СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАУЧУКОВЫХ ИОНОМЕРОВ И ПОЛИМЕРНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ

1. Способ получения каучуковых иономеров, включающий по меньшей мере следующие стадии:
a) подачу по меньшей мере
- концентрированной жидкости (L), содержащей по меньшей мере один бромированный каучук и по меньшей мере одно летучее соединение,
- и по меньшей мере одного нуклеофила, содержащего азот и/или фосфор,
в экструдерный узел, включающий по меньшей мере
- секцию дегазации экструдера, включающую по меньшей мере транспортирующую секцию и по меньшей мере одно вентиляционное отверстие с одним или более испарительными трубопроводами,
- накопительную секцию и
- выпускную секцию,
и
b) по меньшей мере частичное взаимодействие этого бромированного каучука или бромированных каучуков с нуклеофилом, содержащим азот и/или фосфор, или нуклеофилами, содержащими азот и/или фосфор, внутри этого экструдерного узла, в результате чего образуются каучуковые иономеры (ION), а летучие соединения по меньшей мере частично удаляются через вентиляционные отверстия и испарительные трубопроводы.
2. Способ получения полимерных нанокомпозитов, включающий по меньшей мере следующие стадии:
а*) подачу по меньшей мере
- концентрированной жидкости (L), содержащей по меньшей мере один бромированный каучук и по меньшей мере одно летучее соединение,
- и по меньшей мере одного нуклеофила, содержащего азот и/или фосфор,
- и по меньшей мере одного наполнителя
в экструдерный узел, включающий по меньшей мере
- секцию дегазации экструдера, включающую по меньшей мере транспортирующую секцию и по меньшей мере одно вентиляционное отверстие с одним или более испарительными трубопроводами,
- накопительную секцию и
- выпускную секцию,
и
b*) взаимодействие этого бромированного каучука или бромированных каучуков с нуклеофилом, содержащим азот и/или фосфор, или нуклеофилами, содержащими азот и/или фосфор, в результате чего образуются каучуковые иономеры (ION), и
образование полимерного нанокомпозита в результате взаимодействия
- бромированного каучука или бромированных каучуков и нуклеофила, содержащего азот и/или фосфор, или нуклеофилов, содержащих азот и/или фосфор, и/или
- каучукового иономера (ION)
по меньшей мере с одним наполнителем,
при котором вышеупомянутое взаимодействие и вышеупомянутое образование по меньшей мере частично осуществляются внутри экструдерного узла, и при котором летучие соединения по меньшей мере частично удаляются через вентиляционные отверстия и испарительные трубопроводы.
3. Способ по п.1 или 2, в котором концентрированная жидкость (L) получается при помощи стадий
i) обработки жидкости (F) по меньшей мере в одной концентрирующей установке, включающей по меньшей мере нагреватель, сосуд для дегазации (4) и испарительный трубопровод, при которой эта жидкость (F) нагревается, нагретая жидкость (G) подается в сосуд для дегазации, где часть летучих соединений удаляется через испарительный трубопровод, чтобы получить концентрированную жидкость (Н),
ii) повторного нагревания концентрированной жидкости (Н) из стадии i) по меньшей мере в одной установке для повторного нагревания, чтобы получить концентрированную жидкость (L).
4. Способ по п.1 или 2, в котором бромированные каучуки выбираются из группы, состоящей из бромбутиловых каучуков и бромированных терполимеров.
5. Способ по п.1 или 2, в котором нуклеофилами, содержащими азот и/или фосфор, являются нуклеофилы формулы I
<mrow><mi>A</mi><msup><mi>R</mi><mn>1</mn></msup><msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup><msup><mi>R</mi><mn>3</mn></msup><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
в которой
А обозначает азот или фосфор, а
1
2
3
R, R и R независимо друг от друга выбираются из группы, состоящей из алкилов с 1-20 атомами углерода, арилалкилов с 6-20 атомами углерода или арилов с 5-14 атомами углерода.
