CS209263B1 - Preparation method of styrene star polymers and dienes - Google Patents

Preparation method of styrene star polymers and dienes Download PDF

Info

Publication number
CS209263B1
CS209263B1 CS168679A CS168679A CS209263B1 CS 209263 B1 CS209263 B1 CS 209263B1 CS 168679 A CS168679 A CS 168679A CS 168679 A CS168679 A CS 168679A CS 209263 B1 CS209263 B1 CS 209263B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
preparation
initiator
dienes
star polymers
reaction
Prior art date
Application number
CS168679A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Miroslav Kaspar
Jiri Trekoval
Original Assignee
Miroslav Kaspar
Jiri Trekoval
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 Miroslav Kaspar, Jiri Trekoval filed Critical Miroslav Kaspar
Priority to CS168679A priority Critical patent/CS209263B1/en
Publication of CS209263B1 publication Critical patent/CS209263B1/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy hvězdicovitých polymerů styrenu a dienů terminovaných hydroxylovou skupinou v každém ze tří řetězců.The invention relates to a process for the preparation of star polymers of styrene and dienes terminated with a hydroxyl group in each of the three chains.

Hvězdicovité polymery o počtu řetězců větším než dva, zakončené reaktivní skupinou schopnou zesíťování jsou v současné době velmi atraktivní výchozí látky k přípravě definovaných síťovaných polymerů adicí či kondensací s vhodnými bifunkčními činidly, zejména k přípravě tzv. kapalných kaučuků. Metodami aniontové polymerisace lze tyto látky připravit pomocí vícefunkčních monomerů například divinylbenzenu, ovšem s tím omezením, že místa větvení jsou dána víceméně statisticky, jakož i počet řetězců v molekule. Distribuce funkčnosti polymeru je v těchto případech velmi široká.Star polymers having a chain number of more than two, terminated by a crosslinking reactive group are currently very attractive starting materials for the preparation of defined crosslinked polymers by addition or condensation with suitable bifunctional agents, in particular for the preparation of so-called liquid rubbers. By anionic polymerization methods, these compounds can be prepared using multifunctional monomers, for example divinylbenzene, but with the limitation that the branching sites are given more or less statistically, as well as the number of chains in the molecule. The distribution of polymer functionality in these cases is very broad.

Nyní se ukázalo, že způsobem podle vynálezu je možné připravit hvězdicovité polymery styrenu nebo dienů terminovaných hydroxylovou skupinou v každém ze tří řetězců:It has now been shown that by the process according to the invention it is possible to prepare star polymers of styrene or dienes terminated by a hydroxyl group in each of three chains:

HÓ-(CH2)2—(M)n—CeH»—CH—(M)n—(CH2)2—OH C6H5-CH-(M)n- (CH2)2-OH, kde M je -CH(C6H5)-CH2-, -CH2-C(CH3)=CH-CH2-, případněH - (CH 2 ) 2 - (M) n —CeH 2 —CH— (M) n - (CH 2 ) 2 —OH C 6 H 5 -CH- (M) n - (CH 2 ) 2 -OH, wherein M is -CH (C 6 H 5 ) -CH 2 -, -CH 2 -C (CH 3 ) = CH-CH 2 -, optionally

-CH2-CH=CH-CH2-.-CH 2 -CH = CH-CH 2 -.

Způsob přípravy hvězdicovitých polymerů styrenu a dienů zakončených hydroxylovou skupinou podle vynálezu spočívá v tom, že se monomery polymerisují aniontovou koordinační polymerisací v přítomnosti difenylethyltrilithia jako iniciátoru.The process for preparing the hydroxyl-terminated starch polymers of styrene and dienes according to the invention is characterized in that the monomers are polymerized by anionic coordination polymerization in the presence of diphenylethyltrilithium as initiator.

Za použití difenylethyltrilithia (Li-C6H4-CH(Li)-CH(Li)-C6Hs) jako iniciátoru dochází k současnému růstu všech tří řetězců z jedné molekuly tohoto trifunkčního iniciátoru.Using difenylethyltrilithia (Li-C 6 H 4 -CH (Li) -CH (Li) -C 6 H s) as the initiator occurs simultaneous growth of all three chains in one molecule of a trifunctional initiator.

Byla studována reaktivita všech atomů lithia v molekule iniciátoru metodou NMR stanovení počtu protonů na zbytku iniciátoru v nízkých oligomerech po terminaci vodou a bylo zjištěno, že rozdíly v reaktivitě jsou nepodstatné. Zvláště v případě dienových monomerů, kde rychlost iniciačního kroku reakce je podstatně vyšší než rychlost propagace, rozdíly v reaktivitě podstatně neovlivní délku jednotlivých řetězců polymeru.The reactivity of all lithium atoms in the initiator molecule was studied by the NMR method of determining the number of protons on the remainder of the initiator in the low oligomers after termination with water and it was found that the differences in reactivity were irrelevant. Particularly in the case of diene monomers, where the rate of the initiation step of the reaction is substantially higher than the rate of propagation, differences in reactivity do not substantially affect the length of the individual polymer chains.

