CS271861B1 - Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization - Google Patents

Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization Download PDF

Info

Publication number
CS271861B1
CS271861B1 CS884590A CS459088A CS271861B1 CS 271861 B1 CS271861 B1 CS 271861B1 CS 884590 A CS884590 A CS 884590A CS 459088 A CS459088 A CS 459088A CS 271861 B1 CS271861 B1 CS 271861B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
pvc
monomer
polymerization
chloride
mixture
Prior art date
Application number
CS884590A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS459088A1 (en
Inventor
Rudolf Ing Csc Lukas
Ludek Ing Csc Toman
Vera Ing Paleckova
Vladimir Prof Ing Drsc Kubanek
Vladimir Ing Dolezal
Original Assignee
Lukas Rudolf
Toman Ludek
Vera Ing Paleckova
Kubanek Vladimir
Dolezal Vladimir
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 Lukas Rudolf, Toman Ludek, Vera Ing Paleckova, Kubanek Vladimir, Dolezal Vladimir filed Critical Lukas Rudolf
Priority to CS884590A priority Critical patent/CS271861B1/en
Priority to FI893125A priority patent/FI893125A/en
Priority to NO89892698A priority patent/NO892698L/en
Priority to JP1165530A priority patent/JPH0253814A/en
Priority to EP19890111825 priority patent/EP0348963A3/en
Publication of CS459088A1 publication Critical patent/CS459088A1/en
Publication of CS271861B1 publication Critical patent/CS271861B1/en

Links

Abstract

The solution concerns the method of polymerisation and copolymerisation of cationically polymerising monomers. The advantage of this technique is based on the fact that polymerisation and copolymerisation are carried out at a temperature of +20 to -120 degrees C in the presence of the starting system, the single component of which is low-molecular alkyl halide, oligomer or polymer, in the chains of which at least two atoms of chlorine occur, which are bound to the secondary carbon atoms containing molecules with the following number of carbon atoms: C >= 5. The second component is Lewis acid such as boron trichloride, titanium(IV) chloride, aluminium trichloride, vanadium tetrachloride or their mutual mixture, or even the mixture of these Lewis acids with iron(III) chloride, while the molecular ratio of Lewis acids to monomer is 50 to 10<-5> at the rise of the products containing the chemically bound starting component that corresponds with used low-molecular alkyl halide, oligomer or polymer, or in the ambient medium of polar halogenated solvents or their mixtures with non-polar cyclic or even aromatic solvents. According to the solution, the method enables to prepare functionalised polymers, or respectively copolymers with various contents of polymer starters, e.g. PVC and these grafted materials can be further modified chemically and/or directly used as modifying agents, or even as compatibilizer for incompatible polymer mixtures.

Description

Vynález ee týká způeobu polymerizace a kopolymerizace kationtově polymerizujícich monomerů.The invention relates to a process for the polymerization and copolymerization of cationic polymerizing monomers.

V základním výzkumu kationtově polymerizace byly alkylhalogenidy a telechelické polyieobutyleny obsahující chlor vázaný na terciálním uhlíku dlouhou dobu považovány za nereaktlvní látky v případě užití Lewieových kyeelin chloridu boritého (BClg), chloridu titanlčitého (TiCl4) a chloridu hlinitého (AlClg) jako ko-iniciátorů. V případě AlClg, který je již více než 40 let užíván v iniciačních systémech zvláětě při výrobě butylkaučuků, tj. kopolymerů ieobutylenu s Í8oprenem (roční produkce jen v USA přesahuje čtvrt milionu tun) není ani dnes zcela objasněn mechanismus iniciace, z roku 1974 stéle přetrvává názor prezentovaný Pleehem spočívající v autoionizacl AlClg a zamítající iniciaci alkylhalogenidem : Al2Cl6í=^ Alcl®AlC^ (P.H. Plesh, Makromol. Chem., 175,In the basic research of cationic polymerization, alkyl halides and telechelic polyieobutylenes containing chlorine bound to tertiary carbon have long been considered unreactive substances when using Lewie kyeeline boron trichloride (BClg), titanium tetrachloride (TiCl 4 ) and aluminum chloride (AlClg) as co-initiators. In the case of AlClg, which has been used in initiation systems for more than 40 years, especially in the production of butyl rubbers, ie copolymers of ieobutylene with 18Pren (annual production in the US alone exceeds a quarter of a million tons) Pleeh's view of auto-ionization of AlClg and rejecting initiation by an alkyl halide: Al 2 Cl 6 = = Alcl ® AlC 4 (PH Plesh, Makromol. Chem., 175,

