Производство сополимера триоксана с диоксоланом растворным способом включает следующие технологические стадии: 1 - получение триоксана, 2 - получение диоксолана, 3 - сополимеризация, 4 - нейтрализация и отпарка растворителя, 5 - промывка полимера, 6 - фильтрация, 7 - сушка, 8 - грануляция продукта с удалением нестабильного сополимера.
В сборниках 1-3 готовят растворы в бензине соответственно 50%-ного триоксана, 10%-ного диоксолана и 3%-ного катализатора. Полученные растворы подают в реактор-полимеризатор 4 и перемешивают, смесь нагревают горячей водой, циркулирующей в двух рубашках, до 72-85 °С, создают в реакторе избыточное давление в пределах 0,65-1 МПа и проводят при этих условиях сополимеризацию. Во избежание кристаллизации триоксана на стенках аппаратов температура воды, подаваемой в нижнюю рубашку реактора и межтрубное пространство обратного холодильника 5, должна быть не ниже 55 °С. Для предотвращения осаждения возгоняющегося триоксана в верхнюю рубашку подают воду с температурой 75 °С.
По достижении заданной степени конверсии (98%) реакционную массу охлаждают путем разбавления бензином и сливают в сборник-разбавитель 6, где доводят концентрацию суспензии до заданной регламентом. Разбавленную суспензию в мутильнике 7 обрабатывают умягченной (обессоленной) водой и подают на центрифугу 8, где отделяют маточник (фугат) и направляют его на регенерацию, а сополимер промывают специальным раствором (промывной жидкостью) и подают в мутильник 10 для повторной обработки обессоленной водой. Промытый полимер подают на стадию стабилизации в отгонный аппарат 11, где нейтрализуют суспензию полимера аммиачной водой для связывания формальдегида до уротропина:
4NH3 + 6CH2O --> (CH2)6N4 + 6H2O
и при температуре 130-140 °С и повышенном давлении отгоняют остаток бензина. Пары бензина конденсируют в межтрубном пространстве холодильника 12, конденсат направляют на регенерацию бензина, а стабилизированный полимер поступает последовательно в мутильник 13 и центрифугу 14 для отмывки и отделения от аммиака и уротропина. Далее влажный сополимер из центрифуги поступает на стадию сушки в вакуумную гребковую сушилку 16. С конечной влажностью 0,2% сополимер-порошок подают в конический смеситель 17, где смешивают его со свето- и термостабилизаторами, красителями и наполнителями. Смесь подают в экструдер-гранулятор 18 и подвергают ее термообработке и грануляции. При температуре 190-200 °С протекает процесс деполимеризации до тех пор, пока концевые полуацетальные группы не будут заменены оксиэтиленовыми группировками (~О-СН2-О-СН2-СН2-ОН). Охлажденный гранулят сополимера СТД затаривают и складируют.
Существенным и практически неустранимым недостатком растворного способа является большой расход взрыво- и пожароопасного растворителя и необходимость его регенерации.
Полиформальдегид (так обычно именуют в литературе ацетальные смолы) обладает комплексом выдающихся свойств. При средней молекулярной массе 30000-80000 полимер характеризуется линейной структурой макромолекул, наибольшими из всех термопластов показателями жесткости и сопротивления усталостным нагрузкам, высокой устойчивостью к истиранию и действию низких температур (до -40 °С), стабильностью размеров при нагрузке и хорошими антифрикционными свойствами. По электрическим показателям полиформальдегид уступает полистиролу и полиэтилену. Термостойкость (температура разложения 290-300 °С) зависит от условий среды и строения молекулярной цепи: в среде инертного газа (или в вакууме) выдерживает нагревание до 270 °С в течение 6-8 часов. Теплостойкость гомополиформальдегида (Тпл = 175-180 °С) выше теплостойкости сополимеров СФД и СТД (Тпл = 164-167 °С), так как у гомополимера более высокая степень кристалличности, больше жесткость и твердость. Все ацетальные смолы характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, но разрушаются сильными минеральными кислотами, причем химическая стойкость выше у сополимеров. Полиформальдегид нетоксичен и может быть использован при контакте с пищевыми продуктами при умеренных температурах (не выше 70 °С) и pН = 4-9. Полиформальдегид - конструкционный материал, перерабатываемый в изделия (масло- и бензопроводы, втулки, шестерни, пружины, корпуса приборов, детали муфт сцепления автомобилей, карбюраторов, детали в производстве точных изделий и др.) преимущественно методами литья под давлением и экструзией.
Назад (Сополимеры СФД и СТД) Далее (Пентон)