирают в приемнике 3,
а
оттуда подают на
центрифугу 4.
Уайт-спирит
идет на регенерацию.
Рис. 14.1. Схема призводства полиметиленоксида (полиформальдегида): 1 — реактор полимеризации формальдегида; 2, 6 — холодильники; 3, 7 —сборники суспензии; 4,8 — центрифуги; 5 — ацетилятор; 9 — промыватель; 10 — барабанный вакуум-фильтр; 11 — гребковая вакуум-сушилка; 12 — смеситель; 13 — гранулятор
ПМО, отделенный от растворителя, поступает в ацетилятор 5 на обработку уксусным ангидридом в присутствии ацетата натрия и пиридина в среде уайт-спирита при 135-140 °С в течение 3-4 ч.
Охлажденную до 30°С суспензию ПМО сливают в сборник 7, откуда подают на центрифугу 8 для отделения уайт-спирита. Отжатый ПМО оступает в промыватель 9, снабженный мешалкой и фильтровальными патронами для удаления промывной воды. Промывку водой проводят до нейтральной реакции промывных вод. Полимер поступает на барабанный вакуум-фильтр 10, а затем в гребковую вакуум-сушилку 11, обогреваемую паром, где порошок ПМО сушат при 70 °С (8-21 кПа) в течение 24-48 ч до остаточной влажности 0,2 %.
Стабилизацию порошка ПМО проводят в смесителе 12 в течение 1-1,5 ч и затем смесь гранулируют на грануляторе 13. При гранулировании в полимер вводят красители и пигменты.