1065 (1974)). Tato tzv. •přímá iniciace* je v literatuře označována jako teorie Korshak-Pleeh-Merkova (0. P. Kennedy, E. Maréchal, Carbooationio Polymerization, A. Wiley-Interecience Publioation, 0. Wiley and Sons, New York 1982, etr. 113). Naproti tomu Kennedy zastává názor ukazující na to, že iniciátorem je methylchlorid, který se v reakčním eyetému nachází jako médium: CHgCl + AlCl3;?=± CH* AlCl^--*.CH3CH2(/5(CH3)2AlCl®.1065 (1974)). This so-called direct initiation * is referred to in the literature as Korshak-Pleeh-Merkov theory (P.P. Kennedy, E. Maréchal, Carbooationio Polymerization, A. Wiley-Interecience Publioation, 0. Wiley and Sons, New York 1982, etr. 113). Kennedy, on the other hand, is of the opinion that the initiator is methyl chloride, which is found in the reaction eyetem as a medium: CHgCl + AlCl 3 ;? = ± CH * AlCl 4 - *. CH 3 CH 2 (/ 5 (CH 3 ) 2 AlCl®.

(□. P. Kennedy and R. M. Thomas, 0, polym, Soi., 45, 227 (1960). Při užití ko-iniciótoru BCl-j, teprve v r. 1984 podle če. autorského osvědčeni č. 239 995 (‘Způsob přípravy alifatických halogeniniferů*, L. Toman), byla odhalena iniciace alkylhalogenidem u systému terč. butylchlorid (t-BuCl) / BClg při polymerizaci ieobutylenu, kdy iniciační a přenosová reakce byly příznivě ovlivňovány délkou doby interakce t. BuCl β BClg v dichlormethanu (například 24 až 48 h při pokojové teplotě). Tento nový doposud nepopsaný poznatek byl potom využit u syntézy heterotelechelického polyisobutylenu při -20 °c, kdy neprobíhá protogenní iniciace vodou v přítomnosti BClg (L. Toman če. autorské osvědčeni č. 246 647 'Způsob výroby polyisobutylenu β reaktivními skupinami v polymerním řetězci*)(P. P. Kennedy and RM Thomas, 0, polym, Soi., 45, 227 (1960). When using the BCl-j co-initiator, only in 1984 according to the author's certificate No. 239 995 ('Method preparation of aliphatic halinifers *, L. Toman), the initiation of an alkyl halide in tert-butyl chloride (t-BuCl) / BClg system during the polymerization of ieobutylene was revealed, where the initiation and transfer reactions were favorably influenced by This new hitherto undisclosed knowledge was then utilized in the synthesis of heterothelechelic polyisobutylene at -20 ° C, where no protogenic initiation by water in the presence of BClg (L. Toman no. 246 647) was made. polyisobutylene β reactive groups in the polymer chain *)

L. Toman, S. Pokorný, 3. Spěváček, 3. Oaňhelka, Polymer 27,1121 (1986)).L. Toman, S. Pokorny, 3. Singer, 3. Ohanhelka, Polymer 27,1121 (1986).

