CS232651B1 - Preparation method of polymers with reactive end functional groups - Google Patents

Preparation method of polymers with reactive end functional groups Download PDF

Info

Publication number
CS232651B1
CS232651B1 CS480280A CS480280A CS232651B1 CS 232651 B1 CS232651 B1 CS 232651B1 CS 480280 A CS480280 A CS 480280A CS 480280 A CS480280 A CS 480280A CS 232651 B1 CS232651 B1 CS 232651B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
functionalizing agent
weight
solution
functionalization
polymers
Prior art date
Application number
CS480280A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiri Cermak
Alexandr Pleska
Otakar Seycek
Miloslav Sufcak
Lubomir Chupik
Dieter Stubenrauch
Original Assignee
Jiri Cermak
Alexandr Pleska
Otakar Seycek
Miloslav Sufcak
Lubomir Chupik
Dieter Stubenrauch
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 Jiri Cermak, Alexandr Pleska, Otakar Seycek, Miloslav Sufcak, Lubomir Chupik, Dieter Stubenrauch filed Critical Jiri Cermak
Priority to CS480280A priority Critical patent/CS232651B1/cs
Priority to DD23088981A priority patent/DD159775B1/de
Publication of CS232651B1 publication Critical patent/CS232651B1/cs

Links

Landscapes

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

Description

Vynález řeší _ způsob přípravy polymerů s reaktivními koncovými funkčními skupinami působením funkcionalizačního činidla na živý polymer, připravený aniontovou polymerací v přítomnosti organoalkalokovových sloučenin nebo alkalického kovu jako iniciátoru polymerace.
Funkcionalizace se provádí za současného hnětení směsi při teplotě —30 až +80 °C po dobu nejméně 5 s. Pracuje se zejména za tlaku 0,1 až 4,0 MPa a na směs so působí minimálně energií 15 W/kg směsi. Výhodou, způsobu je dokonalejší promísení polymeru s funkcionallzačním činidlem a tím dosažení dokonalejšího průběhu chemické reakce složek a dále možnost provádět funkcionalizaci při vyšších viskozitách reakčních složek a vznikajícího gelu, což.se projeví snížením potřeby ředidel.
Vynález se týká způsobu přípravy polymerů s koncovými funkčními skupinami působením funkclonalízačního činidla na živý polymer, připravený aniontovou polymerací v přítomnosti organokovových sloučenin nebo alkalického kovu jako iniciátoru polymerace.
Aniontovou polymeraci nenasycených sloučenin v alifatických, nebo· aromatických rozpouštědlech a éterech v přítomnosti iniciátorů na bázi · organokovových sloučenin, nebo alkalických kovů, lze z nenasycených sloučenin, například z buíadienu izoprenu, alfametylsíyrenu, styrenu a falších, připravit tzv. živé polymery, které map na koncích řetězce reaktivní organokovové skupiny.
Tyto živé polymery reagují s různými látkami, přičemž dochází k přeměně organokovových skupin na reaktivní funkční skupiny, · například karboxylovou, hydroxylovou, merkaptanovou , a jiné. Vhodnými funkcionalizačními činidly jsou zejména kysličník uhličitý, alkylenoxidy, aldehydy, ketony, kyslík, síra a jiné.
Postup funkcionalizace je po chemické stránce popsán v řadě publikací, například ve VB 1 029 451, VB 921 803.
V průběhu funkcionalizační reakce vznikají nejprve soli karboxylových kyselin, alkoholáty kovů, merkaptidy a podobné soli, · které v málo polárním' prostředí asociují a roztok přechází náhle v gel. To způsobuje . problémy při technlogické realizaci procesu funkcionalizace, neboť · pro dosažení vysokého stupně přeměny organokovových .skupin na funkční . skupiny je nutno dosáhnout dokonalého rozptýlení funkcionalizačního činidla v roztoku živého polymeru a potlačení nežádoucích vedlejších reakcí volbou vhodných reakčních podmínek.
Proto se funkcionalizace provádí například směšováním proudu roztoku polymeru ' s kysličníkem uhličitým ve trubici tvaru . T, přičemž na styku obou složek probíhá karboxylační reakce (USA 3 225 089). V praxi ' je časté i provádět funkcionalizační činidlo ' do průtokového mixéru na injektorovém a tryskovém principu nebo do odstředivého čerpadla (VB 921 803). Podobně je popsáno rozprašování proudu roztoku polybutadienu plynným funkcionalízačním činidlem.
