[go: up one dir, main page]

NO125633B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO125633B
NO125633B NO169481A NO16948167A NO125633B NO 125633 B NO125633 B NO 125633B NO 169481 A NO169481 A NO 169481A NO 16948167 A NO16948167 A NO 16948167A NO 125633 B NO125633 B NO 125633B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
polymerization
vinyl chloride
polyvinyl chloride
autoclave
pressure
Prior art date
Application number
NO169481A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
J Golstein
Original Assignee
Solvay
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay filed Critical Solvay
Publication of NO125633B publication Critical patent/NO125633B/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/02Monomers containing chlorine
    • C08F14/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F14/06Vinyl chloride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/36Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed through which there is an essentially horizontal flow of particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/382Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F259/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00
    • C08F259/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00 on to polymers containing chlorine
    • C08F259/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00 on to polymers containing chlorine on to polymers of vinyl chloride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte for polymerisering av vinylklorid.Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for polymerisering og/eller kopolymerisering av vinylklorid i gassfase.De hittil brukte fremgangsmåter for polymerisering av vinylklorid, nemlig suspensjons-, emulsjons- og massefremgangsmåter har alle det til felles at de utføres i flytende fase. I alle disse fremgangsmåter er reaksjonsmassen dannet av en flytende fase bestå-. ende av monomeren og eventuelt et fortynningsmiddel i hvilket monomeren er i en mer eller mindre fin dispersjon.Disse fremgangsmåter har imidlertid flere ulemper.olymerer oppnådd ved hjelp av suspensjons- og emulsjonsprosesser har således forandrede egenskaper på grunn av forskjellige fremmedstoffer som er tilsatt til polymerisasjonsmediet. Harpikser oppnådd ved hjelp av disse fremgangsmåter har en gjennomsiktighet som er utilstrekkelig for visse anvendelser.På den annen side forårsaker disse fremgangsmåter dannelsen. av skorper i polymerisasjonsautoklaver, hvilket er forbundet med store ulemper, særlig hva angår polymerisasjonsutbyttet, og forårsaker en forurensning av ferdigprodukter. Dessuten krever dannelsen av disse redisuer en vidtgående rensning av polymerisasjonsautoklaven. Det er særlig denne krustedannelse i polymerisasjons-reaktorene som har forsinket anvendelsen av kontinuerlige industri-elle prosesser for polymerisering av vinylklorid.Videre må polymerene som fåes ved fremgangsmåten i flytende fase separeres fra den flytende fase og tørkes, mens monomeren ofte bør renses etter at den har vært resirkulert i polymerisasjonsreaktoren.Man har forsøkt å eliminere en del av disse ulemper ved å redusere volumet av den flytende fase som er til stede under poly-merisas jonen . I henhold til franske patenter 1.087.197 og 1.117.753 polymeriserer man i fravær av et oppløsningsmiddel og et fortynningsmiddel en blanding av flytende monomerer og pulverformige polymerer, idet forholdet mellom den faste og den flytende fase alltid reguleres på en slik måte at reaksjonsmassen bibeholder sin pulverformige natur.Denne fremgangsmåte er imidlertid forbundet med alvorlige ulemper av teknologisk og økonomisk karakter. Det er nemlig nødvendig å utføre polymerisasjonen i nærvær av enorme mengder av pulverformige polymerer (1/4 til 1/3 av reaktorvolumet) for at reaksjonsblandingen skal beholde sin pulverformige karakter, mens det brukes små mengder av monomerer som skal polymeriseres.På den annen side må polymerpulvere som er til stede i reaktoren ha en temmelig stor partikkelstørrelse, fortrinnsvis en størrelse mellom 0,1 og 2 mm. Videre bør polymergranulene være porøse for å lette absorpsjonen av flytende monomerer.Endelig krever fremgangsmåten kontinuerlig tilsetning av katalysatoren under hele polymerisasjonen for å sikre at polymerisasjonen skrider frem. Imidlertid er den under disse betingelser fremstilte polymer kraftig forurenset med katalysatorrester.Ved å studere teknikkens standpunkt kan man således konstatere at skjønt man var oppmerksom på de ulemper som var forbundet med nærværet av en flytende fase under polymerisasjonen av vinylklorid og at man har forsøkt å eliminere disse ulemper ved å redusere volumet av. denne fase, har man dog bestandig antatt at nærværet av en flyt-. ende fase er absolutt nødvendig for at polymerisasjonsprosessen skal lykkes.Det er nå funnet at det er mulg å utføre polymerisasjonen av vinylklorid under slike betingelser at det under polymerisasjonen aldri forekommer en flytende fase i polymerisasjonsmediet og at denne arbeidsmåte tillater å unngå alle de ovenfor nevnte ulemper.Foreliggende oppfinnelse har som gjenstand en fremgangsmåte for polymerisering og/eller kopolymerisering av vinylklorid i nærvær av pulverformige katalysatorer, eventuelt i nærvær av inerte faste stoffer, fortrinnsvis pulverformig polyvinylklorid, og den erat polymerisasjonen utføres med gassformige monomerer,. ved et trykk som er lavere enn det mettede damptrykk for vinylkloridet ved polymerisasjonstemperaturen, og i fullstendig fravær av flytende fase.Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen innføres i polymerisasjonsautoklaven, som er utstyrt med rører, en liten mengde av pulverformig katalysator, og etter at reaktoren er bragt til en temperatur som er tilstrekkelig for å starte dekomponeringen av katalysatoren, innføres gassformig vinylklorid.Trykket som hersker i autoklaven kan variere, men det bør alltid være lavere enn det mettede damptrykk av vinylklorid ved polymeri-sas jonstemperaturen, således at det aldri under polymerisasjonen er til stede en flytende fase i reaksjonsmediet.Den oppnådde polymer danner et hvitt pulver som ikke trenger tørking.Det foretrekkes imidlertid å utføre polymerisasjonen i nærvær. av et fast, pulverformig eller kornformig stoff som er inert under polymerisasjonsbetingelsene og som innføres på forhånd. Dette faste stoff tjener i hovedsaken som dispergeringsfase for katalysatoren.Den økede dispergering av katalysatoren bedrer polymerutbyttet betydelig. Denne faste fase kan ha en hvilken som helst karakter forutsatt at den ikke utgjør eller ikke inneholder et polymerisa-sjonshindrende materiale.Det kan særlig brukes asbest, silisiumdioksyd, perlitt osv.Det foretrekkes imidlertid å bruke plastiske materialer i pulver-. form eller i kornform og særlig polyvinylklorid eller en harpiks som man ønsker å blande med det dannede polyvinylklorid. Fortrinnsvis velges en harpiks med meget fin granulometri.Mengden av den faste fase som på forhånd er innført i poly-merisas jonsreaktoren kan variere, og forholdet mellom den faste fase og den polymeriserte monomer er ikke kritisk. For å sikre normal produktivitet i reaktorene holder man mengden av den på forhånd inn-førte harpiks så lav som mulig. En av fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at den tillater å bruke en meget liten mengde av utgangsharpiksen, fordi polymerisasjonen fører til dannelsen av nytt granulat og ikke til økningen av det på forhånd innførte granulat.Som katalysatorer for polymerisering i gassfasen kan brukes. alle katalysatorer eller alle forhåndsformede katalysatorsystemer som vanligvis brukes for polymerisering av vinylklorid og særlig katalysatorer som danner frie radikaler. F.eks. kan man bruke, alene eller i kombinasjon, organiske peroksyder, så som lauroylperoksyd, benzoylperoksyd, peroksydkarbonater, azo-bisisobutyronitril, tert. butyl-perpivalat osv. Mengden som anvendes av katalysatoren utgjør fortrinnsvis mellom 0,01 og 5 vekt% i forhold til den eller de an-vendte monomerer.Omrøring av reaksjonsmediet har stor innflytelse på polymerisasjonsutbyttet. Det faste materiale i polymerisasjonsreaktoren ut-settes derfor for konstant omrøring ved hjelp av rørere som er hen-siktsmessig valgt og drevet med nøyaktig bestemte hastigheter.Fortrinnsvis velges rørere av den art som brukes for å blande. og homogenisere pulverformige produkter, nemlig "båndblandere". (ribbon blender), rammerørere, rørere med avstrykningsskovler osv.Skjønt fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen særlig kan brukes. for å polymerisere vinylklorid, kan den også brukes for kopolymerisering av vinylklorid med andre monomerer, f.eks. vinylacetat,. etylen, propylen osv.Det er dessuten funnet at det ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er mulig å oppnå harpikser med forbedret stabilitet ved å innføre i den faste utgangsfase pulverformige stabilisatorer under den forutsetning at de ikke hindrer polymerisasjonsreaksjonen. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan man også bruke pulverformige stabilisatorer som katalysatorbærere, såsom fettsure salter og særlig kalsium-, bly-, barium-, kadmium-stearater osv. Disse metoder sik-rer bedre dispergering av stabilisatoren innenfor harpiksen, og derved bedre effektivitet av stabilisatoren.Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er av stor økonomisk verdi. da den er enkel å utføre . På grunn av fraværet av en flytende fase. i reaksjonsmediet krever nemlig de oppnådde harpikser ingen tørking. Dessuten kan den eller de ikke omdannede monomerer gjenvinnes i gassform og med én gang resirkuleres i polymerisasjonsreaktoren uten noen senere renseprosess.En annen og meget viktig fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er fravær av kruster i polymerisasjonsreaktoren.Man kan også konstatere en betydelig økning av harpiksens ef-fektive fyllingsgrad i autoklaven.Alle disse karakteristiske trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og særlig fraværet av kruster i reaktoren gjør fremgangsmåten særlig egnet for kontinuerlig arbeide. Dette utgjør en meget viktig fordel, fordi det i dag ikke kjennes noen annen til-fredsstillende metode som tillater å polymerisere vinylklorid kontinuerlig.Det vesentlige karakteristiske trekk ved oppfinnelsen som gjør det mulig å oppnå dette resultat, er den kontinuerlige dannelse av nytt polymergranulat, da det er klart at dersom polymerisasjonen bare førte til økning av det eksisterende granulat, ville den ikke kunne utføres i lengre tid og i intet tilfelle kontinuerlig. Et annet karakteristisk trekk ved den kontinuerlige gjennomføring av