DE1135174B - Process for the polymerization of olefinically unsaturated hydrocarbons - Google Patents

Process for the polymerization of olefinically unsaturated hydrocarbons

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DE1135174B
DE1135174B DEP17689A DEP0017689A DE1135174B DE 1135174 B DE1135174 B DE 1135174B DE P17689 A DEP17689 A DE P17689A DE P0017689 A DEP0017689 A DE P0017689A DE 1135174 B DE1135174 B DE 1135174B
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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Description

Verfahren zur Polymerisation olefinisch ungesättigter Kohlenwasserstoffe Verfahren zur Olefinpolymerisation bei niedrigen Drücken und Temperaturen unter Verwendung von Katalysatoren, die aus Schwermetallhalogeniden und Organometallverbindungen von Metallen der I. bis III. Gruppe des Periodensystems, den Metallen selbst oder deren Hydriden hergestellt worden sind, sind aus den ausgelegten Unterlagen der belgischen Patente 533 362, 534 792, 534 888 und 538782 bereits bekannt. Die nach diesen Verfahren gewonnenen Polymerisate besitzen ein verhältnismäßig niedriges Molekulargewicht. Es ist jedoch oftmals zweckmäßig, Polymerisate mit höherem Molekulargewicht herzustellen, die eine bessere Wärmestabilität oder eine hohe Schlagfestigkeit besitzen. Process for the polymerization of olefinically unsaturated hydrocarbons Process for olefin polymerization at low pressures and temperatures below Use of catalysts made from heavy metal halides and organometallic compounds of metals from I. to III. Group of the periodic table, the metals themselves or whose hydrides have been produced are from the laid out documents of Belgian patents 533 362, 534 792, 534 888 and 538782 already known. The after The polymers obtained by this process are relatively low Molecular weight. However, it is often expedient to use polymers with a relatively high molecular weight to produce that have better thermal stability or high impact resistance.

Es wurde nun gefunden, daß solche Eigenschaftsverbesserungen durch die Zugabe von Peroxyd zu den bekannten Katalysatorbestandteilen erzielt werden können. It has now been found that such property improvements by the addition of peroxide to the known catalyst components can be achieved can.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Polymerisation olefinisch ungesättigter Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, unter Verwendung eines Katalysators, der aus folgenden Bestandteilen hergestellt worden ist : erstens aus mindestens einem Halogenid des Titans, Zirkons, Hafniums oder Germaniums und zweitens aus mindestens einem der folgenden Bestandteile : a) einem Organometallhalogenid der Formel RXMXy, in der R einen gesättigten acyclischen, gesättigten cyclischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest oder Kombinationen dieser Reste, M Aluminium, Gallium, Indium, Thallium oder Beryllium, X ein Halogenatom bedeutet und in der x und y ganze Zahlen sind, deren Summe gleich der Wertigkeit des Metalls M ist, b) einem Gemisch aus einem organischen Halogenid und mindestens einem der Metalle Natrium, Kalium, Lithium, Rubidium, Caesium, Beryllium, Magnesium, Zink, Cadmium, Quecksilber, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium und c) einem komplexen Hydrid der Formel M'M"Hz, in der M'ein Alkalimetall und M"Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet und x gleich der Summe der Wertigkeiten der beiden Metalle M'und M"ist. The invention therefore relates to a process for olefinic polymerization unsaturated hydrocarbons, optionally in the presence of diluents, using a catalyst made from the following ingredients has been: firstly from at least one halide of titanium, zirconium, hafnium or germanium and secondly from at least one of the following components: a) an organometallic halide of the formula RXMXy, in which R is a saturated acyclic, saturated cyclic or aromatic hydrocarbon radical or combinations of these radicals, M aluminum, gallium, indium, thallium or beryllium, X a halogen atom means and in which x and y are integers, the sum of which is equal to the valence of the metal M is, b) a mixture of an organic halide and at least one of the metals sodium, potassium, lithium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, Zinc, cadmium, mercury, aluminum, gallium, indium or thallium and c) one complex hydride of the formula M'M "Hz, in which M'an alkali metal and M" aluminum, gallium, Indium or thallium means and x is equal to the sum of the valences of the two Metals M 'and M "is.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Katalysator mindestens ein Peroxyd der Formel R'O OR', in der R'Wasserstoff, einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Acyl-, Alkinyl-oder Arylrest bedeutet, zugesetzt worden ist und die Polymerisation mit diesem Katalysator bei einer Temperatur von -157 bis +260° C und einem Druck von 1 bis 2100 atü durchgeführt wird. The method is characterized in that the catalyst at least a peroxide of the formula R'O OR ', in which R'hydrogen, an alkyl, aralkyl, alkaryl, Cycloalkyl, acyl, alkynyl or aryl radical has been added and the Polymerization with this catalyst at a temperature of -157 to + 260 ° C and a pressure of 1 to 2100 atmospheres.