Rovněž byla popsána karboxylace rozstřikováním roztoku polymeru . rychle rotujícím kotoučem do atmosféry plynného funkcionalizačního činidla, kterým byl kysličník uhličitý (USA 3 227 701).
Vzniklý gel je potom nutno rozrušit hydrolýzou po přidání vody nebo kyseliny. U výše popsaných postupů je vznikající gel shromažďován na dně reakční nádoby a přímo v ní hydrolyzován vodou nebo kyselinou, nebo diskonttnuálně dopravován dále k hydrolýze, praní ,a izolaci.
Společným nedostatkem uvedených způ sobů funkcionalizace . je nutnost snižovat viskozitu roztoku živého polymeru a gelu snížením koncentrace polymeru přídavkem dostatečného množství rozpouštědla nebo silně polárních látek. Funkcionalizační činidlo je nutno dávkovat ve vysokých stechiometrických přebytcích a ředit jej rozpouštědly. Tato rozpouštědla je pak nutno separovat od polymeru a regenerovat.
Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy polymerů s reaktivními koncovými funkčními skupinami působením funkcionalizačního činidla na živý polymer, připravený aniontovou polymeraci v přítomnosti organoalkylkovových sloučenin nebo alkalického kovu, podle vynálezu, spočívající v tom, že se živý polymer hněte v přítomnosti funkcionalizačního činidla za teploty od —30 do +80· °C po dobu nejméně 5 sekund. .
Funkcíonalizaci lze s výhodou provádět za odvodu vznikajícího tepla, za tlaku 0,1 až 4,0 MPa. Na směs je vhodné působit energií nejméně 15 W na 1 kg směsi.
Výhodou způsobu podle vynálezu je, že umožňuje podstatně lepší styk mezi živým polymerem a funkcionalízačním činidlem. Snadněji se zvládnou problémy spojené s náhlým růstem viskozity polymery během funkcionalizace a manipulace s gelem . je snazší. Především se to projeví v možnosti zpracovávat podstatně méně zředěné výchozí reakční složky. · Klesne tím- nejen spotřeba rozpouštědel, ale vzniknou i s ní 'související výhody, spočívající v manipulaci, separaci a regeneraci menších objemů rozpouštědel. Projeví se to i v možnosti volit ekonomicky příznivější nižší poměr rozpouštědel při přípravě živého polymeru.
Funkcíonalizaci lze snadno realizovat jako kontinuální proces ' na .různých hnětačích . zařízeních. Velmi výhodné je použití šnekového reaktoru podle čs. autorského osvědčení č. 231 602 (PV 4801-80), u něhož se živý polymer a funkcionalizační činidlo· přidávají podél vytlačovacího šneku a podmínky funkcionalizace · lze průběžně regulovat změnou množství přiváděných reakčních složek, . otáček šneku, vytvářením protitlaku na výstupu a ovládáním . teploty při hnětení. Hnětení ale . lze uskutečnit · i na běžných známých šnekových vytlačovacích strojích nebo šnekových . míchacích strojích popřípadě jiných míchacích a mlecích strojích, které se popřípadě upraví.
Způsob podle vynálezu je dále vysvětlen na následujících ' příkladech praktického provedení, přičemž se funkcionalizace prováděla na šnekovém reaktoru podle čs. autorského osvědčení č. 231 602 (PV 4801-80).
Příklad 1
Nejprve se o sobě známým způsobem připravil roztok živého polybutadienu o molekulové hmotnosti 2100 tím, že se do reak232651 toru, obsahujícího 84 hmotnostních dílů roztoku 1 4-dilithiobutanu v metyltercbutyléteru o koncentraci 0,63 mol/kg a 290 hmotnostních dílů toluenu, přidávalo postupně za míchání během· 90 minut při 50 °C 100 hmotnostních dílo ·h 1,3-butadienu. Roztok živého polybutadienu v toluenu a metyltercbutyléteru měl koncentraci 22 % hmotnostních polybutadienu a viskozi-tu 105 MPa . s.
Roztok živého polymeru byl dopravován do šnekového reaktoru, ve kterém se udržovala teplota 5 °C. Současně byl přidáván roztok etylénoxidu v toluenu o koncentraci 60 % · hmotnostních etylénoxidu v takovém množství, aby byl udržován jednomolární nadbytek etylénoxidu vzhledem k aktivnímu lithiu v živém polymeru.
Zdržná doba směsí ve šnekovém reaktoru byla 45 s. Tlak se udržoval v rozmezí 1,4 až 1,5 MPa a na výstup vycházel tuhý gel v podobě struny. Do šnekového reaktoru so dodávala energie 230 W na 1 kg reakční směsi.