Terminace „živého“ polymeru byla prováděna ethylenoxidem. Tato reakce probíhá velmi pomalu vzhledem k nízké rozpustnosti hydroxylovaného produktu v reakčním prostředí. Nemá-lí dojít k podstatnému snížení funkčnosti, je třeba zajistit dobré promíchání reakční směsi po přidání ethylenoxidu. Velký nadbytek ehtylenoxidu způsobuje adici více skupin —CH2—CH2—O— na každou větev polymeru, což šice nezmění konečnou funkč209263 i nost polymeru, avšak nastává změna ve vlastnos[ těch polymeru (přiklad 3). Polymerísaění stupeň je možno vhodnou volbou poměru iniciátoru k monomeru volit v rozsahu jako u běžných alkyllithných iniciátorů. Vzhledem k velké citlivosti iniciátoru i „živého“ polymeru k vodním parám, ke kyslíku a ke kysličníku uhličitému je třeba provádět reakci v inertním prostředí a ethylenoxid používat pečlivě vysušený - nejlépe hydridem vápenatým. Součas' ně s vlastními experimenty byly prováděny kontrolní reakce za stejných podmínek, výsledné polymery však byly terminovány vodou a GLC analysou byl stanovován residuální monomer (přímo) a residuální iniciátor (jako difenylethan). Pomocí těchto údajů byla volena reakční doba tak, aby zpolymeroval prakticky všechen monomer, z konverse iniciátoru pak byl vypočten střední polymerační stupeň. Získané vzorky hydroxylem zakončených polymerů byly podrobeny síťování s difenylmethandiisokyanátem, získané polymery nebyly rozpustné v žádném běžném rozpouštědle, ani v dímethylformamidu za tepla.Termination of the "living" polymer was accomplished with ethylene oxide. This reaction proceeds very slowly due to the low solubility of the hydroxylated product in the reaction medium. In order not to significantly reduce functionality, it is necessary to ensure good mixing of the reaction mixture after addition of ethylene oxide. The large excess of ethylene oxide causes the addition of more -CH 2 -CH 2 -O-, each branch of the polymer, which will not change the final funkč209263 Nost and the polymer, however, a change occurs in Propert [the polymer (Example 3). The polymerization step can be selected in the range of conventional alkyllithium initiators by appropriate selection of initiator to monomer ratio. Due to the high sensitivity of the initiator and the "living" polymer to water vapor, oxygen and carbon dioxide, the reaction must be carried out in an inert environment and the ethylene oxide should be carefully dried - preferably with calcium hydride. Simultaneously with the experiments, control reactions were carried out under the same conditions, but the resulting polymers were terminated with water and the residual monomer (directly) and residual initiator (such as diphenylethane) were determined by GLC analysis. Using these data, the reaction time was chosen to polymerize virtually all of the monomer, and the mean polymerization degree was calculated from the initiator conversion. The obtained hydroxyl-terminated polymer samples were cross-linked with diphenylmethane diisocyanate, and the obtained polymers were not soluble in any conventional solvent or in hot dimethylformamide.

Vynález je dále objasněn na příkladech. Všechny reakce byly prováděny ve vysokém vakuu, aparatura byla sušena přežíháním plamenem a několikanásobným proplachováním argonem a odčerpáním. Iniciátor byl připravován přímo v reakční nádobě z p-bromstílbenu a kovového lithia ve formě jemného prachu v přebytku podle čs. autorského osvědčení č. 203 519.The invention is further illustrated by examples. All reactions were carried out under high vacuum, the apparatus was dried by annealing with flame and purging several times with argon and evacuating. The initiator was prepared directly in the reaction vessel from p-bromostilbene and lithium metal in the form of fine dust in excess of US. Certificate No. 203 519.

PřikladlHe did

V reakční ampuli objemu 25 ml pod argonem bylo mícháno dvě hodiny 5 milimolů (1,3 g) p*bromstílbenu s 0,5 g lithného prachu v 15 ml absolutního diethyletheru (sušeného slitinou Na/K) za normální teploty; poté byla ampule ochlazena kapalným N2 a argon odčerpán. Pod vysokým vakuem bylo z vedlejší baňky nadestílováno 60 milimolů (6 ml) isoprenu (sušeného hydridem vápenatým), načež byla ampule odtavena a ponechána 12 hodin při laboratorní teplotě. Po zpolymerování bylo do chlazené vedlejší ampulky spojené s reakční ampuli rozbitnou přepážkou pod vysokým vakuem nadestilováno 0,5 ml suchéhoIn a 25 ml reaction vial under argon, 5 millimoles (1.3 g) of β-bromostilbene were mixed with 0.5 g of lithium powder in 15 ml of absolute diethyl ether (Na / K dried) at room temperature for two hours; then the vial was cooled with liquid N 2 and the argon was evacuated. Under a high vacuum, 60 millimoles (6 mL) of isoprene (dried with calcium hydride) was distilled from a side flask, and the vial was melted and left at room temperature for 12 hours. After polymerization, 0.5 ml of dry liquid was distilled into a cooled side vial attached to the reaction vial by a breakable septum under high vacuum.