Als Beispiel für Peroxyde der Formel R'O O R', in der R'die genannten Reste mit 1 bis 20, vorzugsweise jedoch 2 mit nicht mehr als 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, seien die folgenden genannt : Wasserstoffperoxyd, Methylhydroperoxyd, Isopropylhydroperoxyd, Tert.-butylhydroperoxyd, Cyclohexylhydroperoxyd,,-Dimethyl-p-isopropylbenzylhydroperoxyd, Dimethylperoxyd, Di-n-propylperoxyd, Di-tert.-butylperoxyd, Methyläthylperoxyd, 3-Methyl-3-hydroperoxy-butin- (l), 2-Methyl-butin- (3)-yl-hydroperoxyd, bis [2-Methylbutin- (3)-yl]-peroxyd, Dibenzoylperoxyd, Diacetylperoxyd, Dipropionylperoxyd, N, x-Dinaphthylperoxyd, Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxybuttersaure, Peroxybenzoesäure, Peroxyzimtsäure und Diperoxyterephthalsäure. As an example of peroxides of the formula R'O O R ', those mentioned in R' Residues with 1 to 20, but preferably 2 with no more than 10 carbon atoms means, the following may be mentioned: hydrogen peroxide, methyl hydroperoxide, Isopropyl hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, cyclohexyl hydroperoxide, - dimethyl-p-isopropylbenzyl hydroperoxide, Dimethyl peroxide, di-n-propyl peroxide, di-tert.-butyl peroxide, methyl ethyl peroxide, 3-methyl-3-hydroperoxy-butyn- (l), 2-methyl-butyn- (3) -yl-hydroperoxide, bis [2-methylbutyn- (3) -yl] peroxide, dibenzoyl peroxide, diacetyl peroxide, dipropionyl peroxide, N, x-dinaphthyl peroxide, Peroxyformic acid, peroxyacetic acid, peroxybutyric acid, peroxybenzoic acid, peroxycinnamic acid and diperoxyterephthalic acid.

Katalysatormischungen, die in den Bereich der Erfindung fallen und deswegen bevorzugt werden, weil ihre Verwendung bei der Polymerisation von Olefinen zu Polymerisaten mit verhältnismäßig hohem Molekulargewicht führt und/oder die Anwendung verhältnismäßig geringer Reaktionstemperaturen und -drücke erlaubt, sind folgende : Ein Gemisch von Titantetrachlorid und Benzoylperoxyd mit einem etwa äquimolaren Gemisch von Äthylaluminiumdichlorid und Diäthylaluminiumchlorid, ein Gemisch von Zirkontetrachlorid und Benzoylperoxyd mit einem etwa äquimolaren Gemisch von Athylaluminiumdichlorid und Diäthylaluminiumchlorid, ein Gemisch von Titantetrachlorid, Benzoylperoxyd und Lithiumaluminiumhydrid, ein Gemisch von Titantrichlorid und Benzoylperoxyd mit einem etwa äquimolaren Gemisch von Äthylaluminiumdichlorid und Diäthylaluminiumchlorid, ein Gemisch von Titantetrachlorid und Di-tert.-butylperoxyd mit einem etwa äquimolaren Gemisch von Äthylaluminiumdichlorid und Diäthylaluminiumchlorid und ein Gemisch von Titantetrachlorid, Benzoylperoxyd, Äthylchlorid und elementarem Natrium. Catalyst mixtures falling within the scope of the invention and preferred because of their use in the polymerization of olefins leads to polymers with a relatively high molecular weight and / or the application relatively low reaction temperatures and pressures allowed are the following : A mixture of titanium tetrachloride and benzoyl peroxide with an approximately equimolar Mixture of ethyl aluminum dichloride and diethyl aluminum chloride, a mixture of Zirconium tetrachloride and benzoyl peroxide with an approximately equimolar mixture of ethylaluminum dichloride and diethyl aluminum chloride, a mixture of titanium tetrachloride, benzoyl peroxide and Lithium aluminum hydride, a mixture of titanium trichloride and benzoyl peroxide with one approximately equimolar mixture of ethyl aluminum dichloride and diethyl aluminum chloride, a Mixture of titanium tetrachloride and di-tert-butyl peroxide with an approximately equimolar Mixture of ethyl aluminum dichloride and diethyl aluminum chloride and a mixture of titanium tetrachloride, benzoyl peroxide, ethyl chloride and elemental sodium.

Die bei der Polymerisation von Olefinen verwendete Menge der einzelnen Katalysatorbestandteile kann über einen weiten Bereich variieren. Verhältnismäßig kleine Katalysatormengen ergeben den gewünschten Aktivierungseffekt, wenn die Polymerisationsreaktion in diskontinuierlicher Arbeitsweise mit kontinuierlicher Zugabe des Olefins in Abhängigkeit vom Ablauf der Polymerisationsreaktion ausgeführt wird. Es können 50 bis 2000 g Polymerisat/g der bei der Reaktion eingesetzten Katalysatormischung erhalten werden. The amount of each used in the polymerization of olefins Catalyst ingredients can vary over a wide range. Relatively small amounts of catalyst give the desired activation effect when the polymerization reaction in batch mode with continuous addition of the olefin depending on is carried out from the course of the polymerization reaction. It can be 50 to 2000 g Polymer / g of the catalyst mixture used in the reaction are obtained.