fremgangsmåten er at polymerisasjonen kan fortsettes i forholdsvis lang tid uten at man behøver å tilsette ny katalysator.På den annen side har de oppnådde harpikser forholdsvis høy renhetsgrad og derved utmerket gjennomsiktighet. Dette er i hovedsaken forbundet med den kjensgjerning at intet fremmedstoff, emul-, geringsmiddel, beskyttelseskolloid osv. forurenser den polymeriserte polymer.Et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsen er muligheten av lett å oppnå harpikser med lave molekylvekter under et trykk som er betydelig lavere enn det trykk som er nødvendig ved de vanlige suspensjons-, emulsjons- eller masseprosesser.Til tross for deres volumvekt etter stamping (0,7 - 0,8 kg/dm 3 ), har dé dessuten ved hjelp av fremgangsmåten fremstilte harpikser ut-merkede absorpsjonsegenskaper når det gjelder myknere.I det følgende gis noen utførelseseksempler.EKSEMPEL 1.1 g lauroylperoksyd innføres som fint pulver i en 3-liters autoklav utsatt for kontinuerlig omrøring ved hjelp av en rører med avstrykningsskovler. Hastigheten til røreren er 125 omdr./min.Autoklaven oppvarmes til 58°c og holdes ved denne temperatur under hele polymerisasjonen. Deretter innføres gassformig vinylklorid på en slik måte at trykket i autoklaven er 8 kg/cm 2.Polymerisasjonsreaksjonen begynner, og man konstaterer et trykkfall som kompenseres ved innføring av gassformig vinylklorid re-gulert på en slik måte at det opprettholdes et konstant trykk på. 8 kg/cm 2. Etter 1 times polymerisasjon kjøles autoklaven, ikke omdannet vinylklorid avgasses, og det utvinnes 31 g hvitt, pulverformig polyvinylklorid som ikke trenger noen tørking.EKSEMPEL 2.Polymeriseringen av vinylklorid utføres i nærvær av pulverformig polyvinylklorid.I autoklaven innføres en homogenisert blanding av 100 g pulverformig polyvinylklorid og 1 g lauroylperoksyd.Katalysatoren på bærer omrøres på kontinuerlig måte under polymerisasjonen ved hjelp av en rører med avstrykningsskovler som dreier seg med en hastighet på 125 omdr./min.Temperaturen i autoklaven bringes til 59°c og gassformet vinylklorid innføres.Det i autoklaven herskende trykk er 8 kg/cm 2.egynnelsen av polymerisasjonsreaksjonen kan konstateres ved et trykkfall. Trykket holdes ved 8 kg/cm 2 ved suksessiv innføring av gassformig vinylklorid.Etter 5 timers reaksjon avbrytes innføringen av gassformig vinylklorid, og det utvinnes 500 g hvitt, pulverformig polyvinylklorid som kan brukes som sådant uten tørking.EKSEMPLER 3- 8.Det arbeides ved hjelp av metoden og under de betingelser som er beskrevet i eksempel 2, men som katalysator brukes de forskjellige forbindelser angitt i den følgende tabell 1.Alle de fremstilte harpikser har lignende egenskaper. De har utmerket gjennomsiktighet, og volumvekten etter stamping er 0,7 - 0,8 kg/dm 3. Det dannes ikke kruster i polymerisasjonsautoklaven.EKSEMPEL 9.Polymeriseringen av vinylklorid utføres i nærvær av et stabi-liser ingsmiddel dispergert i det faste utgangsmateriale. Det inn-føres i autoklaven en homogenisert blanding av 100 g pulverformig polyvinylklorid, 1 g lauroylperoksyd og 1 g kalsiumstearat. Autoklaven oppvarmes til 58°c og omrøres kontinuerlig ved hjelp av en rører med avstrykningsskovler, som dreier seg med 125 omdr./min.Gassformig vinylklorid innføres i autoklaven, og trykket holdes ved 8 kg/cm 2under polymerisasjonen ved suksessiv innføring av gassformig vinylklorid.Polymerisasjonen avbrytes etter 9 timer 30 min., og det utvinnes 688 g tørt polyvinylklorid hvis varmestabilitet i oljebad ved 160°c er 20/30 min. Varmestabiliteten av et polyvinylklorid fremstilt i henhold til eksempel 2 er 10-20 minutter.EKSEMPEL 10.Det utføres en kopolymerisering av vinylklorid og propylen.I autoklaven innføres en homogen blanding av 100 g polyvinylklorid og 3 g lauroylperoksyd. Blandingen omrøres på kontinuerlig måte ved hjelp av en rører med avstrykningsskovler som dreier seg med 125 omdr./min.Deretter innføres i autoklaven en blanding med konstant forhold. av 626 deler vinylklorid og 10 deler propylen. I autoklaven. hersker et trykk på o 8,8 kg/cm 2. Etter 11% timers reaksjon avbrytes polymerisasjonen. Etter avgassing av de ikke omdannede monomerer gjenvinnes 725 g av en vinylklorid/propylen-kopolymer inneholdende. 2% propylen.K-tallet målt på en oppløsning i dikloretan er 57,5, mens K-. tallet av polyvinylklorid fremstilt ved de samme arbeidsbetingelser er 59.EKSEMPLER 11, 12, 13.For sammenligningens skyld ble det i 1 time ved 58°c i en 3-. liters autoklav utført et polymerisasjonsforsøk i overensstemmelse. med den metode som er beskrevet i fransk patent 1.087.197 og i overensstemmelse med oppfinnelsen. I de to første forsøk polymeriserte man 200 ml vinylklorid i nærvær av 500 g polyvinylklorid. I det. første av disse forsøk (eksempel 11) brukte man de gunstigste betingelser for gjennomføring av den første metode ved å bruke porøst polyvinylklorid med en granulometri mellom 0,1 og 0,2 mm. Det annet forsøk (eksempel 12) ble utført i nærvær av fint og tett polyvinylklorid som særlig egner seg for utførelse av fremgangsmåten i gass-. fase. Man brukte her et ikke-porøst polyvinylklorid med en granulometri mellom 63 og 88 mikron.Deretter utførte man et polymerisasjonsforsøk i gassfase ved. hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (forsøk 13) ved å ar-. beide med den samme