CS232759B1 - Method of polymer preparation with carboxyl end groups - Google Patents

Method of polymer preparation with carboxyl end groups Download PDF

Info

Publication number
CS232759B1
CS232759B1 CS324782A CS324782A CS232759B1 CS 232759 B1 CS232759 B1 CS 232759B1 CS 324782 A CS324782 A CS 324782A CS 324782 A CS324782 A CS 324782A CS 232759 B1 CS232759 B1 CS 232759B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
anhydride
polymers
living
lithium
molar ratio
Prior art date
Application number
CS324782A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Elisabeth Antonova
Volker Griehl
Dieter Stubenrauch
Original Assignee
Elisabeth Antonova
Volker Griehl
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 Elisabeth Antonova, Volker Griehl, Dieter Stubenrauch filed Critical Elisabeth Antonova
Publication of CS232759B1 publication Critical patent/CS232759B1/en

Links

Landscapes

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

Description

Vynález se týká způsobu přípravy polymerů s koncovými karboxylovými skupinami reakcí roztoků živých polymerů, zejména konjugovaných dienů a/nebo vinylaromatických sloučenin, obsahujících kyselin, zejména maleinanhydridem a ftalanhydridem.The invention relates to a process for the preparation of carboxyl-terminated polymers by reacting solutions of living polymers, in particular conjugated dienes and / or vinylaromatic compounds containing acids, in particular maleic anhydride and phthalic anhydride.

Živé polymery, které se připravují účinkem iniciátorů na bázi organokovových sloučenin alkalických kovů, mají na jednom nebo na obou koncích řetězců aktivní karbanionty, přeměnitelné známým způsobem na jiné funkční skupiny.Live polymers prepared by the action of initiators based on organometallic alkali metal compounds have active carbanions at one or both ends of the chains, convertible in a known manner into other functional groups.

Při přípravě oligomerů nebo polymerů s karboxylovými koncovými skupinami se zpravidla nechávají živé polymery reagovat s oxidem uhličitým (VB 921 803, NSR DAS 1520 468, NDR 139 661, USA 3 274 147, USA 3 281 335, JAP pat. 70/11153, JAP pat. 71/ /17125).. V závislosti na reakčních podmínkách se tvoří vedle hlavního produktu vždy rovněž ketony a terciární alkoholy, přičemž se obsah karboxylových skupin a funkčnost polymeru snižuje a současně zvyšuje molární hmotnost polymeru (Wyman, D. P. a kol., J. Polym. Sci. A2, 4545 /1964/).In preparing oligomers or polymers with carboxyl end groups, the living polymers are generally reacted with carbon dioxide (VB 921 803, NSR DAS 1520 468, GDR 139 661, US 3,274,147, US 3,281,335, JAP Pat 70/11153, JAP Depending on the reaction conditions, ketones and tertiary alcohols are also formed in addition to the main product, whereby the carboxyl group content and the functionality of the polymer decrease while simultaneously increasing the molecular weight of the polymer (Wyman, DP et al., J. Pat. Polym Sci (A2, 4545 (1964)).

Optimální podmínky pro získání polymerů s karboxylovými skupinami spočívají v provádění reakce při nízkých teplotách, vysokém přebytku oxidu uhličitého a jeho vysoké lokální, koncentraci, při nízkých koncentracích ' roztoků živých polymerů a ideálním míšení roztoku polymeru s plynným oxidem uhličitým. Tyto reakční podmínky jsou nevýhodné z hlediska ekonomie procesu karboxylace živých polymerů plynným oxidem uhličitým, přičemž zpravidla nebývá dosaženo ani teoreticky možného obsahu karboxylových skupin.Optimal conditions for obtaining polymers with carboxyl groups consist in carrying out the reaction at low temperatures, a high excess of carbon dioxide and its high local concentration, at low concentrations of living polymer solutions, and ideally mixing the polymer solution with gaseous carbon dioxide. These reaction conditions are disadvantageous from the point of view of the economics of the carboxylation process of living polymers with carbon dioxide gas, and, as a rule, theoretically possible carboxyl group content is not achieved.