Wenn mit kontinuierlicher Strömung gearbeitet wird, liegt die Konzentration der Gesamtkatalysatormischung gewöhnlich im Bereich von 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent.When working with a continuous flow, the concentration lies of the total catalyst mixture usually in the range of from 0.01 to 1.0 percent by weight.

Die eingesetzte Menge Peroxyd liegt im allgemeinen im Bereich von 0,05 bis 50, vorzugsweise 0,2 bis 3 Mol Peroxyd/Mol Metallhalogenid. Die Menge Organometallhalogenid beträgt 0,05 bis 50, vorzugsweise 0,2 bis 3 Mol je Mol Metallhalogenid. Die Mengen von organischem Halogenid, Metall und Metallhalogenid liegen im Bereich von 0,02 bis 50 Mol organisches Halogenid je Mol Metallhalogenid und von 0,02 bis 50 Mol Metall je Mol Metallhalogenid. Ein bevorzugtes Verhältnis beträgt von 0,2 bis 3 Mol organisches Halogenid je Mol Metallhalogenid und von 0,2 bis 3 Mol Metall je Mol Metallhalogenid. The amount of peroxide used is generally in the range of 0.05 to 50, preferably 0.2 to 3 moles of peroxide / mole of metal halide. The amount of organometallic halide is 0.05 to 50, preferably 0.2 to 3 mol per mol of metal halide. The quantities the organic halide, metal and metal halide are in the range of 0.02 up to 50 moles of organic halide per mole of metal halide and from 0.02 to 50 moles Metal per mole of metal halide. A preferred ratio is from 0.2 to 3 Moles of organic halide per mole of metal halide and from 0.2 to 3 moles of metal each Moles of metal halide.

Die Menge von komplexem Hydrid liegt im allgemeinen im Bereich von 0,05 bis 50, vorzugsweise 0,2 bis 3 Mol je Mol Metallhalogenid.The amount of complex hydride is generally in the range of 0.05 to 50, preferably 0.2 to 3 moles per mole of metal halide.

Die polymerisierbaren Kohlenwasserstoffe sind Olefine, die einen CH2=C-Rest enthalten. Bevorzugt werden l-Olefine mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen je Molekül verwendet. Insbesondere zeigt es sich, daß Äthylen mit der erfindungsgemäßen Katalysatormischung bei tieferen Temperaturen und Drücken polymerisiert werden kann als bei den obenerwähnten bekannten Verfahren. Beispiele anderer polymerisierbarer Kohlenwasserstoffe, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind : Propylen, Buten- (l), Hexen- (l) und Octen-(l). Auch verzweigtkettige Olefine, z. B. Isobutylen, sowie 1, 1-dialkylsubstituierte und 1,2-dialkylsubstituierte Äthylene wie Buten- (2), Penten- (2), Hexen- (2), Hepten- (3), 2-Methylbuten- (1), 2-Methylhexen-(l) und2-Äthylhepten-(l) können verwendet werden. Als Beispiele für Di-und Polyolefine, in denen die Doppelbindungen in nicht konjugierten Stellungen liegen und die erfindungsgemäß verwendet werden können, seien 1, 5-Hexadien, 1,4-Pentadien und 1,4,7-Octatrien genannt. Auch können cyclische Olefine, wie Cyclohexen, verwendet werden. The polymerizable hydrocarbons are olefins that have a CH2 = C radical included. Preference is given to 1-olefins with up to 8 carbon atoms used per molecule. In particular, it is found that ethylene with the invention Catalyst mixture can be polymerized at lower temperatures and pressures than the above-mentioned known methods. Examples of other polymerizable Hydrocarbons that can be used in the process according to the invention, are: propylene, butene (l), hexene (l) and octene (l). Branched-chain olefins, z. B. isobutylene, and 1, 1-dialkyl-substituted and 1,2-dialkyl-substituted ethylenes such as butene (2), pentene (2), hexene (2), heptene (3), 2-methylbutene (1), 2-methylhexene (1) and 2-ethylheptene- (I) can be used. As examples of di- and polyolefins, in which the double bonds are in non-conjugated positions and those according to the invention can be used are 1,5-hexadiene, 1,4-pentadiene and 1,4,7-octatriene called. Cyclic olefins such as cyclohexene can also be used.

Mischungen der vorgenannten Kohlenwasserstoffe können in Gegenwart des neuen Katalysators zu festen Polymerisaten polymerisiert werden, beispielsweise Mischungen von Äthylen mit Propylen, Äthylen mit Buten- (l), Propylen mit Buten- (l) oder Propylen mit einem Penten. Auch Arylolefine, z. B. Styrol und alkylsubstituierte Styrole, können zu festen Polymerisaten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren polymerisiert werden. Das Verfahren kann auch auf die Polymerisation konjugierter Diene mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen angewendet werden. Als Beispiele konjugierter Diene seien 1,3-Butadien, 2-Methyl- 1, 3-butadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 2-Methyl-1,3-pentadien, 2,3-Dimethyl-1,3-pentadien, 2-Methyl-3-äthyl-1, 3-pentadien oder 2-Phenylbutadien genannt.Mixtures of the aforementioned hydrocarbons can be present in the presence of the new catalyst are polymerized to solid polymers, for example Mixtures of ethylene with propylene, ethylene with butene- (l), propylene with butene- (l) or propylene with a pentene. Also aryl olefins, e.g. B. styrene and alkyl-substituted Styrenes can be polymerized to solid polymers by the process according to the invention will. The process can also be applied to the polymerization of conjugated dienes with 4 up to 8 carbon atoms are used. Examples of conjugated dienes are 1,3-butadiene, 2-methyl- 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-pentadiene, 2-methyl-3-ethyl-1, 3-pentadiene or 2-phenylbutadiene called.