harpiks som i eksempel 12, men bare med 100 g fast harpiks innført opprinnelig.Etter polymerisasjonen bestemte man den granulometriske sam-mensetning av de oppnådde polyvinylklorider. Resultatene er vist i tabell II.I forsøk 11 og 12 utført i overensstemmelse med den fremgangsmåte som er beskrevet i fransk patent nr. 1.087.197, dannes ikke nytt granulat, men det skjer en fortetting og en økning av det opprinnelig innførte polyvinylkloridgranulat.I motsetning til dette viser resultatene fra eksempel 13 utvilsomt at det dannes nytt granulat av polyvinylklorid og særlig en stor mengde granulat som er mindre enn det minste utgangsgra-. nulat av polyvinylklorid.EKSEMPLER 14 og 15.De følgende eksempler skal vise fordeler ved fremgangsmåten. i henhold til foreliggende oppfinnelse sammenlignet med fremgangsmåten i henhold til fransk patent 1.087.197.I et første sammenligningsforsøk (eksempel 14) polymeriseres vinylklorid i henhold til det ovenfor nevnte franske patent, dvs.at flytende vinylklorid polymeriseres i nærvær av porøst polyvinylklorid. I polymerisasjonsautoklaven som inneholder 600 g porøst polyvinylklorid identisk med det som brukes i eksempel 11, innføres 200 g flytende vinylklorid i hvilket er oppløst 1 g lauroylperok-. syd. Temperaturen i autoklaven bringes til 59°c. I autoklaven hersker et trykk på 8,95 kg/cm 2.Etter 1 times polymerisasjon synker trykket til 7,9 kg/cm 2.Hver time gjenopprettes trykket i autoklaven ved suksessivt. å innføre 40 ml flytende vinylklorid i hvilket er oppløst en katalysator i en mengde av 0,5 g/l.Etter 9 timers polymerisasjon utvinnes 343 g polyvinylklorid.Uten ytterligere tilsetning av katalysator har man konstatert. at reaksjonen stopper etter noen få timer og at det oppnådde polyvinylklorid har middelmådige egenskaper.Trykkforskjell {/\^ P) i 1 time er angitt i den følgende tabell III. Det kan sees at disse forskjeller avtar med tiden, hvilket. viser at reaksjonshastigheten avtar.I et annet forsøk utføres polymerisasjonen av vinylklorid. i gassfase, men under betingelser som er identiske med dem som er beskrevet i det første forsøk, dvs. i nærvær av 600 g porøst polyvinylklorid i hvilket er dispergert 1 g lauroylpéroksyd ved en temperatur på 59°C.Det innføres imidlertid ikke noen ytterligere katalysator-mengde under polymerisasjonen.Trykket i autoklaven opprettholdes ved 8 kg/cm 2 ved suksessive innføringer av gassformig vinylklorid.Etter 5 timers polymerisasjon utvinnes 441 g supplementært polyvinylklorid og etter 12 timer 1,150 kg polyvinylklorid.Det kan således sees at reaksjonens kinematikk er så å si konstant og at det polymeriseres omtrent 100 g vinylklorid pr. time.Det kan således sees at fremgangsmåten for polymerisering i gassfase ifølge oppfinnelsen tillater å polymerisere vinylklorid kontinuerlig uten ytterligere tilsetning av katalysatoren, mens fremgangsmåten i henhold til fransk patent 1.087.197 krever konstant tilsetning av katalysator under hele polymerisasjonen, og selv med denne tilsetning tillater den ikke fortsettelse av reaksjonen lenger enn i 8 timer.The present invention relates to a process for the polymerization and / or copolymerization of vinyl chloride in the gas phase. The methods hitherto used for the polymerization of vinyl chloride, namely suspension, emulsion and bulk processes, all have in common that they are carried out in the liquid phase. . In all these processes, the reaction mass formed by a liquid phase consists of. end of the monomer and optionally a diluent in which the monomer is in a more or less fine dispersion. However, these processes have several disadvantages. Polymers obtained by means of suspension and emulsion processes thus have altered properties due to various contaminants added to the polymerization medium. Resins obtained by these methods have a transparency which is insufficient for certain applications. On the other hand, these methods cause the formation. of crusts in polymerization autoclaves, which is associated with major disadvantages, especially as regards the polymerization yield, and causes a contamination of finished products. In addition, the formation of these reductions requires extensive purification of the polymerization autoclave. It is especially this crust formation in the polymerization reactors which has delayed the use of continuous industrial processes for polymerizing vinyl chloride. Furthermore, the polymers obtained by the liquid phase process must be separated from the liquid phase and dried, while the monomer should often be purified after has been recycled to the polymerization reactor. Attempts have been made to eliminate some of these disadvantages by reducing the volume of the liquid phase present during the polymerization. According to French patents 1,087,197 and 1,117,753, in the absence of a solvent and a diluent, a mixture of liquid monomers and powdered polymers is polymerized, the ratio of the solid to the liquid phase always being controlled in such a way that the reaction mass retains its powdery nature.However, this method is associated with serious disadvantages of a technological and economic nature. Namely, it is necessary to carry out the polymerization in the presence of enormous amounts of powdered polymers (1/4 to 1/3 of the reactor volume) in order for the reaction mixture to