Vzniklý gel byl potom rozložen o sobě známým způsobem přidáním vody a po jejím odstředění vypírán vodou alž do neutrální reakce. Po odpaření · rozpouštědla byl získán polybutadien o molekulové hmotnosti 2500 s obsahem hydroxylových koncových skupin 0,7 mmol/g, mající viskozitu 12 000 MPa . s při 30 °C a obsah 1,2 struktury · 48,4 °/o. Stechiometrická účinnost přeměny organokovové skupiny na hydroxylovou byla 92 %.
Příklad 2
Živý polybutadien podle příkladu 1 byl zpracováván na tomtéž šnekovém· reaktoru s tím rozdílem, že namísto etylénoxidu byl do zařízení přiváděn plynný kysličník uhličitý v desetimolárním nadbytku vzhledem k aktivnímu lithiu. Ve šnekovém reaktoru byla teplota směsi udržována na —15 °C a kysličník* uhličitý vstupoval do vytlačovacího zařízení při tlaku 0,24 MPa. U šnekového reaktoru byl udržován tlak 0,35 MPa.
Vzniklý tulhý bílý gel byl rozkládán chlorovodíkem a po vypírání se z roztoku polymeru odstranila rozpouštědla na rotační odparce. Získal se polymer obsahující 0,77 mmol/g karboxylových skupin o mlekulové hmotnosti 3557 a viskozitě 14 00·0 MPa . . s při 30 ’°C.
Příklad 3
Roztok živého polybutadienu byl připraven stejným způsobem jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že rozpouštědlem při polym^raci byl metyl-tercbutyléter. Složení násady bylo 76 hmotnostních dílů metyltercbutyléter a 4,3 hmotnostní díly 1,4-dilithiobutanu. K násadě se v průběhu 75 minut postupně přidalo 100 hmotnostních dílů 1,3-butadienu. Teplota se udržovala na 30 °C. x
Vznikl roztok živého polybutadienu o koncentraci 51 · % polybutadienu, který měl při 30 °C viskozitu 130 MPa . s. Funkcionalízace se prováděla ve šnekovém zařízení z upraveného kuchyňského stroje na mletí masa přidáváním roztoku etylénoxidu jako v příkladě 1. Rovněž další úprava · po funkciomalizaci byla stejná. Funkcionalizace p··obíhala za tlaku 0,5 MPa při zdržné době 6 sekund.
Získaný funkcionalizovaný polybutadien měl molekulovou hmotnost 3000, obsah hydroxylových skupin 0,68 mmol/g a obsahoval 55 % hmotnostní 1,2 struktury.
Příklad 4
Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že se roztok živého polybutadienu připravil z 355 hmotnostních dílů toluenu a za přítomnosti 42 hmotnostních dílů dilithiooligoisoprenu, rozpuštěného ve směsi toluenu s 20 % hmotnostními tetrahydrofuranu. Koncentrace iniciátoru byla 0,95 mol/kg, takže z iniciačního roztoku přibylo do násady 29,5 hmotnostních dílů toluenu a 7,3 hmotnostní díly tetrahydrofuranu. Polymerace probíhala při 30 °C přidáváním 100 hmotnostních dílů v průběhu 90 · minut.
Roztok živého polybutadienu měl koncentraci 20 % hmotnostních, viskozitu 80 MPa . . s a byl dávkován do hydroxylačního šnekového reaktoru spolu s funkcionalizačním činidlem. Při hydroxylaci byl roztok polymeru udržován na teplotě —5 až —8 °C a tlak v hlavě šnekového reaktoru před vypouštěcím ventilem byl 0,7 až 1,7 MPa. Zdržná doba byla 40 s a příkon · na 1 kg směsi 130 W.
Pracovalo· se s jedmomolárním přebytkem funkcionalizačního činidla vzhledem k aktivnímu lithiu, kterým byl postupně etylénoxid, y-butyrolakton, směs y-butyrolaktonu s 50 °/o hmotnostními etylénoxidu a kysličník uhličitý. Při karboxylaci kysličníkem uhličitým byla na rozdíl od výše uvedených hodnot udržována teplota směsi na —15 °C a tlak v hlavě na 1,5 až 1,9 MPa. Molární poměr kysličník uhličitý: Li byl 5, zdržná doba směsi 75 s a příkon na 1 kg směsi 400 W.
Po provedení · rozkladu gelu a izolaci polymerů byly získány kapalné polybutadieny s koncovými skupinami s obsahem 87 % hmotnostních struktur 1,2 a vlastnostmi dle níže uvedené tabulky.
232851
Molekulová hmotnost
Funkcionalizační činidlo
Funkční skupina typ obsah: mmol/g
etylénoxid 2600 — OH 0,8
butyrolakton 3500 —OH 0,6
butyrolakton + etylénoxid 3200 —OH 0,7
kysličník uhličitý 2800 —COOH 0,8
Karfooxylační činidlo i roztoik živého polybutadienu se dávkovaly к 10. závitu šneku 2.
PŘEDMĚT VYNALEZU