I 1. Způsob přípravy hvězdicovitých polymerů styrenu a dienů zakončených hydroxylovou skupinou, vyznačený tím, že se monomery polymerují ; aniontovou polymerací v přítomnosti difenylethyltrilithia jako iniciátoru.A process for the preparation of hydroxyl-terminated starch polymers of styrene and dienes, characterized in that the monomers are polymerized; by anionic polymerization in the presence of diphenylethyltrilithium as initiator.

2. Způsob přípravy hvězdicových polymerů podle bodu 1, vyznačený tím, že se polymerace ethylenoxidu (suš. CaH^), ampulka zatavena a přepážka magnetickým tloučkem rozbita. Reakční ampuli bylo občas intensivně protřepávánodo odbarvení reakční směsi (2 až 3 hodiny) za' laboratorní teploty. Polymer byl po otevření ampule vysrážen do methylalkoholu a dvakrát přesrážen z chloroformu. Konverse iniciátoru byla stanovená2. A process for the preparation of star polymers according to claim 1, characterized in that the polymerization of ethylene oxide (dried CaH4), the ampoule is sealed and the barrier is broken with a magnetic pestle. The reaction vial was occasionally shaken vigorously to decolourize the reaction mixture (2-3 hours) at room temperature. The polymer was precipitated into methanol after opening the vial and precipitated twice from chloroform. The initiator conversion was determined

79,5 %, což odpovídá polymeračnímu stupni 15, tj.79.5%, which corresponds to the polymerization stage 15, ie.

’ 3x pentamer.’3x pentamer.

Analysa: 85,24 % C, 11,8 % H, 2,96 % O, což odpovídá 2,47 atomu kyslíku na molekulu polymeru.Analysis: 85.24% C, 11.8% H, 2.96% O, corresponding to 2.47 oxygen atoms per polymer molecule.

Příklad 2Example 2

Při práci se postupovalo jako v předchozím případě, jen reakční nádobu tvořila baňka o objemu 250 ml pro lepší míchání směsi. Jako rozpouštědlo byla použita směs 20 ml suchého benzenu (sušenýnadslitmouNa/K)s5mlabs.diethylatheru. Reakční doba sethylenoxidem byla prodlouže- ; na na 6 hodin.The procedure was as in the previous case, only the reaction vessel was a 250 ml flask for better mixing of the mixture. A mixture of 20 ml dry benzene (Na / K dried) with 5 mls of diethyl ether was used as solvent. The reaction time with sethylene oxide was extended; for 6 hours.

Analysa: 84,87 % C, 11,81 % H, 3,29 % O, což odpovídá 2,74 atomu kyslíku na molekulu polymeru.Analysis: 84.87% C, 11.81% H, 3.29% O, corresponding to 2.74 oxygen atoms per polymer molecule.

Konverse iniciátoru 80 %, tj. 3x pentamer.Initiator conversion of 80%, i.e. 3x pentamer.

' Přiklad 3Example 3

Postup byl analogický jako v příkladě 2, jen dávka ethylenoxidu byla zvýšena na 5 ml a reakční ! doba s ethylenoxídem prodloužena na 1 den.The procedure was analogous to Example 2, except that the ethylene oxide dose was increased to 5 ml and the reaction was continued. time with ethylene oxide extended to 1 day.

Konverse iniciátoru činila 76 %, což odpovídá střednímu polymeračnímu stupni 3 x 5,26.The initiator conversion was 76%, which corresponds to a mean polymerization degree of 3 x 5.26.

Analysa: 81,70 % C, 11,10 % H, 7,17 % O, což odpovídá 3,75 atomům kyslíku na molekulu polymeru.Analysis: 81.70% C, 11.10% H, 7.17% O, corresponding to 3.75 oxygen atoms per polymer molecule.