Ferner fällt es in den Bereich der vorliegenden Erfindung, diese konjugierten Diene entweder allein oder in Mischung untereinander und/oder in Mischung mit einer oder mehreren anderen Verbindungen, die eine CH2 = C-Gruppe enthalten und mit diesen copolymerisierbar sind, zu polymerisieren. Zu diesen letzteren Verbindungen gehören Monoolefine, wie die oben beschriebenen.It is also within the scope of the present invention to conjugate these Serve either alone or in admixture with one another and / or in admixture with one or several other compounds which contain a CH2 = C group and with these are copolymerizable to polymerize. These latter compounds include Monoolefins such as those described above.

Einer der wichtigsten bei der Polymerisation von Olefinen in Gegenwart der neuen Katalysatormischung erzielten Vorteile ist der, daß niedrigere Temperaturen und Drücke als bei den genannten bekannten Verfahren angewendet werden können. Die Temperatur kann trotzdem über einen ziemlich weiten Bereich variiert werden, beispielsweise von-157 bis zu 260° C. One of the most important in the polymerization of olefins in the presence the advantages achieved by the new catalyst mixture is that lower temperatures and pressures than can be used in the aforesaid known methods. the Temperature can still be varied over a fairly wide range, for example from -157 to 260 ° C.

Der bevorzugte Temperaturbereich beträgt 10 bis 149° C. Obgleich Drücke im Bereich von Atmosphärendruck bis zu 2100 atü angewendet werden können, werden Drücke von Atmosphärendruck bis zu 70 atü bevorzugt, wobei ein Druck im Bereich von 7 bis 49 atü noch günstiger ist.The preferred temperature range is 10 to 149 ° C. Although pressures can be used in the range from atmospheric pressure up to 2100 atü Pressures from atmospheric pressure up to 70 atmospheres are preferred, with a pressure in the range from 7 to 49 atm is even cheaper.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es vorteilhaft ist, die Reaktion in Gegenwart eines Kohlenwasserstoffs als inertes organisches Verdünnungsmittel bei einem ausreichend hohen Druck durchzuführen, um das Verdünnungsmittel in der flüssigen Phase zu halten. Doch läuft die Reaktion auch in der Gasphase ohne ein Verdünnungsmittel ab. In this connection it should be mentioned that it is advantageous to carry out the reaction in the presence of a hydrocarbon as an inert organic diluent perform at a high enough pressure to keep the diluent in the to keep liquid phase. But the reaction also takes place in the gas phase without it Thinner.

Der bevorzugte oben angegebene Druckbereich ergibt, wie festgestellt wurde, feste Polymerisate von Olefinen in ausgezeichneten Ausbeuten.The preferred pressure range given above results as stated solid polymers of olefins in excellent yields.

Geeignete Verdünnungsmittel sind Paraffine, Cycloparaffine und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, die unter den Verfahrensbedingungen verhältnismäßig inert, unschädlich und flüssig sind. Suitable diluents are paraffins, cycloparaffins and / or aromatic hydrocarbons that are proportionate under the process conditions are inert, harmless and liquid.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann chargenweise durch Zugabe des Olefins in ein den Katalysator und gegebenenfalls Verdünnungsmittel enthaltendes Reaktionsgefäß ausgeführt werden. Auch kann das Verfahren kontinuierlich durch Aufrechterhaltung der oben beschriebenen Konzentrationen der Reaktionskomponenten in dem Reaktionsgefäß für eine geeignete Verweildauer ausgeführt werden. The process according to the invention can be carried out in batches by adding the Olefins in a catalyst and optionally containing diluent Reaction vessel are run. Also, the process can be continuous by sustaining the above-described concentrations of the reactants in the reaction vessel for a suitable length of stay.

Bei der Beschickung des Reaktionsgefäßes mit den Katalysatorbestandteilen ist eine Arbeitsweise zu bevorzugen, bei der gewährleistet ist, daß Peroxyd so lange nicht in dem Reaktionsgefäß mit dem Organometallhalogenid, dem Gemisch eines organischen Halogenids und eines Metalls und/oder dem komplexen Hydrid vorliegt, bis sich das Metallhalogenid ebenfalls in dem Reaktionsgemisch befindet. Im Hinblick hierauf ist es zweckmäßig, das Metallhalogenid und das Peroxyd vor der Beschickung zu mischen oder diese beiden Komponenten gleichzeitig einzubringen. When charging the reaction vessel with the catalyst components a working method is to be preferred in which it is guaranteed that the peroxide lasts for a long time not in the reaction vessel with the organometallic halide, the mixture of an organic Halide and a metal and / or the complex hydride is present until the Metal halide is also located in the reaction mixture. With that in mind it is advisable to mix the metal halide and the peroxide before charging or to bring in these two components at the same time.

Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wird die Gewinnung des Polymerisats in bekannter Weise durchgeführt. After completion of the polymerization reaction, the recovery of the Polymer carried out in a known manner.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. The following examples illustrate the invention without restricting it.

Beispiel 1 In einem 2700-ccm-Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl wurde Äthylen nach der im folgenden beschriebenen Arbeitsweise polymerisiert. Example 1 In a 2700 cc stainless steel reaction vessel ethylene was polymerized according to the procedure described below.

2,42 g (0,01 Mol) Benzoylperoxyd wurden zu 100 ccm Benzol (über Natrium getrocknet und destilliert), das mit 0, 949 g (0,005 Mol) Titantetrachlorid versetzt war, gegeben. Dieses Gemisch wurde 20 Minuten unter gereinigtem Stickstoff unter Rückfluß erhitzt und besaß eine sehr dunkle Orangebraune Farbe. Es wurde dann unter Druck von gereinigtem Stickstoff zusammen mit weiteren 380 ccm Benzol in das Reaktionsgefäß eingebracht. 4 ccm Athylaluminiumsesquichlorid wurden mit 20 ccm Benzol gemischt und in das Reaktionsgefäß gegeben. Das Reaktionsgefäß wurde dann in eine Schüttelvorrichtung gebracht und mit Äthylen auf einen Druck von 21 atü eingestellt. 2.42 g (0.01 mol) of benzoyl peroxide were added to 100 cc of benzene (over sodium dried and distilled), which is mixed with 0.949 g (0.005 mol) of titanium tetrachloride was given. This mixture was taken under purified nitrogen for 20 minutes Heated to reflux and was very dark orange brown in color. It was then under Pressure of purified nitrogen along with another 380 cc of benzene into the reaction vessel brought in. 4 cc of ethyl aluminum sesquichloride was mixed with 20 cc of benzene and placed in the reaction vessel. The reaction vessel was then placed on a shaker brought and adjusted with ethylene to a pressure of 21 atm.

Ein an dem Reaktionsgefäß angebrachter elektrischer Erhitzer wurde zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von 149°C verwendet. Von Zeit zu Zeit wurde Äthylen in Abhängigkeit vom Reaktionsablauf und Temperaturabfall in das Reaktionsgefäß eingepreßt.An electric heater attached to the reaction vessel became used to maintain a temperature of 149 ° C. From time to time it has been Ethylene depending on the course of the reaction and the temperature drop in the reaction vessel pressed in.

Nach 3 Stunden und 52 Minuten wurde das Reaktionsgefäß mit Äthylen wieder auf einen Druck von 38,7 atü gebracht. Die Reaktion lief über Nacht weiter. Nach einer Gesamtreaktionszeit von 161/2 Stunden wurde das Reaktionsgefäß abgekühlt und geöffnet. Das entstandene dunkelbraune Polymerisat wurde nach Zugabe von Methylalkohol augenblicklich weiß. Das Polymerisat wurde in einem Mischer zusammen mit 500 ccm Methylalkohol eingebracht und bei Geschwindigkeiten im Bereich von 8000 bis 16 000 Umdr./Min. zerkleinert. Das Polymerisat wurde dann abfiltriert, auf Porzellanplatten in einem Vakuumofen gebracht und 24 Stunden bei 75°C getrocknet. Es wurden so etwa 50 g Polymerisat gewonnen.After 3 hours and 52 minutes, the reaction vessel was filled with ethylene brought back to a pressure of 38.7 atmospheres. The reaction continued overnight. After a total reaction time of 161/2 hours, the reaction vessel was cooled and open. The resulting dark brown polymer became after addition of methyl alcohol instantly white. The polymer was in a mixer together with 500 ccm Methyl alcohol introduced and at speeds ranging from 8,000 to 16,000 Rev / min crushed. The polymer was then filtered off on porcelain plates placed in a vacuum oven and dried at 75 ° C for 24 hours. It was something like that 50 g of polymer obtained.

Die Eigenschaften einer Probe des wie oben beschrieben hergestellten Äthylenpolymerisats sind aus nachfolgender Tabelle I ersichtlich. The properties of a sample of the one prepared as described above Ethylene polymer can be seen from Table I below.

Tabelle I Molekulargewicht (aus dem Schmelzindex ermittelt)......... 38 575 Dichte, Gramm pro Kubikzentimeter bei Zimmertemperatur.......... 0,960 Flexibilität gut Schlagfestigkeit (Kugelfallmethode) > 183 cm Schmelzindex.................. 1,198 Schmelzpunkt.................. 1221°C Verpreßbarkeit gut Beispiel 2 In einem 1400-ccm-Rührreaktionsgefäß wurde Äthylen nach der im folgenden beschriebenen Arbeitsweise polymerisiert. Table I Molecular weight (determined from the melt index) ......... 38 575 density, grams per cubic centimeter at room temperature .......... 0.960 flexibility good impact resistance (ball drop method)> 183 cm melt index .................. 1.198 Melting point .................. 1221 ° C Compressibility good Example 2 In one Ethylene was added to the 1400 cc stirred reaction vessel according to the procedure described below polymerized.

