катализатор для сополимеризации триоксана с диоксоланом

Формула изобретения

Катализатор для сополимеризации триоксана с диоксоланом, включающий каталитическую систему, состоящую из комплекса трехфтористого бора с кислородсодержащим соединением, растворителей - диоксолана и бензола, отличающийся тем, что массовое соотношение диоксолана и бензола в каталитической системе составляет 1 : 1 - 2,5 : 1,0 при содержании трехфтористого бора в системе 1,0 - 5,0 мас.% и катализатор дополнительно содержит олигометилсилоксан в количестве 0,5 - 10,0% от массы каталитической системы, введенный после ее изготовления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается получения полимерных материалов, а именно катализатора для сополимеризации триоксана с диоксоланом.

Известен катализатор для сополимеризации триоксана с диоксоланом, включающий каталитическую систему, состоящую из комплекса трехфтористого бора с кислородсодержащим соединением (метаном), растворителя - смеси диоксолана и бензола, взятых в массовом соотношении 1 : 1 - 0,5 : 1 при содержании трехфтористого бора 2 - 3 мас.%.

Каталитическая система стабильна и может храниться в течение не менее 60 сут, без потери активности. Однако сополимер, полученный под действием этой системы имеет такую же стабильность, как сополимер триоксана с диоксоланом (СТД), полученный под действием ранее известных каталитических систем.

Задачей изобретения является создание катализатора, позволяющего получение СТД с повышенной стабильностью. Катализатор по изобретению включает каталитическую систему, состоящую из комплекса трехфтористого бора с кислородсодержащим соединением; растворителей: диоксолана и бензола в массовом соотношении 1:1 - 2,5:1 соответственно, при содержании трехфтористого бора в системе 1,0 - 5,0 мас.% и олигометилсилоксана в количестве 0,5 - 10% от массы каталитической системы, введенный после ее изготовления.

Добавление полисилоксана в каталитическую систему позволяет снизить содержание нестабильной части в сополимере триоксана с диоксоланом на 10-30 мас.%.

Полученная каталитическая система представляет собой гомогенную прозрачную жидкость, имеющую вязкость 20-80 сСт и температуру замерзания ниже +10^oC. Активность каталитической системы сохраняется без изменения в течение 60 сут.

Для проверки эффективности предлагаемой каталитической системы были проведены экспериментальные сополимеризации триоксана с диоксоланом в растворителе-бензине "Нефрас С2-80/120".

Пример 1. Комплекс трехфтористого бора с метанолом получают, пропуская (барботируя) газообразный трехфтористый бор через метанол. Скорость пропускания трехфтористого бора устанавливают такой, чтобы температура метанола не поднималась выше 80^oC. Насыщение заканчивают после достижения заданной концентрации комплекса трехфтористой бор-метанол 45-65%.

0,21 г комплекса трехфтористого бора с метанолом при концентрации BF - 60% растворяют в смешанном растворителе, содержащем 1,66 г бензола и 0,74 г диоксолана (соотношение диоксалана и бензола равно 1:2,2), перемешивают, после чего к полученному раствору постепенно добавляют еще 1,75 г диоксолана (конечное соотношение диоксалана и бензола 1,5:1). Концентрация BF в полученной каталитической системе 3,0%. Триоксан в количестве 40 г заливают 70,6 мл бензина "Нефрас C2-80/120", добавляют 1,2 г диоксолана, 0,6 г диметилсульфона, нагревают до 70-72^oC и при перемешивании вводят 0,23 г раствора катализатора. Процесс сополимеризации проводят при 72-75^oC до отсутствия триоксана в охлажденной до 20^oC пробе реакционной массы (визуально).

Пример 2. Каталитическую систему готовят, как в примере 1. После приготовления к каталитической системе добавляют 0,5 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-85", (ТУ 6-02-584-75), имеющей строение



Сополимеризацию триоксана с диоксоланом проводят, как в примере 1.

Пример 3. Каталитическую систему готовят, как в примере 1. После приготовления к каталитической системе добавляют 10 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-85" и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Пример 4. Каталитическую систему готовят, как в примере 1. После приготовления к каталитической системе добавляют 3 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-85" и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Пример 5. Каталитическую систему готовят, как в примере 1. После приготовления к каталитической системе добавляют 3 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-86" (ТУ 6-02-583-75), имеющей строение:

(CH₃)₂Si[-O-Si(CH₃)₂-]_nO- Si(CH₃)₂,

и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Пример 6. Каталитическую систему готовят, как в примере 1. После приготовления к каталитической системе добавляют 3 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-86", выдерживают при комнатной температуре 60 сут и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Пример 7. Комплекс трехфтористого бора с приполенкарбонатом получают, пропуская (барботируя) газообразный трехфтористый бор через пропиленкарбонат. Скорость пропускания трехфтористого бора устанавливают такой, чтобы температура пропиленкарбоната не поднималась выше 60^oC. Насыщение заканчиваются после достижения заданной концентрации комплекса трехфтористый бор-пропиленкарбонат 20-30%.

Комплекс трехфтористого бора с пропиленкарбонатом в количестве 0,5 г при концентрации BF 25% растворяют в смешанном растворителе, содержащем 2,08 г бензола и 0,75 г диоксолана (соотношение диоксолана и бензол, равном 1: 2,77), перемешивают, после чего к полученному раствору постепенно добавляют еще 1,33 г диоксолана (конечное соотношение диоксолана и бензола 1:1). Концентрация BF₃ в полученной каталитической системе 3,0%. Процесс сополимеризации проводят, как в примере 1, при этом в качестве катализатора вводят 0,23 г каталитической системы.

Пример 8. Каталитическую систему готовят, как в примере 7. После приготовления к каталитической системе добавляют 3 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-86" и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Пример 9. Комплекс трехфтористого бора с водой получают, пропуская (барботируя) газообразный трехфтористый бор через воду. Скорость пропускания трехфтористого бора устанавливают такой, чтобы температура воды не поднималась выше 100^oC. Насыщение заканчивают по достижении заданной концентрации комплекса BF₃: H₂O 50 - 70%.

Комплекс трехфтористого бора с водой в количестве 0,19 г при концентрации BF₃ 60% растворяют в смешанном растворителе, содержащем 1,66 г бензола и 0,9 г диоксолана (соотношение диоксолана и бензола 1:1,85), перемешивают. После этого к полученному раствору постепенно добавляют еще 1,6 г диоксолана (конечное соотношение диоксолана и бензола 1:1). Концентрация BF₃ в полученной каталитической системе 3,0%. Процесс сополимеризации проводят, как в примере 1, при этом в качестве катализатора вводят 0,23 г каталитической системы.

Пример 10. Каталитическую систему готовят, как в примере 9. После приготовления к каталитической системе добавляют 3 мас.% метилсилоксановой жидкости "131-85" и проводят сополимеризацию триоксана с диоксоланом, как в примере 1.

Технологические параметры процессов сополимеризации и свойства полученных сополимеров приведены в таблице.

Как видно их таблицы, предлагаемая каталитическая система позволяет снизить содержание нестабильной части сополимера триоксана с диоксоланом на 10-30%.