U syntéz probíhajících radikálovým mechanismem polyvinylchlorid (PVC) patří k nejvýznamnějším komerčně vyráběným termoplastům. 3enom v USA roční produkce přesahuje 3 miliony tun (Chem. Eng. News, 36, May 5, (1980)). Polyvinylchlorid a polyisobutylenem nebo butylkaučukem nejsou navzájem misitelné avšak jejich vzájemné kopolymery by měly široké uplatnění jako kompatibílizující materiály pro přípravu polymerních eměsi, v případě terkopolymeru s butylkaučukem by vznikal nový druh rychle vulkanizovatelného chlorovaného elastomeru.In the synthesis of the radical mechanism, polyvinyl chloride (PVC) is one of the most important commercially produced thermoplastics. 3enom in the US annual production exceeds 3 million tons (Chem. Eng. News, 36, May 5, (1980)). Polyvinyl chloride and polyisobutylene or butyl rubber are not miscible, but their mutual copolymers would be widely used as compatibilizing materials for the preparation of polymer blends, and in the case of a butyl rubber tercolymer a new type of rapidly vulcanizable chlorinated elastomer would be formed.

Iniciovat kationtově polymerizujici monomery z PVC však není snadné, protože polymerní řetězec obsahuje pouze velmi malé množství a Hýlově vázaných atomů chloru (okolo 0,1 mol %), které jsou v literatuře označovány jako jediné možné reaktivní skupiny, schopné vytvořit zakotvené ketiontová centra v řetězci. Roubování kationtově polymerizujicich monomerů z PVC bylo prováděno Pleehem v nitrobenzenu, který míchal AlClg a TiCl4 β PVC při pokojové teplotě (Ρ. H. Plesh, Chem, Ind., 1958, 954) Ρ. H. Plesh, GB 817, 684 5. prosinec (1956). V přítomnosti těchto silných Lewieových kyselin při pokojové teplotě dochází k dehydrochloraoi PVC a v důsledku velké citlivosti AlClg a TiCl4 na protogenní látky probíhá převážně rychlé syntéza homopolymerů protogenní iniciaci, například: HCl + AlClg—> Tr\lCl4® H-M®, kde M je kationtově polymerizujici monomer. Protogenní iniclece však značně snižuje podíl roubováni na PVC, Jak Již dříve poukázal Kennedy (3. P. Kennedy, Cationic Graft Copolymerization, 3. Appl. Polym, Sci., Appl. Polym. Symp, 30, Akron).However, it is not easy to initiate cationic polymerizing PVC monomers, since the polymer chain contains only a very small amount of Hyl-bonded chlorine atoms (about 0.1 mol%), which are referred to in the literature as the only possible reactive groups capable of forming anchored ketone centers in the chain . The grafting of cationic polymerizing PVC monomers was performed by Pleeh in nitrobenzene, which mixed AlClg and TiCl 4 β PVC at room temperature (H. H. Plesh, Chem, Ind., 1958, 954) Ρ. H. Plesh, GB 817, 684 December 5 (1956). In the presence of these strong Lewie acids at room temperature, PVC dehydrochlorination occurs and, due to the high sensitivity of AlClg and TiCl 4 to protogenic substances, the rapid synthesis of homopolymers proceeds mainly by protogenic initiation, for example: HCl + AlClg-> Tr \ 1Cl 4 ® HM®, is a cationic polymerizing monomer. However, protogenic incorporation greatly reduces the proportion of grafting to PVC, as Kennedy previously pointed out (3rd Kennedy, Cationic Graft Copolymerization, 3rd Appl. Polym, Sci., Appl. Polym. Symp, 30, Akron).