retain its powdery character, while using small amounts of monomers to be polymerized. For example, polymer powders present in the reactor must have a rather large particle size, preferably a size between 0.1 and 2 mm. Furthermore, the polymer granules should be porous to facilitate the absorption of liquid monomers. Finally, the process requires continuous addition of the catalyst throughout the polymerization to ensure that the polymerization proceeds. However, the polymer produced under these conditions is heavily contaminated with catalyst residues. By studying the prior art, it can be seen that although one was aware of the disadvantages associated with the presence of a liquid phase during the polymerization of vinyl chloride and has tried to eliminate these disadvantages of reducing the volume of. this phase, however, it has always been assumed that the presence of a flow-. It is now found that it is possible to carry out the polymerization of vinyl chloride under such conditions that during the polymerization there is never a liquid phase in the polymerization medium and that this mode of operation allows to avoid all the above-mentioned disadvantages. The present invention relates to a process for the polymerization and / or copolymerization of vinyl chloride in the presence of powdered catalysts, optionally in the presence of inert solids, preferably powdered polyvinyl chloride, and the polymerization is carried out with gaseous monomers. at a pressure lower than the saturated vapor pressure of the vinyl chloride at the polymerization temperature, and in the complete absence of the liquid phase. brought to a temperature sufficient to initiate the decomposition of the catalyst, gaseous vinyl chloride is introduced. The pressure prevailing in the autoclave may vary, but it should always be lower than the saturated vapor pressure of vinyl chloride at the polymerization temperature, so that never during the polymerization a liquid phase is present in the reaction medium. The polymer obtained forms a white powder which does not need drying. However, it is preferred to carry out the polymerization in the presence. of a solid, powdered or granular substance which is inert under the polymerization conditions and which is introduced in advance. This solid mainly serves as a dispersion phase for the catalyst. The increased dispersion of the catalyst significantly improves the polymer yield. This solid phase can have any character provided that it does not constitute or does not contain a polymerization-inhibiting material. Asbestos, silicon dioxide, perlite, etc. may be used in particular. form or in granular form and in particular polyvinyl chloride or a resin which it is desired to mix with the polyvinyl chloride formed. Preferably, a resin with very fine granulometry is selected. The amount of the solid phase previously introduced into the polymerization reactor may vary, and the ratio of the solid phase to the polymerized monomer is not critical. To ensure normal productivity in the reactors, the amount of the pre-introduced resin is kept as low as possible. One of the advantages of the process according to the invention is that it allows the use of a very small amount of the starting resin, because the polymerization leads to the formation of new granules and not to the increase of the pre-introduced granules. As catalysts for polymerization in the gas phase can be used. all catalysts or all preformed catalyst systems commonly used for the polymerization of vinyl chloride and in particular catalysts which form free radicals. For example. one can use, alone or in combination, organic peroxides, such as lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, peroxide carbonates, azo-bisisobutyronitrile, tert. butyl perpivalate, etc. The amount used of the catalyst is preferably between 0.01 and 5% by weight relative to the monomer or monomers used. Stirring of the reaction medium has a great influence on the polymerization yield. The solid material in the polymerization reactor is therefore subjected to constant stirring by means of stirrers which are suitably selected and operated at precisely determined velocities. Preferably stirrers of the kind used for mixing are selected. and homogenize powdered products, namely "belt mixers". (ribbon blender), frame stirrers, stirrers with wiping blades, etc. Although the method according to the invention can be used in particular. to polymerize vinyl chloride, it can also be used for copolymerization of vinyl chloride with other monomers, e.g. vinyl acetate,. ethylene, propylene, etc. It has also been found that by means of the process according to the invention it is possible to obtain resins with improved stability by introducing in the solid starting phase powdered stabilizers provided that they do not hinder the polymerization reaction. According to an embodiment of the invention, powdered stabilizers can also be used as catalyst supports, such as fatty acid salts and in particular calcium, lead, barium, cadmium stearates, etc. These methods ensure better dispersion of the stabilizer within the resin, and thereby better efficiency of the stabilizer. The process according to the invention is of great economic value. as it is easy to perform. Due to the absence of a liquid