Jinou možností přípravy polymerů s karboxylovými skupinami je přeměna živých polymerů reakcí s, cyklickými anhydridykarboxylových kyselin. Přitom je však známo z NSR DOS 2 061 157, že při reakci živých polymerů s cyklickými monoanhydridy dochází ke spojování řetězců polymeru anhydridem za současného ' otevření kruhu a adice na karbonylové skupiny anhydridu. V nepolárních rozpouštědlech dochází pouze ke spojování řetězců, přičemž spojené polymerní řetězce neobsahují žádné reaktivní koncové skupiny.Another possibility to prepare polymers with carboxyl groups is to convert living polymers by reaction with cyclic anhydride carboxylic acids. However, it is known from DE-A-2 061 157 that the reaction of living polymers with cyclic monoanhydrides involves the linkage of the polymer chains with anhydride while opening the ring and adding them to the carbonyl groups of the anhydride. In non-polar solvents, only chain joining takes place, and the polymer chains are free of reactive end groups.

V přítomnosti polárních rozpouštědel, například éterů, je sice usnadněna reakce vedoucí k terminaci aktivních konců řetězců za vzniku koncových funkčních skupin, nicméně spojování řetězců není zcela potlačeno, takže polymery vykazují snížený obsah karboxylových skupin a zvýšenou molární hmotnost (NSR DOS 2 061 157, str. 20, tabulka IV.). I při přebytku anhydridu, například maleinanhydridu, ftalanhydridu nebo anhydridu kyseliny jantarové nebo malonové, se získají polymery s pospojovanými řetězci. Také v NSR DAS 1 520 548 je popsáno spojování živých polymerů cyklickými anhydridy.In the presence of polar solvents, such as ethers, although the reaction leading to the termination of the active chain ends to form terminal functional groups is facilitated, the chain linking is not completely suppressed, so that polymers exhibit reduced carboxylic acid content and increased molar mass (NSR DOS 2,061,157, p. 20, Table IV.). Even with an excess of anhydride, for example maleic anhydride, phthalic anhydride or succinic or malonic anhydride, chain-linked polymers are obtained. Also, NSC DAS 1 520 548 describes the coupling of living polymers with cyclic anhydrides.

Podle známého stavu techniky tedy , není možné připravit reakcí živých polymerů s cyklickými anhydridy polymery s koncovými karboxylovými skupinami, jejichž obsah karboxylových skupin, respektive funkčnost by byla blízká teoretické hodnotě a které by měly molární hmotnost odpovídající původnímu živému polymeru.Thus, according to the prior art, it is not possible to prepare polymers with carboxylic end groups by reacting living polymers with cyclic anhydrides having a carboxyl group content or functionality close to the theoretical value and having a molar mass corresponding to the original living polymer.

Tyto nedostatky dosavadních způsobů jsou zmírněny anebo odstraněny u způsobu přípravy polymerů s koncovými karboxylo- <These drawbacks of the prior art are alleviated or eliminated in the process for preparing carboxyl-terminal polymers

vými skupinami reakcí roztoků živých , polymerů, zejména konjugovaných dienů a/nebo vinylaromatických sloučenin, obsa- hujících lithiové atomy s cyklickými anhydridy karboxylových kyselin, zejména maleinanhydridem a ftalanhydridem, podle vynálezu, který spočívá v tom, že se k roztoku živého polymeru přidá před přídavkem anhydridu terciární alkoxid sodný nebo draselný, s výhodou terciární butylalkoholát draselný, přičemž molární poměr alkoxidu k lithiu je minimálně 1:1, s výhodou 1:1 až 1,25 : 1, reakce anhydridu s živým polymerem probíhá při teplotě 263 až 323 K, s výhodou při 293 až 298 K, a molární poměr anhydridu k lithiu je nejméně 1 :1.by reacting groups of solutions of living polymers, in particular conjugated dienes and / or vinylaromatic compounds containing lithium atoms with cyclic carboxylic anhydrides, in particular maleic anhydride and phthalic anhydride, according to the invention, which is added to the living polymer solution before addition sodium or potassium tertiary alkoxide, preferably potassium tertiary butyl alcohol, wherein the molar ratio of alkoxide to lithium is at least 1: 1, preferably 1: 1 to 1.25: 1, the reaction of the anhydride with the living polymer is at a temperature of 263 to 323 K, preferably at 293 to 298 K, and the molar ratio of anhydride to lithium is at least 1: 1.

Množství přidávaného alkoxidu závisí na počtu aktivních center, měl by být však zachován alespoň molární poměr alkoxidu k lithiu minimálně, 1 : 1. Vyšší dávkování ' a.lkoxidu není na škodu, ač k dosažení vysoké účinnosti , derivatizační reakce postačuje molární poměr alkoxidu k lithiu 1:1 , až 1: 1,25.The amount of alkoxide to be added depends on the number of active centers, but at least a molar ratio of alkoxide to lithium of at least 1: 1 should be maintained. Higher dosages of alcohoxide do not hurt, although high molar ratio of alkoxide to lithium is sufficient 1: 1 to 1: 1.25.