Bei diesem Beispiel wurde das 400 ccm Cyclohexan (über Natrium getrocknet und destilliert) enthaltende Reaktionsgefäß mit 2,42 g Benzoylperoxyd, 0,949 g Titantetrachlorid und 4 ccm Äthylaluminiumsesquichlorid beschickt. Nach Einbringen aller Katalysatorbestandteile wurde Äthylen in das Reaktionsgefäß eingepreßt, bis ein Druck von 21 atü bei 38 ° C erreicht war. Die Heizvorrichtung, mit der das Reaktionsgefäß ausgestattet war, wurde in Gang gesetzt, und es zeigte sich, daß die Reaktion fast augenblicklich begann, wie dies aus dem Druckabfall in dem Reaktionsgefäß und dem gleichzeitigen Temperaturanstieg ersichtlich war. In this example the 400 cc of cyclohexane (dried over sodium and distilled) containing reaction vessel with 2.42 g benzoyl peroxide, 0.949 g titanium tetrachloride and 4 cc of ethyl aluminum sesquichloride are charged. After all catalyst components have been introduced ethylene was injected into the reaction vessel until a pressure of 21 atm at 38 ° C was reached. The heater with which the reaction vessel was equipped, was started and the response was found to be almost instantaneous began as this from the pressure drop in the reaction vessel and the simultaneous Temperature rise was evident.

Während der Polymerisation wurde eine maximale Temperatur von 149°C erreicht. Nach 50,57 und 80 Minuten wurde das Reaktionsgefäß mit Äthylen wieder auf einen Druck von 21 atü gebracht. 45 Minuten nach der letzten Wiederherstellung des Drucks im Reaktionsgefäß wurde die Heizquelle entfernt.A maximum temperature of 149 ° C was reached during the polymerization achieved. After 50, 57 and 80 minutes, the reaction vessel was filled with ethylene back on brought a pressure of 21 atm. 45 minutes after the last time the The heat source was removed with the pressure in the reaction vessel.

Nach Abkühlenlassen und Öffnen des Reaktionsgefäßes zeigte sich, daß dieses mit einem zähen, faserigen, mit Cyclohexan gequollenen Polymerisat gefüllt war.After the reaction vessel was allowed to cool and opened, it was found that this filled with a tough, fibrous polymer swollen with cyclohexane was.

Dieses Polymerisat wurde aus dem Reaktionsgefäß entfernt, in einen Waring-Mischer mit Methylalkohol im Überschuß eingebracht und etwa 30 Minuten zerkleinert. Das Polymerisat wurde dann durch Filtrieren gewonnen und über Nacht in einem auf 75°C gehaltenen Vakuumofen getrocknet.This polymer was removed from the reaction vessel into a Waring mixer with excess methyl alcohol and ground for about 30 minutes. The polymer was then collected by filtration and taken up overnight Vacuum oven held at 75 ° C.

Die Eigenschaften einer Probe des wie oben beschrieben hergestellten Äthylenpolymerisats sind in nachfolgender Tabelle II wiedergegeben. The properties of a sample of the one prepared as described above Ethylene polymer are shown in Table II below.

Tabelle II Molekulargewicht (aus der Eigenviskosität bestimmt) 35 964 Dichte, GrammproKubikzentimeter bei Zimmertemperatur.......... 0,957 Schlagfestigkeit (Kugelfallmethode) 122cm Schmelzpunkt*)................. 119 1, 5°C Eigenviskosität*) 1,471 *) Die Eigenviskosität wurde bei 130° C unter Verwendung einer Lösung von 0,2 g des Polymerisats in 100 ml Tetrahydronaphthalin ermittelt. Table II Molecular weight (determined from inherent viscosity) 35 964 density, grams per cubic centimeter at room temperature .......... 0.957 impact strength (Falling ball method) 122cm melting point *) ................. 119 1.5 ° C inherent viscosity *) 1.471 *) The intrinsic viscosity was measured at 130 ° C using a solution of 0.2 g of the polymer determined in 100 ml of tetrahydronaphthalene.