Později byly k roubování PVC použity jako ko-iniciétory alkylhliníkové sloučeniny, například EtgAlCl, EtgAl a roubováni PVC bylo prováděno jak v roztoku, tak v pevném stavu na práškovém PVC nebo filmu (3. P. Kennedy, Appl, polym. Symp., No 30 (1977)) A. Vidal, 3. B. Donnet, 3. P. Kennedy, 3. Polym. sci. polym. Lett. Ed., 15, 585 (1977)) Β. Iván,Later, alkyl aluminum compounds such as EtgAlCl, EtgAl were used as co-initiators for PVC grafting, and PVC grafting was performed both in solution and solid state on PVC powder or film (3rd P. Kennedy, Appl, Polym. Symp., No. 30 (1977)) A. Vidal, 3. B. Donnet, 3. P. Kennedy, 3. Polym. sci. polym. Lett. Ed., 15, 585 (1977)). Iván,

3. P. Kennedy, Z. Kelen, F, Tudos, 3. Macromol. Sci.-Chem., A16, 1473 (1981)). Alkylhliníkovou sloučeninou při zániku protiontů však dochází v terminační reakci k alkylaci nebo hydridaci rostoucího konce polymerniho řetězce a roub ee stává už dále nereaktivCS 271861 Bl ní, což je nevýhodou (0. p. Kennedy, Catlonnlc polymerlzation of Olefinsj A Critical Inventory, 3ohn Wileyand Soňa, A. Wiley-Interscience Publication, New York (1975) str. 245) 0. P. Kennedy and Maréchal, Carbocationic Polymerlzation, Oohn Wiley and Sons, A. wiley-lntersciences Publication, New York (1982), str. 221 - 223)).3. P. Kennedy, Z. Kelen, F., Tudos, 3. Macromol. Sci. Chem., A16, 1473 (1981)). However, the alkylaluminum compound in the termination of the counterions undergoes alkylation or hydridation of the growing end of the polymer chain in the termination reaction, and the graft becomes unreactive again. This is a disadvantage (O. Kennedy, Catlonnlc A. Wiley-Interscience Publication, New York (1975) p. 245) P. Kennedy and Maréchal, Carbocationic Polymerization, Oohn Wiley and Sons, A. wiley-Interscience Publication, New York (1982), p. 221- 223)).

DalSi možné koiniciétory obsahující v molekule stříbro, jako například hexafluoroantimoničnan stříbrný AgSbFg (E. Franta, F. Afshar-Taromi, p. Rempp, Makromol, Chem., 177, 2191 (1976)), jsou příliš drahé pro průmyslovou aplikaci roubováni PVC.Other possible silver-containing co-initiators such as AgSbFg silver hexafluoroantimonate (E. Franta, F. Afshar-Taromi, p. Rempp, Makromol, Chem., 177, 2191 (1976)) are too expensive for industrial PVC grafting applications.

Téměř již před 10 lety Kennedy prováděl roubování PVC isobutylenem v přítomnosti ko-iniciétoru BClg, při teplotě -75 °C v dichlormethanu s užitím 2% roztoku PVC při koncentraci monomeru 0,9 mol/1 a koncentraci 10-2 mol/1 BClg (S. N. Gupta, 3. p. Kennedy, Polym. Bull. 1,233 (1979)). Autoři popsali, že v otevřeném systému (suchá skříň) za těchto experimentálních podmínek roubování PVC neprobíhalo. Byla proto prováděna částečná dehydrochlorace PVC hydroxidem sodným, která vedla k podstatnému zvýSení obsahu reaktivních allylových chlorů, což potom mělo následný příznivý účinek na průběh roubování PVC. Dehydrochlorace PVC je věak nevýhodná, protože zahrnuje rozpouštěni polymeru v organickém rozpouštědle, reakci s bází, důkladné promytí vodou do neutrální reakce a pečlivé sušení.Almost 10 years ago, Kennedy performed PVC isobutylene grafting in the presence of the BClg co-initiator, at -75 ° C in dichloromethane using a 2% PVC solution at a monomer concentration of 0.9 mol / l and a 10 -2 mol / l BClg concentration ( SN Gupta, 3rd Kennedy, Polym Bull., 1,233 (1979)). The authors described that in the open system (dry box) PVC grafting was not performed under these experimental conditions. Therefore, partial dehydrochlorination of PVC with sodium hydroxide was performed, which resulted in a substantial increase in the reactive allyl chlorine content, which in turn had a beneficial effect on the PVC grafting process. However, dehydrochlorination of PVC is disadvantageous since it involves dissolving the polymer in an organic solvent, reacting with a base, thoroughly washing it with water to neutral, and thoroughly drying.