Vhodnými cyklickými anhydridy karboxylových kyselin jsou alifatické nebo aromatické monoanhydridy, zejména maleinanhydrid a ftalanhydrid. Anhydrid se dávkuje minimálně v stechiometrickém množství ve vztahu k lithiu, vnesenému do systému iniciátorem.Suitable cyclic carboxylic anhydrides are aliphatic or aromatic monoanhydrides, especially maleic anhydride and phthalic anhydride. The anhydride is metered in at least a stoichiometric amount relative to the lithium introduced into the system by the initiator.

Příprava živých polymerů s organolithnými iniciátory probíhá za takových podmínek, které jsou pro aniontové polymeřace známé a charakteristické. Používají se při ní rozpouštědla, která jsou vůči lithlovým sloučeninám indiferentní, například n-hexan, n- heptan, benzen nebo toluen.The preparation of living polymers with organolithium initiators takes place under conditions which are known and characteristic of the anionic polymerization. Solvents which are indifferent to the lithium compounds are used, for example n-hexane, n-heptane, benzene or toluene.

Polymeřace se provádí při teplotách ,198 až 423 K, , s výhodou při 273, až 323 K, ža atmosferického nebo zvýšeného tlaku. K na- , stavení žádané molární hmotnosti se , při roztokové polymeraci nasadí stechiometrické množství ’ iniciátoru, přičemž se s výho- ....The polymerization is carried out at temperatures of from 198 to 423 K, preferably at 273 to 323 K, at atmospheric or elevated pressure. In order to adjust the desired molar mass, a stoichiometric amount of initiator is used in solution polymerization, preferably with a stoichiometric amount of initiator.

dou připravují polymery s molární hmotností mezi 1000 a 10 000 g/mol.They produce polymers having a molar mass of between 1000 and 10,000 g / mol.

Jako iniciátory mohou být použity všeobecně známé dilithiové nebo polyfunkční organolithné sloučeniny, například dilithiobutan, dilithiové· oligomery konjugovaných dienů nebo reakční produkty dilsopropenylbenzenu se sekundárním butyllithiem.Generally known dilithium or polyfunctional organolithium compounds can be used as initiators, for example dilithiobutane, dilithium oligomers of conjugated dienes or reaction products of dilsopropenylbenzene with secondary butyllithium.

V přítomnosti těchto roztoků iniciátorů lze jako monomery polymerovat zejména konjugované dieny, například 1,3-butadien, isopren, nebo 2J3^^^i^e^1^^hi^^L-:L,3-butadien, nebo vinylaromatické sloučeniny, například styren, alfamethylstyren nebo dlvinylbenzen.In the presence of the initiator solutions as monomers can be polymerized in particular conjugated dienes such as 1,3-butadiene, isoprene, 2 or 3 J ^^^ i ^ e ^ 1 ^^ ^^ H I L L, 3-butadiene, or vinylaromatic compounds such as styrene, alphamethylstyrene or dlvinylbenzene.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že se převedení živých polymerů konjugovaných dienů a/nebo vinylarornátů reakcí s cyklickými anhydridy karboxylových kyselin na polymery s reaktivními koncovými skupinami provede při vysokém výtěžku těchto skupin. Podstatně se zvýší účinnost zavádění reaktivních skupin a dosáhne jejich vysokého obsahu v polymeru. Vyloučí se rovněž reakce spojování řetězců při derivatizaci živých polymerů cyklickými anhydridy a mohou být připraveny polymery s téměř teoretickým obsahem karboxylových skupin.An advantage of the process according to the invention is that the conversion of the living polymers of conjugated dienes and / or vinyllarnates by reaction with cyclic carboxylic anhydrides into reactive end group polymers is carried out in a high yield of these groups. The efficiency of introducing reactive groups and their high content in the polymer is substantially increased. Chain coupling reactions in the derivatization of living polymers with cyclic anhydrides are also avoided and polymers with almost theoretical carboxyl group content can be prepared.

Způsob podle vynálezu je dále objasněn na níže uvedeném příkladu konkrétního provedení, přičemž vzorky č. 1 a 2 slouží pro srovnání se způsobem podle známého stavu techniky.The method of the invention is further elucidated by the following example of a specific embodiment, wherein samples 1 and 2 serve for comparison with the prior art method.