Vergleichsversuch In einem 1200-ccm-Schüttelautoklav aus rostfreiem Stahl wurde Äthylen in Gegenwart eines aus einem Gemisch von 3,55 g Titantetrachlorid und 4 g einer Mischung von Diäthylaluminiumchlorid und Äthylaluminiumdichlorid bestehenden Katalysators polymerisiert. Der Katalysator wurde in 500 ccm Benzol (über Natrium getrocknet) gelöst und in den Autoklav eingebracht, wobei der Autoklav unter Stickstoffatmosphäre gehalten wurde. Das Äthylen wurde vor Eintreten in den Autoklav zur Entfernung von Sauerstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf durch ein Reinigungssystem geleitet. Das Reinigungssystem enthielt eine Pyrogallollösung, eine Natriumhydroxydlösung und Trocknungsmittel. Das Äthylen wurde in den Autoklav eingeführt, wobei Katalysator und Verdünnungsmittel bei Atmosphärendruck gehalten wurden. Die Polymerisation des Äthylens begann sofort, und in Abhängigkeit von der Äthylenzufuhr stieg die Temperatur des Reaktionsgemischs rasch auf 79°C. Das Äthylen wurde so rasch, wie es die Abmessungen des Reinigungssystems erlaubten, in den Autoklav eingeführt. Der in dem Autoklav erreichte maximale Druck betrug 21 atü. Nach einer Reaktionszeit von 15 Minuten wurde der Autoklav geöffnet. Es lag ein Äthylenpolymerisat als Suspension in der Benzollösung vor. 100 ccm Butylalkohol wurden zur Inaktivierung des Katalysators in den Autoklav eingebracht. Das feste Polymerisat wurde von dem Benzol-Alkohol-Gemisch abfiltriert und dann mit Isopropylalkohol gewaschen. Nach Abfiltrieren des Polymerisats von dem Isopropylalkohol wurde es über Nacht in einen Vakuumofen bei etwa 60° C getrocknet. Comparative experiment in a 1200 cc shaking autoclave made of stainless steel Steel became ethylene in the presence of a mixture of 3.55 g of titanium tetrachloride and 4 g of a mixture of diethyl aluminum chloride and ethyl aluminum dichloride Polymerized catalyst. The catalyst was dissolved in 500 cc of benzene (over sodium dried) and introduced into the autoclave, the autoclave under a nitrogen atmosphere was held. The ethylene was prior to entering the autoclave to remove Oxygen, carbon dioxide and water vapor passed through a cleaning system. That The cleaning system contained a pyrogallol solution, a sodium hydroxide solution and Desiccant. The ethylene was introduced into the autoclave, with catalyst and diluents were maintained at atmospheric pressure. The polymerization of the Ethylene began immediately and the temperature rose depending on the supply of ethylene of the reaction mixture rapidly to 79 ° C. The ethylene was as fast as it was the dimensions of the cleaning system allowed to be introduced into the autoclave. The one in the autoclave maximum pressure reached was 21 atm. After a reaction time of 15 minutes the autoclave was opened. There was an ethylene polymer as a suspension in the Benzene solution. 100 cc of butyl alcohol were used to inactivate the catalyst placed in the autoclave. The solid polymer was from the benzene-alcohol mixture filtered off and then washed with isopropyl alcohol. After filtering off the polymer of the isopropyl alcohol it was placed in a vacuum oven at about 60 ° C overnight dried.

Auf diese Weise wurden etwa 100 g Polyäthylen erhalten.In this way about 100 g of polyethylene was obtained.

Die Eigenschaften einer Probe des wie oben beschrieben hergestellten Äthylenpolymerisats sind in nachfolgender Tabelle III zusammengestellt. The properties of a sample of the one prepared as described above Ethylene polymer are summarized in Table III below.

Tabelle III (Vergleichsversuch) Molekulargewicht (aus dem Schmelzindex ermittelt)......... 9,025 Dichte, GrammproKubikzentimeter bei Zimmertemperatur.......... 0,941 Flexibilität ganz spröde Schlagfestigkeit (Kugelfallmethode) Bruch bei 15,24 cm Schmelzindex.................. 445,0 Schmelzpunkt.................. 1171°C Eigenviskosität 0,451 Farbe......................... hellbraun Wie die Beispiele zeigen, entsteht durch die Zugabe eines Peroxyds zu den anderen Komponenten des Katalysators ein Polymerisat von viel höherem Molekulargewicht, als wenn eine Katalysatormischung verwendet wird, die kein Peroxyd enthält. So wird, wenn wie im Vergleichsbeispiel ein Katalysator, der aus Titantetrachlorid und Athylaluminiumsesquichlorid zur Polymerisation von Äthylen verwendet wird, ein festes Polymerisat erhalten, das ein vergleichsweise niederes Molekulargewicht besitzt. Wird dagegen ein Peroxyd, wie Benzoylperoxyd, in Verbindung mit Titantetrachlorid und Äthylaluminiumsesquichlorid verwendet, so besitzt das erhaltene Polymerisat, wie aus den Beispielen 1 und 2 zu ersehen ist, ein viel höheres Molekulargewicht, wodurch das Produkt viel weiter verwendungsfähig wird. Wie man nach der Prüfung der Versuchsdaten sieht, hat das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Polymerisat eine viel höhere Schlagfestigkeit und weitere verbesserte Eigenschaften. Table III (comparative experiment) Molecular weight (from the melt index determined) ......... 9.025 density, grams per cubic centimeter at room temperature .......... 0.941 flexibility very brittle impact strength (ball drop method) break at 15.24 cm Melt index .................. 445.0 Melting point .................. 1171 ° C Intrinsic viscosity 0.451 color ......................... light brown As the examples show, arises by adding a peroxide to the other components of the catalyst Polymer of much higher molecular weight than if a catalyst mixture which does not contain peroxide is used. So if like in the comparative example a catalyst composed of titanium tetrachloride and ethylaluminum sesquichloride for polymerization of ethylene is used to obtain a solid polymer which is a comparatively has a low molecular weight. If, on the other hand, a peroxide, such as benzoyl peroxide, used in conjunction with titanium tetrachloride and ethylaluminum sesquichloride, see above possesses the polymer obtained, as can be seen from Examples 1 and 2, a much higher molecular weight, which makes the product much more useful will. As you can see after checking the test data, this has after the procedure polymer produced according to the invention has a much higher impact resistance and others improved properties.