Nyní bylo zjištěno, že vzájemná interakce minimálně dvou atomů chloru, vázaných na sekundárních uhlících iniciátoru, kterým je alkylhalogenid, atomy chloru obsahující oligomer nebo polymer, účinkem Lewisovy kyseliny jako BClg, Tid4, Alclg, chlorid vanadičitý (VCl4) nebo jejich vzájemných směsi, popřípadě ve směsi s chloridem železitým (Feclg), vede ke vzniku kationtově aktivních center zakotvených v řetězci použitého chlor-derivátu_jako iniciátoru. Předmětem předloženého vynálezu je způsob polymerizace a kopolymerizace kationtově polymerizujicich monomerů, jehož podstata spočívá v tom, že se polymerizace nebo kopolymerizace provádí při teplotě +20 °C až -120 °C v přítomnosti iniciačního systému, jehož jednou složkou je nízkomolekulární alkylhalogenid, oligomer nebo polymer obsahující molekuly s počtem uhlíkových atomů c 5, v jejichž řetězcích se nacházejí aspoň dva atomy chloru vázané na sekundárních uhlících a druhou je Lewisova kyselina jako chlorid boritý, chlorid titaničitý, chlorid hlinitý, chlorid vanadičitý, nebo jejich vzájemná směs, popřípadě směs těchto Lewisových kyselin s chloridem železitým, přičemž molární poměr Lewisových kyselin k monomeru je 50 až io5 za vzniku produktů obsahujících chemicky navázanou iniciační aložku odpovídající použitému nízkomolekulárnímu alkylhalogenidu, oligomerů nebo polymeru, popřípadě v prostředí polárních halogenovaných rozpouštědel nebo jejich směsi s nepolárními, popřípadě aromatickými rozpouštědly. Nalezená interakce vedoucí k iniciaci kationtově polymerizovatelných monomerů a jejich směsi umožňuje syntetizovat příslušné funkcionalizované polymery, respektive kopolymery nebo vyrobit produkt obsahující směs funkcionalizovaného a nefunkcionalizovaného polymeru.It has now been found that the interaction of at least two chlorine atoms bonded to the secondary carbons of an initiator, an alkyl halide, an oligomer or polymer containing chlorine atoms, by Lewis acid such as BClg, Tid 4 , Alclg, vanadium chloride (VCl 4 ) or mixtures thereof , optionally in admixture with ferric chloride (Fec1g), leads to the formation of cationic active centers anchored in the chain of the chloro derivative used as initiator. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the polymerization and copolymerization of cationic polymerizing monomers, characterized in that the polymerization or copolymerization is carried out at a temperature of +20 ° C to -120 ° C in the presence of an initiation system of which one component is a low molecular weight alkyl halide, oligomer or polymer containing molecules having a carbon number of 5, in which at least two chlorine atoms are attached to the secondary carbons and the other is a Lewis acid such as boron trichloride, titanium tetrachloride, aluminum chloride, vanadium trichloride, or a mixture thereof or a mixture of these Lewis acids ferric chloride, the molar ratio of Lewis acid to monomer is 50 to 5 as well as to products including chemical bonding aložku initiator corresponding to the low molecular weight alkyl halide, oligomer or polymer, optionally in the environ diluents of polar halogenated solvents or mixtures thereof with non-polar or aromatic solvents. The interaction found leading to the initiation of cationic polymerizable monomers and a mixture thereof makes it possible to synthesize the respective functionalized polymers or copolymers or to produce a product comprising a mixture of functionalized and non-functionalized polymer.