PříkladExample

O sobě známým způsobem byl připraven živý polybutadien za použití roztoku oligoisoprendilithia se stupněm oligomerizace 6 v benzenu a následující receptury:In a known manner, living polybutadiene was prepared using an oligoisoprendilithium solution having an oligomerization degree of 6 in benzene and the following formulation:

1,3-butadien 1,3-butadiene 108,0 g 108.0 g benzen benzene 490,0 ml 490.0 ml oligoisoprendilithium oligoisoprendilithium 216,0 mmol 216.0 mmol teplota temperature 283,0 K 283.0 K doba dávkování iniciátoru initiator dosing time 2,0 h 2,0 h doba na doreagování time to respond 0,5 h 0.5 h

Po ukončení přípravy roztoku živého polybutadienu se roztok rozdělil na dva díly. K jednomu z nich se přidal terc.-butylalkoholát draselný v molárním poměru K : Li = = 1:1, druhý se dále zpracovává bez úprav. Jedna část roztoku, neobsahující terciární butylalkoholát draselný, se karboxyluje smísením s 20% roztokem ' maleinanhydridu v tetrahydrofuranu při molárním poměru maleinanhydrid : Li = 1: 1 (vzorek číslo 1), druhá část se karboxylovala 20% roztokem ftalanhydridu v . tetrahydrofuranu při molárním poměru anhydrid : Li = 1:1 (vzorek č. 2J.After the preparation of the living polybutadiene solution was completed, the solution was divided into two portions. To one of them was added potassium tert-butyl alcohol in a molar ratio of K: Li = 1: 1, the other was further processed without treatment. One part of the solution not containing potassium tertiary butyl alcohol is carboxylated by mixing with a 20% solution of maleic anhydride in tetrahydrofuran at a maleic anhydride: Li = 1: 1 molar ratio (sample number 1), the other part carboxylated with a 20% solution of phthalic anhydride in. tetrahydrofuran at an anhydride: Li = 1: 1 molar ratio (sample # 2J).

Podobně se karboxyloval roztok obsahující terciární butylalkoholát draselný za stejných podmínek maleinanhydridem v tetrahydrofuranu (vzorek č. 3) a ftalanhydridem v tetrahydrofuranu (vzorek č.4). Reakční podmínky a výsledky jsou shrnuty do následující tabulky.Similarly, a solution containing potassium tertiary butyl alcohol was carboxylated under the same conditions with maleic anhydride in tetrahydrofuran (sample no. 3) and phthalic anhydride in tetrahydrofuran (sample no. 4). The reaction conditions and results are summarized in the following table.

Vzorek č. Sample no. 1 1 2 2 3 3 4 4 lithium v živém polymeru (mmol) lithium in living polymer (mmol) 54,00 54.00 54,00 54.00 54,00 54.00 54,00 54.00 terciární butylalkoholát draselný (g) potassium tertiary butyl alcohol (g) - - 6,07 6.07 6,07 6.07 maleinanhydrid (g) maleic anhydride (g) 5,3 5.3 - 5,3 5.3 - ftalanhydrid (g) phthalic anhydride (g) - 8,00 8.00 - 8,00 8.00 teplota (K) temperature (K) 298,00 298,00 298,00 298,00 298,00 298,00 298,00 298,00 obsah karboxylových skupin (%) content of carboxyl groups (%) 4,01 4.01 3,94 3.94 8,91 8.91 8,78 8.78

Karboxylované polymery se získají jako bílý pevný gel a na karboxylové kyseliny se převedou chlorovodíkem, rozpuštěným v éteru, přičemž polybutadien s koncovými karboxylovými skupinami přejde opět zcela do roztoku a vyloučí se chlorid lithný. Přebytečný chlorovodík se neutralizuje pevnou sodou a spolu s chloridem lithným se oddělí odstředěním. Po stabilizaci roztoku polymeru 1 hmotnostním dílem 2,6-ditercbutyl-p-kresolu se rozpouštědlo odstraní ve vakuovém rotačním odpařováku.The carboxylated polymers are obtained as a white solid gel and are converted to the carboxylic acids with ether-dissolved hydrochloric acid, whereby the polybutadiene with carboxyl end groups is completely dissolved again and lithium chloride is separated. Excess hydrogen chloride is neutralized with solid sodium and collected by centrifugation together with lithium chloride. After stabilizing the polymer solution with 1 part by weight of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, the solvent is removed in a vacuum rotary evaporator.