phase. in the reaction medium, the resins obtained do not require drying. In addition, the unconverted monomer or monomers can be recovered in gaseous form and immediately recycled to the polymerization reactor without any subsequent purification process. Another and very important advantage of the process according to the invention is the absence of crusts in the polymerization reactor. All these characteristic features of the process according to the invention and in particular the absence of crusts in the reactor make the process particularly suitable for continuous work. This constitutes a very important advantage, because today no other satisfactory method is known which allows to polymerize vinyl chloride continuously. The essential characteristic feature of the invention which makes it possible to achieve this result is the continuous formation of new polymer granules, since it is clear that if the polymerization only led to an increase in the existing granulate, it would not be possible to carry it out for a long time and in no case continuously. Another characteristic feature of the continuous implementation of the process is that the polymerization can be continued for a relatively long time without the need to add new catalyst. On the other hand, the resins obtained have a relatively high degree of purity and thereby excellent transparency. This is mainly associated with the fact that no foreign matter, emulsifier, pesticide, protective colloid, etc. contaminates the polymerized polymer. Another characteristic feature of the invention is the possibility of easily obtaining low molecular weight resins under a pressure which is considerably lower than that. pressure required by the usual suspension, emulsion or mass processes. Despite their bulk density after stamping (0.7 - 0.8 kg / dm 3), the resins produced by the process also have excellent absorption properties when The following are some embodiments. EXAMPLE 1.1 g of lauroyl peroxide is introduced as a fine powder into a 3-liter autoclave subjected to continuous stirring by means of a stirrer with wiping paddles. The speed of the stirrer is 125 rpm. The autoclave is heated to 58 ° C and maintained at this temperature throughout the polymerization. Gaseous vinyl chloride is then introduced in such a way that the pressure in the autoclave is 8 kg / cm 2. The polymerization reaction begins and a pressure drop is found which is compensated by the introduction of gaseous vinyl chloride regulated in such a way that a constant pressure is maintained. 8 kg / cm 2. After 1 hour of polymerization, the autoclave is cooled, unconverted vinyl chloride is degassed and 31 g of white, powdered polyvinyl chloride are recovered which do not require drying. EXAMPLE 2. The polymerization of vinyl chloride is carried out in the presence of powdered polyvinyl chloride. homogenized mixture of 100 g of powdered polyvinyl chloride and 1 g of lauroyl peroxide. The catalyst on the support is stirred continuously during the polymerization by means of a stirrer with wiping paddles rotating at a speed of 125 rpm. gaseous vinyl chloride is introduced. The prevailing pressure in the autoclave is 8 kg / cm 2. the beginning of the polymerization reaction can be ascertained by a pressure drop. The pressure is maintained at 8 kg / cm 2 by successive introduction of gaseous vinyl chloride. After 5 hours of reaction, the introduction of gaseous vinyl chloride is stopped and 500 g of white powdered polyvinyl chloride are recovered which can be used as such without drying. EXAMPLES 3- by the method and under the conditions described in Example 2, but the catalysts used are the various compounds listed in the following Table 1. All the resins prepared have similar properties. They have excellent transparency and the bulk density after stamping is 0.7 - 0.8 kg / dm 3. No crusts are formed in the polymerization autoclave. EXAMPLE 9. The polymerization of vinyl chloride is carried out in the presence of a stabilizer dispersed in the solid starting material. A homogenized mixture of 100 g of powdered polyvinyl chloride, 1 g of lauroyl peroxide and 1 g of calcium stearate is introduced into the autoclave. The autoclave is heated to 58 ° C and stirred continuously by means of an agitator with wiping paddles, which rotates at 125 rpm. Gaseous vinyl chloride is introduced into the autoclave and the pressure is maintained at 8 kg / cm 2 during the polymerization by successive introduction of gaseous vinyl chloride. The polymerization is stopped after 9 hours 30 minutes, and 688 g of dry polyvinyl chloride are recovered whose thermal stability in an oil bath at 160 ° C is 20/30 minutes. The thermal stability of a polyvinyl chloride prepared according to Example 2 is 10-20 minutes. EXAMPLE 10. A copolymerization of vinyl chloride and propylene is carried out. A homogeneous mixture of 100 g of polyvinyl chloride and 3 g of lauroyl peroxide is introduced into the autoclave. The mixture is stirred continuously by means of a stirrer with wiping paddles rotating at 125 rpm. Then a mixture of constant ratio is introduced into the autoclave. of 626 parts vinyl chloride and 10 parts propylene. In the autoclave. a pressure of 8.8 kg / cm 2 prevails. After an 11% hour reaction, the polymerization is stopped. After degassing of the unconverted monomers, 725 g of a vinyl chloride / propylene copolymer containing are recovered. 