Při provádění způsobu podle vynálezu lze postupovat tak, že se monomer nebo směs monomerů diskontinuélně a/nebo kontinuálně dávkuje do předem připraveného iniciačního systému (iniciátor + Lewisova kyaeliny) nebo smísením iniciačního systému s monomerem nebo směs monomerů, popřípadě přidáním Lewisovy kyseliny jako poslední složky do směsi monomeru a iniciátoru.In carrying out the process of the invention, the monomer or monomer mixture may be batchwise and / or continuously metered into a preformed initiator system (initiator + Lewis acid) or by mixing the initiator system with the monomer or monomer mixture, optionally by adding Lewis acid as the last component to the monomer / initiator mixture.

Podle vynálezu lze postupovat tak, že polymerizace se provádí bez pomocného rozpouštědla nebo v prostředí polárních halogenovaných rozpouštědel jako methylchloridu, methylenchloridu, ethylchlorldu nebo jejich směsí s nepolárními rozpouštědly jako je heptan, chlorid uhličitý, cyklohexan, popřípadě ve směsi s aromatickými rozpouštědly, jako například benzen nebo toluen.According to the invention, the polymerization can be carried out without a co-solvent or in the environment of polar halogenated solvents such as methyl chloride, methylene chloride, ethyl chloride or mixtures thereof with non-polar solvents such as heptane, carbon tetrachloride, cyclohexane, optionally in admixture with aromatic solvents such as benzene. or toluene.

□ako iniciátory lze použít všechny nízkomolekulární alkylhalogenidy, oligomerní a polymerní létky obsahující aspoň dva chlorové atomy vázané na sekundárních uhlících a obsahujících molekuly s počtem uhlíkových atomů C 5, jako například 2,4-dichlorpentan, 2,4,6-trichlorheptan, chlorované parafiny, cyklické uhlovodíky, olefiny, polyolefiny, PVC.Všechny all low molecular weight alkyl halides, oligomeric and polymeric fluxes containing at least two chlorine atoms attached to secondary carbons and containing C 5 carbon atoms, such as 2,4-dichloropentane, 2,4,6-trichloroheptane, chlorinated paraffins, can be used as initiators , cyclic hydrocarbons, olefins, polyolefins, PVC.

CS 271861 BlCS 271861 Bl

V případě použití chloridu vanadičitého ae polymerizace, respektive kopolymerizace provádí popřípadě za využití účinku ultrafialového nebo viditelného světla.If vanadium chloride is used and the polymerization or copolymerization is carried out, optionally, using the effect of ultraviolet or visible light.

kationtově polymerizujících monomerů lze s výhodou použít isobutylen, styren, ρώ -nethylstyren, isopren, butadien, popřípadě jejich směsi, například isobutylen/isopren.For example, isobutylene, styrene, n-methylstyrene, isoprene, butadiene, or mixtures thereof, such as isobutylene / isoprene, may be used cationically polymerizing monomers.

Podle předloženého vynálezu se využívají nízkomolekulórní chlorderiváty, respektive chlor obsahující oligomery nebo polymery Jako kationtově iniciátory a/nebo iniciačně přenosové látky (inifery-polyinifery). Způsob využití Je závislý na době aktivace přísluěné látky, obsahující chlorové atomy Lewisovou kyselinou, podle typu Lewisovy kyseliny lze synthetizovat bu3 funkcionalizované polymery, respektive kopolymery, například při použití BClg, nebo směsi funkcionalizovaných a nefurikoionalizovaných polymerů, respektive kopolymerů, například použijeme-11 jako ko-iniciátor AlClg. Látky obsahující chlorová atomy na sekundárních uhlících se stávají iniciátory v případě, když do jejich směsí s monomerem je dávkována Lewisova kyseliny jako poslední eložka. Naproti tomu, když do monomeru nebo monomerni směsi dávkujeme předem připravený iniciační systém složený například z PVC a BC13 v médiu dichlormethanu, potom použitá chlor obsahující polymerní látka, v naěem případě PVC, mé výrazný iniferový, v naěem případě polyiniferový charakter.According to the present invention, low molecular weight chlorine or chlorine-containing oligomers or polymers are used as cationic initiators and / or initiator-transfer substances (inifery-polyinifers). Depending on the activation time of the corresponding chlorine-containing substance with Lewis acid, depending on the type of Lewis acid, either functionalized polymers or copolymers can be synthesized, for example using BClg, or a mixture of functionalized and non-ruralized polymers or copolymers, e.g. AlClg initiator. Substances containing chlorine atoms on secondary carbons become initiators when Lewis acid is metered into their mixtures with the monomer as the last eloz. On the other hand, when a pre-prepared initiation system composed of, for example, PVC and BC1 3 in dichloromethane medium is metered into the monomer or monomer mixture, the chlorine-containing polymer used, in this case PVC, has a distinct iniferous, in this case polyiniferous character.

