Производство полиакрилонитрила полимеризацией в водной эмульсии.

При получении полиакрилонитрила по этому способу водно-эмульсионную полимеризацию акрилонитрила проводят при 30-75°Cи атмосферном давлении. В качестве инициатора применяют персульфаты аммония и калия, перекись водорода и другие растворимые в воде вещества, а также различные окислительно-восстановительные системы(соотношение окислителя и восстановителя от 0,1 до 1). Иногда в качестве эмульгаторов применяют соли жирных сульфокарбоновых кислот(например, лаурилсульфат натрия). Для создания требуемой кислотности среды добавляют незначительное количество серной кислоты(доpH2-5). Для снижения поверхностного натяжения и регулирования роста цепи полимера часто вводят меркаптаны, альдегиды, кетоны, гидразины и эфиры. Процесс можно проводить как периодическим, так и непрерывным способом.

Непрерывный технологический процесс производства полиакрилонитрила состоит из следующих стадий:

• приготовление растворов;

• полимеризация акрилонитрила;

• демономеризация дисперсии и конденсация акрилонитрила;

• фильтрация;

• промывка и сушка полимера.

Условия полимеризации(концентрацию и состав инициирующей системы, температуру, содержание мономера и воды) подбирают так, чтобы получить полимеры средней молекулярной массы(от 35000 до 70000).

Производство полиакрилонитрила полимеризацией в водных растворах минеральных солей.

Впервые полимеризация акрилонитрила в водном растворе минеральных солей была проведена при следующем составе: 36,8%Zn, 19,4%Ca, 3% HCl и 0,2%FeC· 6O.Для регулирования роста цепи вводили добавки – эфиры тиогликолевой кислоты. Раствор содержал 10-16%акрилонитрила и 84%минеральных солей. Процесс проводили до конверсии мономера не более 70%для предотвращения образования разветвленного полимера с повышенной полидисперсностью. Поскольку полиакрилонитрил растворяется в водном растворе минеральных солей, из раствора полимера можно формовать волокна. Полученный этим способом полиакрилонитрил имел молекулярную массу от 70000 до 120000.

Для полимеризации акрилонитрила могут применяться и другие водные растворы минеральных солей, в частности перхлоратов натрия, кальция, алюминия и магния, раствор роданистого натрия.

В настоящее время полимеризация акрилонитрила в водных растворах минеральных солей широко применяются в промышленности. Процесс проводят непрерывным способом в аппарате, снабженном мешалкой, системой обогрева и охлаждения, при 79-80,5°Cи атмосферном давлении. В реактор, содержащий 50,5%-ный водный раствор роданистого натрия, вводят смесь 92%акрилонитрила, 6%метилакрилата, 1%итаконовой кислоты, 0,1%инициатора – динитрила азо-бис-изомасляной кислоты и другие добавки, способствующие регулированию роста цепи. Реакционная смесь непрерывно поступает в аппарат снизу, а раствор полимера отводится сверху. Продолжительность полимеризации 1-1,5 часа. Конверсия мономера составляет около 78%.

Образующийся полимер растворяется в водном растворе роданистого натрия. В результате полимеризации получается раствор полиакрилонитрила с характеристической вязкостью 1,2. Раствор используют для изготовления синтетического волокна нитрон и пленок. Молекулярная масса полимера, полученного этим способом, равна 40000-45000.