Claims (4)

1. Způsob přípravy polymerů s reaktivními koncovými funkčními skupinami působením funkcionalizačního činidla na živý polymer, připravený aniontovou polymerací v přítomnosti organokovových sloučenin nebo alkalického kovu jako iniciátoru polymerace, vyznačený tím, že se živý polymer hněte v přítomnosti funkcionalizačního činidla za teploty od —30 do +80 °C po dobu nejméně 5 s.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se hnětení provádí za tlaku 0,1 aiž 4,0 MPa.
3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že se hnětením na směs působí energií nejméně 15 W na 1 kg směsi.
4. Způsob podle bodu 1 až 3, vyznačený tím, že funkcionalizace probíhá za odvodu vznikajícího tepla.
Severografia, n. p., závod 7, Most
CS480280A 1980-07-04 1980-07-04 Preparation method of polymers with reactive end functional groups CS232651B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS480280A CS232651B1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Preparation method of polymers with reactive end functional groups
DD23088981A DD159775B1 (de) 1980-07-04 1981-06-17 Verfahren zur herstellung von polymeren mit reaktiven funktionellen endgruppen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS480280A CS232651B1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Preparation method of polymers with reactive end functional groups

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS232651B1 true CS232651B1 (en) 1985-02-14

Family

ID=5391587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS480280A CS232651B1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Preparation method of polymers with reactive end functional groups

Country Status (2)

Country Link
CS (1) CS232651B1 (cs)
DD (1) DD159775B1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017162529A1 (de) 2016-03-21 2017-09-28 Basf Se Vernetztes polyurethan

Also Published As

Publication number Publication date
DD159775A1 (de) 1983-04-06
DD159775B1 (de) 1989-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5111101B2 (ja) バルク重合プロセス
SU1410867A3 (ru) Способ гидролиза целлюлозосодержащих материалов
JPH06200013A (ja) 複金属シアン化物触媒を用いて製造したポリオールの精製方法
CS232651B1 (en) Preparation method of polymers with reactive end functional groups
US3726648A (en) Bulk polymerizer for vinyl chloride production
JP6574029B2 (ja) 3,4−ヘキサンジオンの合成方法
US2204615A (en) Process of making soluble starch
US6800725B2 (en) Process for removing hydrogenation catalyst residue from hydrogenated polymers
CN86101762A (zh) 具有高含量丙烯酸酯弹性体的可浇聚氯乙烯的生产方法
CN116444558A (zh) 一种二甲基二氯硅烷二次水解反应的工艺方法
US3778485A (en) Turpentine purification process
CN110002941A (zh) 一种橡胶组合物生产中回收溶剂的方法
JPS6193132A (ja) 1価アルコールまたは水を含有するジオール系溶媒中で行なうエチレンオリゴ重合法
US4069391A (en) Process for the production of poly(allyl silicofurmate)
US5663250A (en) Deprotection with molten salt
Senrui et al. Radiation‐induced emulsion polymerization of ethylene. I. Effect of reaction conditions on the polymerization
CS231602B1 (en) Worm reactor for processing of polymere with reactive,functional ending groups
US2602787A (en) Emulsion copolymerization of sulfur dioxide and unsaturated organic compounds with recovery of uncon-taminated unreacted sulfur dioxide
US4167619A (en) Purification of propylene polymerization product
JP3456590B2 (ja) 製造機器表面からの付着ポリマーの除去方法
US3778367A (en) Treatment of process water
Zhu et al. Oxidations of alkenes catalyzed by a Mn (III) porphyrin and cationic polymer latexes
CS223264B1 (en) Method of isolation of the dien polymere with reactive functional groups in the chain
CN108728670A (zh) 一种钴浸出用聚丙烯基浸出液及其制备方法
KR830001738B1 (ko) 사워석유 증류물 처리방법