Za účelem prokázáni mechanismu iniciace organickou látkou obsahující atomy chloru nebo sekundárních uhlících byly studovány podrobně polymerizace isobutylenu iniciované 2,4-dlchlorpentanem v přítomnosti BClg. Tyto polymerizace byly prováděny v dichlormethanu při dvou teplotách, -70 °C a -20 °C. Při teplotě -20 °C je obecně známo, že polymerizace isobutylenu chloridem boritým neprobíhá, a to ani v přítomnosti protogenní látky typu H20 nebo chlorovodíku (0. P. Kennedy, s. Y. Huang, S. C. Feinberg, 0. polym, Sci., 15,2801 (1977) 3, P. Kennedy, 0. F. Y. Chem. Polym. Bull. 15,201 (1986). Při námi použitém iniciačním systému věak polymerizace isobutylenu probíhaly při obou teplotách, isolovaně polymery byly podrobeny gelové permeační chromatografii (GPC) a ^H-NMR analýze.In order to demonstrate the mechanism of initiation by an organic substance containing chlorine or secondary carbon atoms, the polymerization of isobutylene initiated with 2,4-dlchlorpentane in the presence of BClg was studied in detail. These polymerizations were carried out in dichloromethane at two temperatures, -70 ° C and -20 ° C. At -20 ° C, it is generally known that the polymerization of isobutylene with boron trichloride does not occur, even in the presence of H 2 O or hydrogen chloride (O. Kennedy, Y. Huang, SC Feinberg, O. Sci., 15, 2801 (1977) 3, P. Kennedy, O. FY Chem. Polym. Bull., 15, 201 (1986) In our initiation system, however, the isobutylene polymerization proceeded at both temperatures, the isolated polymers were subjected to gel permeation chromatography. GPC) and 1 H-NMR analysis.