2% propylene. The K number measured on a solution in dichloroethane is 57.5, while K-. the number of polyvinyl chloride produced under the same working conditions is 59. EXAMPLES 11, 12, 13. For the sake of comparison, it was for 1 hour at 58 ° C in a 3-. liter autoclave performed a polymerization test accordingly. by the method described in French patent 1,087,197 and in accordance with the invention. In the first two experiments, 200 ml of vinyl chloride were polymerized in the presence of 500 g of polyvinyl chloride. In it. In the first of these experiments (Example 11), the most favorable conditions were used for carrying out the first method using porous polyvinyl chloride having a granulometry between 0.1 and 0.2 mm. The second experiment (Example 12) was carried out in the presence of fine and dense polyvinyl chloride which is particularly suitable for carrying out the process in gas. phase. A non-porous polyvinyl chloride having a granulometry between 63 and 88 microns was used here. A gas phase polymerization test was then carried out on wood. by means of the method according to the invention (experiment 13) by ar-. both with the same resin as in Example 12, but only with 100 g of solid resin introduced initially. After the polymerization, the granulometric composition of the polyvinyl chlorides obtained was determined. The results are shown in Table II. In experiments 11 and 12 carried out in accordance with the method described in French Patent No. 1,087,197, no new granulate is formed, but there is a densification and an increase of the originally introduced polyvinyl chloride granulate. In contrast, the results of Example 13 undoubtedly show that new granules of polyvinyl chloride are formed and in particular a large amount of granules which are smaller than the smallest starting grade. zero of polyvinyl chloride. EXAMPLES 14 AND 15. The following examples will show advantages of the process. according to the present invention compared with the process according to French patent 1,087,197. In a first comparative experiment (Example 14) vinyl chloride is polymerized according to the above-mentioned French patent, i.e. liquid vinyl chloride is polymerized in the presence of porous polyvinyl chloride. Into the polymerization autoclave containing 600 g of porous polyvinyl chloride identical to that used in Example 11 is introduced 200 g of liquid vinyl chloride in which 1 g of lauroyl peroxide is dissolved. south. The temperature in the autoclave is brought to 59 ° C. In the autoclave, a pressure of 8.95 kg / cm 2 prevails. After 1 hour of polymerization, the pressure drops to 7.9 kg / cm 2. Every hour, the pressure in the autoclave is restored successively. to introduce 40 ml of liquid vinyl chloride in which a catalyst is dissolved in an amount of 0.5 g / l. After 9 hours of polymerization, 343 g of polyvinyl chloride are recovered. Without further addition of catalyst, it has been found. that the reaction stops after a few hours and that the polyvinyl chloride obtained has mediocre properties. The pressure difference {/ \ ^ P) for 1 hour is given in the following Table III. It can be seen that these differences diminish over time, which. shows that the reaction rate decreases. In another experiment, the polymerization of vinyl chloride is carried out. in the gas phase, but under conditions identical to those described in the first experiment, i.e. in the presence of 600 g of porous polyvinyl chloride in which 1 g of lauroyl peroxide is dispersed at a temperature of 59 ° C. However, no further catalyst is introduced. amount during the polymerization. The pressure in the autoclave is maintained at 8 kg / cm 2 by successive introductions of gaseous vinyl chloride. After 5 hours of polymerization 441 g of supplementary polyvinyl chloride are recovered and after 12 hours 1,150 kg of polyvinyl chloride. constant and that approximately 100 g of vinyl chloride are polymerized per It can thus be seen that the process for gas phase polymerization according to the invention allows to polymerize vinyl chloride continuously without further addition of the catalyst, while the process according to French patent 1,087,197 requires constant addition of catalyst throughout the polymerization, and even with this addition allows it does not continue the reaction for longer than 8 hours.

Claims (1)

Fremgangsmåte for polymerisering og/eller kopolymeriseringProcess for polymerization and/or copolymerization av vinylklorid i nærvær av pulverformige katalysatorer, eventuelt i nærvær av inerte faste stoffer, fortrinnsvis pulverformig polyvinylklorid,karakterisertvedat polymerisasjonen utføres med gassformige monomerer ved et trykk som er lavere enn det mettede damptrykk for vinylkloridet ved polymerisasjonstemperaturen, og i fullstendig fravær av flytende fase.of vinyl chloride in the presence of powdered catalysts, optionally in the presence of inert solids, preferably powdered polyvinyl chloride, characterized in that the polymerization is carried out with gaseous monomers at a pressure lower than the saturated vapor pressure of the vinyl chloride at the polymerization temperature, and in the complete absence of liquid phase.