Přiklad 4Example 4

Postup byl analogický jako v příkladě 1, jen místo isoprenu bylo použito 60 milimolů (6,91 ml) styrenu, sušeného hydridem vápenatým a 10 ml suchého benzenu. Konverse iniciátoru činila 65 %·, i což odpovídá střednímu polymeračnímu stupniThe procedure was analogous to Example 1 except that 60 millimoles (6.91 ml) of styrene dried with calcium hydride and 10 ml of dry benzene were used instead of isoprene. The initiator conversion was 65%, which corresponds to the intermediate polymerization stage

X 6,15. *X 6.15. *

Claims (1)

Střední funkčnost 2,5 atomu kyslíku na molekulu polymeru.Mean functionality of 2.5 oxygen atoms per polymer molecule. VYNÁLEZU | provádí v roztoku bezvodých rozpouštědel, kterýί mi jsou alifatické ethery s výhodou ethylether nebo [ aromatické uhlovodíky s výhodou benzen. í 3. Způsob přípravy hvězdicových polymerů podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se polymerace provádí při teplotě 0 °C až 30 *C s výhodou při ! 20eC.OF THE INVENTION It is carried out in a solution of anhydrous solvents which are aliphatic ethers, preferably ethyl ether or aromatic hydrocarbons, preferably benzene. 3. A process for the preparation of star polymers according to claims 1 and 2, characterized in that the polymerization is carried out at a temperature of from 0 [deg.] C. to 30 [deg.] C. 20 e C.
CS168679A 1979-03-14 1979-03-14 Preparation method of styrene star polymers and dienes CS209263B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS168679A CS209263B1 (en) 1979-03-14 1979-03-14 Preparation method of styrene star polymers and dienes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS168679A CS209263B1 (en) 1979-03-14 1979-03-14 Preparation method of styrene star polymers and dienes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS209263B1 true CS209263B1 (en) 1981-11-30

Family

ID=5351845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS168679A CS209263B1 (en) 1979-03-14 1979-03-14 Preparation method of styrene star polymers and dienes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS209263B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Morton et al. Anionic polymerization of vinyl monomers
Yuki et al. Anionic copolymerization of styrene and 1, 1-diphenylethylene
Wu et al. Living ring-opening metathesis polymerization of bicyclo [3.2. 0] heptene catalyzed by a ruthenium alkylidene complex
Morton et al. Synthesis and Properties of Uniform Polyisoprene Networks. I. Synthesis and Characterization of α, ω-Dihydroxy-Polyisoprene
Morton et al. Homogeneous anionic polymerization. V. Association phenomena in organolithium polymerization
Tsitsilianis et al. Poly (2‐vinylpyridine)‐based star‐shaped polymers. Synthesis of heteroarm star (AnBn) and star‐block (AB) n copolymers
Fossum et al. Ring-opening polymerization of cyclotetrasilanes: microstructure and mechanism
Qiu et al. Novel ABC miktoarm star terpolyphosphoesters: Facile construction and high‐flame retardant property
Morton et al. Synthesis and Properties of Block Polymers. II. Poly (α-methylstyrene)-Poly (propylene sulfide)-Poly (α-methylstyrene)
US5218053A (en) Polymers having stable anhydride rings
Bywater et al. The NMR spectra of model styryl-alkali metal compounds
US4311818A (en) Bi- and Trifunctional organolithium initiators and applications thereof
Hirao et al. Polymerization of monomers containing functional silyl groups. 3. Anionic living polymerization of (4-vinylphenyl) dimethylsilane
Quirk et al. Carboxylation of poly (styryl) lithium using carbon-13-labeled carbon dioxide. Aromatic ring carboxylation
CS209263B1 (en) Preparation method of styrene star polymers and dienes
Quirk et al. Anionic synthesis of well‐defined, poly [(styrene)‐block‐(propylene oxide)] block copolymers
Buika et al. Anionic polymerization of carbazolyl‐substituted oxiranes initiated by potassium alkalide, potassium tert‐butoxide and potassium hydride
N'Guyen et al. Norbornene‐functionalized PEO‐b‐PCL: A versatile platform for mikto‐arm star, umbrella‐like, and comb‐like graft copolymers
JP4433318B2 (en) Process for producing poly (α-methylstyrene)
Ohata et al. Preparation and characterization of telechelic poly (methyl methacrylate). 1. Anionic polymerization with an initiator derived from 4-[2-(tert-butyldimethylsiloxy) ethyl]-. alpha.-methylstyrene
Narita et al. Anionic polymerization of fluorine‐containing vinyl monomers, 4.‘Ate’complex initiated polymerizations of fluoroalkyl acrylates and methacrylates
Myagmarsuren et al. Polymerization of norbornene using novel palladium carboxylate/boron trifluoride etherate catalyst system
Gatzke et al. Studies of Dilithium Initiators. 5. 7Li NMR Analysis of Ionic Species
Zune et al. Anionic synthesis of [1, 4‐poly (diene)‐b‐syndiotactic poly (methyl methacrylate)] diblock copolymers: 7Li NMR study of the intermediate reaction of lithium poly (diene) anion with 1, 1‐diphenylethylene
Geerts et al. Anionic polymerization of styrene in the presence of different anisoles