Die so hergestellten Polymerisate sind für alle Anwendungsbereiche, bei denen feste Kunststoffe verwendet werden, brauchbar. Sie können zur Imprägnierung von Papier und Geweben verwendet und zu geformten Gegenständen jeder beliebigen Form, wie Flaschen und anderen Behältern für Flüssigkeiten verpreßt werden. Ferner können sie zu Rohren durch Auspressen geformt werden. The polymers produced in this way are suitable for all areas of application, where solid plastics are used, useful. You can use it for impregnation used by paper and woven fabrics and made into any molded article Shape how bottles and other containers for liquids are pressed. Further they can be formed into tubes by extrusion.

PATENTANSPROCHE : 1. Verfahren zur Polymerisation olefinisch ungesättigter Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, unter Verwendung eines Katalysators, der aus folgenden Bestandteilen hergestellt worden ist : erstens aus mindestens einem Halogenid des Titans, Zirkons, Hafniums oder Germaniums, und zweitens aus mindestens einem der folgenden Bestandteile : a) einem Organometallhalogenid der Formel R., MXy, in der R einen gesättigten acyclischen, gesättigten cyclischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest oder Kombinationen dieser Reste, M Aluminium, Gallium, Indium, Thallium oder Beryllium, X ein Halogenatom bedeutet und in der x und y ganze Zahlen sind, deren Summe gleich der Wertigkeit des Metalls M ist, b) einem Gemisch aus einem organischen Halogenid und mindestens einem der Metalle Natrium, Kalium, Lithium, Rubidium, Caesium, Beryllium, Magnesium, Zink, Cadmium, Quecksilber, Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium und c) einem komplexen Hydrid der Formel M'M"HZ, in der M'ein Alkalimetall und M"Aluminium, Gallium, Indium oder Thallium bedeutet und x gleich der Summe der Wertigkeiten der beiden Metalle M' undM", ist, dadurchgekennzeichnet, daß demKatalysator mindestens ein Peroxyd der Formel R'O O R', in der R'Wasserstoff, einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Acyl-, Alkinyl-oder Arylrest bedeutet, zugesetzt worden ist und die Polymerisation mit diesem Katalysator bei einer Temperatur von-157 bis +260°C und einem Druck von 1 bis 2100 atü durchgeführt wird. PATENT CLAIM: 1. Process for the polymerization of olefinically unsaturated Hydrocarbons, optionally in the presence of diluents, using a catalyst made from the following components: first of at least one halide of titanium, zirconium, hafnium or germanium, and second, from at least one of the following components: a) an organometallic halide of the formula R., MXy, in which R is a saturated acyclic, saturated cyclic or aromatic hydrocarbon radical or combinations of these radicals, M aluminum, Gallium, indium, thallium or beryllium, X is a halogen atom and in the x and y are integers, the sum of which is equal to the valence of the metal M, b) a mixture of an organic halide and at least one of the metals Sodium, potassium, lithium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, zinc, cadmium, Mercury, aluminum, gallium, indium or thallium and c) a complex hydride of the formula M'M "HZ, in which M'an alkali metal and M" aluminum, gallium, indium or Thallium means and x is equal to the sum of the valencies of the two metals M ' and M ", is characterized in that at least one peroxide is added to the catalyst Formula R'O O R ', in which R'is hydrogen, an alkyl, aralkyl, alkaryl, cycloalkyl, Acyl, alkynyl or aryl radical has been added and the polymerization with this catalyst at a temperature of -157 to + 260 ° C and a pressure of 1 to 2100 atm.

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als olefinisch ungesättigter Kohlenwasserstoff ein aliphatisches l-Olefin mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen je Molekül verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that as olefinic unsaturated hydrocarbon an aliphatic 1-olefin with up to 8 carbon atoms is used per molecule. In Betracht gezogene Druckschriften : Ausgelegte Unterlagen der belgischen Patente Nr. 533 362,534 792,534 888,538 782 ; » Angewandte Chemie «, 67 (1955), S. 541 bis 556 ; Chemiker-Zeitunge, 79 (1955), S. 657 bis 633. Publications considered: Documents laid out by the Belgian Patent Nos. 533 362,534 792,534 888,538 782; "Angewandte Chemie", 67 (1955), Pp. 541 to 556; Chemiker-Zeitunge, 79 (1955), pp. 657 to 633.
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