NO169481A 1966-08-29 1967-08-23 NO125633B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE32626 1966-08-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO125633B true NO125633B (en) 1972-10-09

Family

ID=3840025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO169481A NO125633B (en) 1966-08-29 1967-08-23

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS5244918B1 (en)
AT (1) AT284438B (en)
AU (1) AU434920B2 (en)
BE (1) BE686088A (en)
CA (1) CA928900A (en)
CH (1) CH473158A (en)
DE (1) DE1745409B1 (en)
ES (1) ES344522A1 (en)
FI (1) FI46168C (en)
FR (1) FR1535224A (en)
GB (1) GB1124237A (en)
NL (1) NL155845B (en)
NO (1) NO125633B (en)
PL (1) PL69874B1 (en)
SE (1) SE352093B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE751136A (en) * 1969-06-24 1970-11-30 Solvay PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OR COPOLYMERIZATION OF VINYL MONOMERS AND THE RESIN COMPOSITIONS OBTAINED BY THIS PROCESS
BE757214A (en) * 1969-10-09 1971-04-08 Montedison Spa VYNIL CHLORIDE POLYMERIZATION PROCESS
LU63520A1 (en) * 1971-07-13 1973-01-23
IT989178B (en) * 1972-07-19 1975-05-20 Solvay PROCEDURE TO ELIMINATE RESIDUAL VINYL CHLORIDE PRESENT IN POLI MERI
JPS51105385A (en) * 1975-01-11 1976-09-17 Toyo Soda Mfg Co Ltd Enkabinirujugotai mataha kyojugotaino seizoho
DE2837173A1 (en) * 1978-08-25 1980-02-28 Dynamit Nobel Ag METHOD FOR THE MASS POLYMERIZATION OF VINYL CHLORIDE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1087197A (en) * 1952-11-19 1955-02-22 Basf Ag Polymer production process
FR1117753A (en) * 1953-12-24 1956-05-28 Montedison Spa Process for the polymerization in powder form of monomers whose polymers are insoluble in the monomer, and in particular polyvinyl chloride

Also Published As

Publication number Publication date
NL155845B (en) 1978-02-15
AT284438B (en) 1970-09-10
DE1745409B1 (en) 1971-07-08
FR1535224A (en) 1968-08-02
AU434920B2 (en) 1973-04-17
JPS5244918B1 (en) 1977-11-11
CA928900A (en) 1973-06-19
FI46168C (en) 1973-01-10
FI46168B (en) 1972-10-02
BE686088A (en) 1967-02-28
CH473158A (en) 1969-05-31
GB1124237A (en) 1968-08-21
NL6711784A (en) 1968-03-01
PL69874B1 (en) 1973-10-31
ES344522A1 (en) 1968-10-01
SE352093B (en) 1972-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2286062A (en) Process for copolymerizing malkic anhydride and polymerizable vinyl compounds
US2468054A (en) Copolymers of vinylidene fluoride with ethylene and halogenated ethylenes
US3022282A (en) Polymerization catalyst for vinyl chloride
US2404781A (en) Vinyl polymers
US2982762A (en) Continuous polymerization of n-vinyl lactams
US3325460A (en) Process for the continuous preparation of ethylene/vinyl acetate copolymers using serially arranged reaction zones
US5047490A (en) High molecular weight copolymers of maleic anhydride and methyl vinyl ether
US3375238A (en) Process for suspension polymerization of vinyl chloride
NO125633B (en)
US3798287A (en) Method for producing a mixed polymer of vinylidene fluoride polymers
US3692718A (en) Gas phase polymerization of vinyl chloride
US2104760A (en) Plastic materials
US3055876A (en) Suspending agents for vinyl polymerization
NO333345B1 (en) Process for the preparation of polyvinyl chloride
FI61706B (en) FOERFARANDE FOER POLYMERISERING AV VINYLKLORID I MIKROSUSPENSION I VILKEN INGAOR YMPMEDEL SAMT SAO FRAMSTAELLD LATEX
IL45564A (en) Process for chlorinating ethylene polymers
US2632758A (en) Polymerization of methylmethac-rylate with mixture of benzoyl peroxide and tertiary-butyl hydroperoxide
US3642745A (en) Procedure for the polymerization and copolymerization of vinyl chloride
US4526946A (en) Polyvinyl chloride suspension polymerization process and product having improved plasticizer absorption
US2975162A (en) Process for the production of polymerization products of vinyl chloride
US3714137A (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYVINYLIDENE FLUORIDE IN THE PRESENCE OF A PEROXYDISULFATE INITIATOR AT AN ACIDIC pH
US2857367A (en) Polymerization process utilizing dextran as a primary dispersing agent
IL25336A (en) Preparation of polymers containing vinyl chloride
US3933776A (en) Bulk polymerization of vinyl chloride
US2886551A (en) Polymerization employing a phthalic glycerol alkyd resin as a suspension stabilizer