6. Способ по п.5, в котором нуклеофилы, содержащие азот и/или фосфор, выбираются из группы, состоящей из:
триметиламина, триэтиламина, триизопропиламина, три-н-бутиламина, триметилфосфина, триэтилфосфина, триизопопилфосфина, три-н-бутилфосфина, трифенилфосфина, 2-диметиламиноэтанола, диметиламиноэтилакрилата, диметиламинометилакрилата, N-метиламино-бис-2-пропанола, N-этиламино-бис-2-пропанола, диметиламиноэтилметакрилата, 1-диметиламино-2-пропанола, 2-(изопропиламино)этанола, 3-диметиламино-1-пропанола, N-метилдиэтаноламина, 2-(диэтиламино)этанола, 2-диметиламино-2-метил-1-пропанола, 2-[2-(диметиламино)этокси]этанола, 4-(диметиламино)-1-бутанола, N-этилдиэтаноламина, триэтаноламина, трипропаноламина, аминолауриновой кислоты, бетаина, 3-диэтиламино-1-пропанола, 3-(диэтиламино)-1,2-пропандиола, 2-{[2-(диметиламино)этил]метиламино} этанола, 4-диэтиламино-2-бутин-1-ола, 2-(диизопропиламино)этанола, N-бутилдиэтаноламина, N-третбутилдиэтаноламина, 2-(метилфениламино)этанола, 3-(диметиламино)бензилового спирта, 2-[4-(диметиламино)фенил]этанола, 2-(N-этиланилино)этанола, N-бензил-N-метилэтаноламина, N-фенилдиэтаноламина, 2-(дибутиламино)этанола, 2-(N-этил-N-м-толуидино)этанола, 2,2'-(4-метилфенилимино)диэтанола, трис[2-(2-метоксиэтокси)этил] амина, 3-(дибензиламино)-1-пропан ола, диметил гидрогенизированного таллового алкиламина или смесей вышеупомянутых нуклеофилов.
7. Способ по п.2, в котором наполнитель представляет собой минеральный наполнитель.
8. Способ по п.7, в котором наполнитель выбирается из группы, состоящей из диоксида кремния, синтетических или природных силикатов, природных или органически модифицированных глин, гипса, оксида алюминия, диоксида титана, талька, стеклянных волокон и изделий из стекловолокна, оксидов металлов, карбонатов металлов и гидроксидов металлов или комбинаций вышеупомянутых наполнителей.
9. Способ по п.7, в котором наполнитель выбирается из группы наполнителей с большим аспектным соотношением.
10. Способ по п.1 или 2, в котором температура повторно нагретой концентрированной жидкости (L) находится в интервале от 50°C до 200°С.
11. Способ по п.1 или 2, в котором экструдерный узел имеет устройства, чтобы производить операции с отдельными зонами экструдера независимо друг от друга при разных температурах, так что эти зоны могут или нагреваться, быть ненагретыми или охлаждаться.
12. Способ по п.1 или 2, в котором экструдерный узел имеет устройства, чтобы производить операции с отдельными зонами экструдера независимо друг от друга при разных температурах, так что эти зоны могут или нагреваться, быть ненагретыми или охлаждаться.
13. Способ по п.1 или 2, в котором выпускная секция (22) имеет устройства, чтобы позволять продукту выходить из экструдера, и оборудование для технологической обработки продукта, при этом оборудование для технологической обработки продукта выбирается из группы, состоящей из комбинаций пластин с фильерами и ножей; пластин с фильерами и устройств для подводного гранулирования; устройств для образования крошки, турбулизаторов и неподвижных ножей, расположенных у последней пластины экструдера.
14. Способ по п.1 или 2, в котором выпускная секция (22) включает охлаждающие устройства, при этом охлаждающие устройства выбираются из группы, состоящей из пневматических конвейеров для крошки с конвекционным воздушным охлаждением, вибрационных конвейеров для крошки с конвекционным воздушным охлаждением, вибрационных конвейеров для крошки с охлаждающими контактными поверхностями, ленточных конвейеров с конвекционным воздушным охлаждением, ленточных конвейеров с охлаждаемыми лентами, распыления воды на горячую крошку после выхода из экструдера и устройств для подводного гранулирования.
