CC BY
207
Е. С. Абрамовская, А. С. Мухаметзянов, Н. Б. Завьялова, А. С. Арутюнян,
А. И. Хацринов, Р. Ф. Гатина, Ю. М. Михайлов
ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИВИНИЛНИТРАТА
Ключевые слова: поливиниловый спирт, азотная кислота, поливинилнитрат, нитрование,
синтез.
Изучены основные методы получения поливинилнитрата (ПВН). Предложен оптимальный метод синтеза ПВН с точки зрения технологических параметров процесса.
Key words: nitration, polyvinyl alcohol, nitric acid, polyvinyl nitrate, synthesis.
The basic methods of polyvinyl nitrates (PVN) preparation are analyzed. The optimal method of PVN synthesis from the point of view of technological parameters of the preparation process is suggested.
Поливинилнитрат (ПВН) представляет собой термопластичный полимер, получаемый нитрованием поливинилового спирта различными нитрующими агентами.
На сегодняшний день известны следующие способы нитрации высокомолекулярного поливинилового спирта (ВПВС): азотной кислотой, серно-азотной смесью кислот, азотной кислотой в присутствии солей азотной кислоты [1].
В зависимости от используемой среды и условий ведения реакций, методы получения ПВН можно подразделить на гомогенные и гетерогенные. В случае синтеза в гомогенных условиях продукт реакции находится в растворенном виде и выделяется путем осаждения, в гетерогенных условиях продукт не растворяется в реакционной массе и выделяется фильтрованием.
Анализ методов синтеза поливинилового спирта (ПВС) [2] показал, что основными недостатками метода нитрации ПВС в гомогенных условиях являются: большой избыток концентрированной кислоты, что значительно снижает выход продукта с единицы объема аппарата; продукт реакции выделяется разбавлением реакционной массы водой и, как следствие, возникают большие объемы кислоты подлежащей рекуперации.
Методы нитрации в гетерогенных условиях позволяют в значительной мере упростить процесс выделения высокомолекулярного поливинилнитрата из реакционной массы и вдвое сократить количество используемой кислоты.
Таким образом, оптимальным методом с точки зрения технологических параметров процесса синтеза является нитрование ПВС смесью азотная кислота - уксусный ангидрид где, в отличие от предыдущих методов, не наблюдается резких скачков температуры, загорания исходного ПВС. Данный метод позволяет сократить количество используемой азотной кислоты до количеств, близких к стехиометрии. Проведение нитрации данной смесью в присутствии инертного органического растворителя, как следствие, применение более мягкого нитрующего агента, позволяет вести процесс в удобном, с технологической точки зрения, диапазоне температур в гетерогенных условиях. Значительным преимуществом способа является значительное снижение тепловых эффектов при дозировании исходного
продукта. В отличие от способов нитрации азотной кислотой и других вариаций нитрующих смесей, в данном случае отсутствует ограничение по дисперсности сырья и получаемый в результате продукт легче отмывается.
Получение высокомолекулярного поливинилнитрата по описанной методике позволяет уменьшить производственные площади, вследствие сокращения расхода исходного сырья, также отработанных кислот подвергающихся дальнейшей рекуперации. Все это значительно снижает затраты на выпуск продукта.
Литература
1. Розенберг, М.Э. Полимеры на основе винилацетата / М.Э. Розенберг. - Л.: Химия, 1983, 176с.
2. Ушаков, С.Н. Поливиниловый спирт и его производные / С.Н. Ушаков. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1960. Т. 1. - 552 с.
© Е. С. Абрамовская - асп. каф. технологии неорганических веществ и материалов КГТУ; А. С. Мухаметзянов - канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник ФКП "ГосНИИХП", gniihp@bancorp.ru; Н. Б. Завьялова - д-р техн. наук, зам. начальника ТЦ, начальник лаб. 1051 ФКП "ГосНИИХП"; А. С. Арутюнян - канд. техн. наук, нач. ТЦ ФКП "ГосНИИХП"; А. И. Хац-ринов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии неорганических веществ и материалов КГТУ; Р. Ф. Гатина - д-р хим. наук, директор ФКП "ГосНИИХП"; Ю. М. Михайлов - член-корр. РАН, д-р хим. наук, ВПК при правительстве РФ.