Obsah karboxylových skupin byl stanoven acldometrickou titrací.The carboxyl group content was determined by acldometric titration.

Claims (1)

PŘEDMĚTSUBJECT Způsob přípravy polymerů s koncovými karboxylovými skupinami reakcí roztoků živých polymerů, zejména konjugovaných dienů a/nebo vrnylaromatických sloučenin, obsahujících lithiové atomy s cyklickými anhydridy karboxylových kyselin, zejména maleinanhydridem a ftalanhydridem, vyznačený tím, že se k roztoku živého polymeru přidá před přídavkem anhydridu terciárníProcess for preparing carboxyl-terminated polymers by reacting solutions of living polymers, in particular conjugated dienes and / or vinylaromatic compounds containing lithium atoms with cyclic carboxylic anhydrides, in particular maleic anhydride and phthalic anhydride, characterized in that tertiary anhydride is added to the living polymer solution VYNALEZU alkoxid sodný nebo draselný, s výhodou terciární butylalkoholát draselný, přičemž molární poměr alkoxidu k lithiu je minimálně 1:1, s výhodou 1 : 1 až 1,25 : 1, reakce anhydridu s živým polymerem probíhá při teplotě 263 až 323 K, s výhodou při 293 až 298 K, a molární poměr anhydridu k lithiu je nejméně 1: 1.BACKGROUND OF THE INVENTION sodium or potassium alkoxide, preferably potassium tertiary butyl alcohol, wherein the molar ratio of alkoxide to lithium is at least 1: 1, preferably 1: 1 to 1.25: 1, the reaction of the anhydride with the living polymer is at a temperature of 263 to 323 K preferably at 293 to 298 K, and the molar ratio of anhydride to lithium is at least 1: 1.
CS324782A 1981-05-07 1982-05-05 Method of polymer preparation with carboxyl end groups CS232759B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22978581A DD158782A1 (en) 1981-05-07 1981-05-07 PROCESS FOR PREPARING POLYMERS WITH CARBOXYLENE GROUPS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS232759B1 true CS232759B1 (en) 1985-02-14

Family

ID=5530785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS324782A CS232759B1 (en) 1981-05-07 1982-05-05 Method of polymer preparation with carboxyl end groups

Country Status (2)

Country Link
CS (1) CS232759B1 (en)
DD (1) DD158782A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451935B1 (en) * 2000-05-10 2002-09-17 Bridgestone Corporation Highly functionalized polymers and a process for making the same

Also Published As

Publication number Publication date
DD158782A1 (en) 1983-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Price et al. The Polymerization of l-Propylene Oxide1
US4518753A (en) Anionic polymerization of conjugated dienes in the presence of hindered triaryl boron or aluminum derivatives
US3668279A (en) Process for coupling living lithiopolymers
US3959412A (en) Block polymer preparation
EP3313927B1 (en) Dilithium initiators
JP2619930B2 (en) Bifunctional alkali metal compound, method for producing the same, and polymerization initiator comprising the compound
CS232759B1 (en) Method of polymer preparation with carboxyl end groups
US3862251A (en) Organo-dilithium initiator for anionic polymerization, a novel polyisoprene, and processes for production thereof
IE830846L (en) Catalytic system for polymerising or copolymerising¹conjugate diolefins
US3872068A (en) Process for preparing block copolymer resin
JP2004508434A (en) Method for preparing dilithiation initiator and method for anionic polymerization
US4075253A (en) Organolithium polymerization initiators and their preparations
US3975339A (en) Manufacture of polymers of net-shaped structure
US4918145A (en) Process for producing a block copolymer resin and product thereof
CA2257313C (en) Process for the preparation of hydrophobic/ hydrophile ab block copolymers
JPH0363963B2 (en)
GB2124228A (en) Organo-lithium polymerization initiator
US3951931A (en) Production of polymeric compounds having functional end groups
NL194674C (en) Polymer composition and process for the preparation thereof.
EP0273291B1 (en) Clear, High impact block copolymers
KR0124953B1 (en) Process for preparation of dispersed polymer with functional groups on surface
GB2092163A (en) Selective Polymerization of Butadiene from C4 Fractions
US20030096914A1 (en) Polymer having combined linear and nonlinear structure and its preparing method
JPH0446966B2 (en)
EP0050832A2 (en) A process of coupling living polymers with gamma-hydroxy acid-lactones