15. Способ по п.1 или 2, в котором вентиляционные отверстия (15) имеют устройства, чтобы предохранять повторно нагретую концентрированную жидкость (L) или продукты реакции от выхода наружу из этих вентиляционных отверстий.
16. Способ по п.1 или 2, в котором в экструдерный узел добавляется вымывающий агент.
17. Способ по п.1 или 2, в котором экструдерный узел включает по меньшей мере одну секцию дегазации экструдера в направлении против течения потока.
18. Способ по п.1 или 2, в котором нуклеофилы (NUC) загружаются в экструдерный узел путем добавления их
- к жидкости (F), (G) или (Н) или
- к концентрированной жидкости (L), или
- в любом месте внутри экструдерного узла до выпускной секции.
19. Способ по п.2, при котором наполнители загружаются в экструдерный узел путем добавления их
- к жидкости (F), (G) или (Н) или
- к концентрированной жидкости (L), или
- в любом месте внутри экструдерного узла до выпускной секции.
20. Способ по п.3, при котором жидкость (F) получается с помощью способа, включающего по меньшей мере стадию пред-i)обработки сырой жидкости (А) по меньшей мере в одной установке для предварительной промывки, включающей по меньшей мере разделительное приспособление (26), в котором жидкость (А) смешивается с водой, чтобы получить органическую фазу (28), включающую главным образом нелетучий полимер и летучие органические соединения, и водную фазу (27), включающую в первую очередь воду и гидрофильные соединения, и в котором эта органическая фаза (28) отделяется от водной фазы (27) в разделительном приспособлении (26) и далее используется в качестве жидкости (F), и в котором по меньшей мере часть водной фазы (27) удаляется из разделительного приспособления (жидкость С).
21. Способ по п.20, при котором сырая жидкость (А) получается с помощью способа, включающего по меньшей мере стадии
I) приготовления реакционной среды, включающей
- общую алифатическую среду, включающую по меньшей мере 50% масс.одного или больше алифатических углеводородов, имеющих температуру кипения в пределах от 45°C до 80°C при давлении 1013 гПа, и
- смесь мономеров, включающую по меньшей мере один моноолефиновый мономер, по меньшей мере один мультиолефиновый мономер и либо никаких, либо по меньшей мере один иной сополимеризующийся мономер, в массовом соотношении смеси мономеров и общей алифатической среды от 40:60 до 95:5, предпочтительно от 50:50 до 85:15 и более предпочтительно от 61:39 до 80:20;
II) полимеризации этой смеси мономеров внутри реакционной среды для образования раствора каучука, содержащего каучуковый полимер, который по меньшей мере частично растворен в среде, включающей общую алифатическую среду и остаточные мономеры из смеси мономеров;
III) отделения остаточных мономеров из мономерной смеси от раствора каучука, чтобы получить отделенный раствор каучука, включающий каучуковый полимер и общую алифатическую среду,
IV) бромирования этого каучукового полимера в отделенном растворе каучука, чтобы получить сырую жидкость (А) - раствор, содержащий бромированный каучук и общую алифатическую среду.
22. Способ по п.2, при котором полимерные нанокомпозиты вулканизуются на последующей стадии с*).
23. Применение каучуковых иономеров, вулканизованных или невулканизованных нанокомпозитов, полученных способом по любому из пп.1-22, в качестве части шины, связующего материала, в качестве части термопластичного эластомера, обуви, защитного слоя для хранения, защитной одежды, используемых в фармацевтике пробок, внутренних покрытий и защитных покрытий.
24. Применение устройства, включающего по меньшей мере один экструдерный узел, имеющий в составе по меньшей мере одно загрузочное отверстие (12), по меньшей мере одну секцию дегазации экструдера (16), по меньшей мере одну накопительную секцию (20) и одну выпускную секцию (22), в котором каждая секция дегазации экструдера (16) дополнительно имеет по меньшей мере одно вентиляционное отверстие (15), соединенное с испарительным трубопроводом (15.1), для получения каучуковых иономеров и/или полимерных нанокомпозитов.