Z výsledků vyplynulo, že Jak' při -70 °C, tak i při -20 °C vznikly polymery s téměř stejnou molekulovou hmotností, pouze polymer připravený při -70 °C měl bimodální GPC záznam, avědčíci o výskytu malého množství výěemolekulárního podílu (okolo 18 % hmot)., obr. l křivka i. z obr. l je také zřejmé, že tento výěemolekulárni podíl vznikl v důsledku protogenní iniciace, Jak vyplývá srovnáním s křivkou 2, která charakterizuje GPC záznam polyisobutylenu, připraveným protogenní iniciací HgO/BClg při -70 °c. Závěry z GPC analýzy Jeou ve shodě s výsledky získanými ^H-NMR analýzou. NMR spektra prokázala, že v oblasti 4,5 - 5,3 'p' není žádný resonanční pás, který by poukazoval na přítomnoet dvojné vazby v polymeru. 3e proto zřejmé, že polymerizace probíhala v nepřítomnosti přenosu monomerem. Malá resonance v oblasti 1,0 47 patřící t-butylovým skupinám byla prokázána u polyisobutylenu připraveném při -70 °C. V oblasti 3,5 Φ* byl nalezen resonanční pás, který lze přiřadit methinovému vodítku skupiny -CHCI·** Poměr intenzti pásů methlnových a t-butylových protonů byl v dobrém souladu s podílem hmotnostních frakcí zjištěných z GPC chromatogramů. Protože teplota polymerizace nemá zásadní vliv na molekulové hmotnosti získaných polyisobutylenů je zřejmé, že 2,4-dichlorpentan (X) po interakci s BClg se chová v polymeračnim systému jako typická iniciačně-přenosová látka, inifer, podle následujícího schématu:The results showed that both -70 ° C and -20 ° C produced polymers with almost the same molecular weight, only the polymer prepared at -70 ° C had a bimodal GPC record, indicating a small amount of molecular weight fraction (about It is also evident from Figure 1 that this molecular weight fraction was due to protogenic initiation, as shown by comparison with curve 2, which characterizes the GPC record of polyisobutylene prepared by the protogenic HgO / BClg initiation at -70 ° C The conclusions of the GPC analysis are consistent with the results obtained by 1 H-NMR analysis. NMR spectra showed that there was no resonant band in the 4.5-5.3 'p' region to indicate the presence of a double bond in the polymer. It is therefore apparent that the polymerization was carried out in the absence of monomer transfer. A low resonance in the region of 1.047 belonging to the t-butyl groups was demonstrated for polyisobutylene prepared at -70 ° C. A resonance band was found in the 3.5 Φ * range, which can be assigned to the -CHCI · methine guide. ** The ratio of the intensities of the bands of the methanol and t-butyl protons was in good agreement with the fraction of mass fractions determined from GPC chromatograms. Since the polymerization temperature does not have a major effect on the molecular weights of the polyisobutylenes obtained, it is clear that 2,4-dichloropentane (X), after interaction with BClg, behaves in the polymerization system as a typical initiator-transfer substance, inifer, according to the following scheme:

Iniciace:Initiation:

+ BClq + BCl q

Cl Cl (I) aktivaceCl Cl (I) activation

BCI4BCI4

Θ (II)II (II)

II + ch2=c(ch3)2 ^7-012-0(013)2 n,CH2=c(CH3)2 II + ch 2 = c (ch 3 ) 2 ^ 7-012-0 (013) 2 n , CH 2 = c (CH 3 ) 2

- Cl ^polymerizace- C1 polymerization

CS 271861 BlCS 271861 Bl

CHCH

PřenosTransmission

CH,CH,

PIB ~^'CH2 -C -— Cl + ©/PIB-CH 2 -C--Cl + / /

ClCl

Protože 2,4-dichlorpentan je modelovou látkou PVC (dimerem) je možno předpokládat, že obdobný mechanismus iniciace a přenosu probíhá i v případě PVC a jiných oligomernich nebo polymernich látek obsahujících chlorové atomy na sekundárních uhlících. Vzhledem k vysoké koncentraci těchto chlorových atomů například v PVC, stává se tento polymer po interakci s BClg polyiniferem.Since 2,4-dichloropentane is a model PVC (dimer), it can be assumed that a similar mechanism of initiation and transfer occurs with PVC and other oligomeric or polymeric materials containing chlorine atoms on secondary carbons. Due to the high concentration of these chlorine atoms in, for example, PVC, this polymer becomes a polyinifer upon interaction with BClg.

Výhodou způsobu polymerizace podle vynálezu je, že polymerlzace vedené v přítomnosti polyiniferů (tj. polymerů jako je například PVC, který byl před užitím napřiklad aktivován BCl3) probíhá vyšší rychlostí za vzniku funkcionalizovaných produktů ve srovnání s protonicky iniciovanou polymerlzací (například při užití systému H2o/BCl3). Při užití polymernich iniciátorů (tj. polymerů jako je například PVC, který byl napřed smíchán β monomerem a BCl3 byl přidán jako poslední složka) jsou s výhodou podle vynálezu syntetizovány produkty o vyšší molekulové hmotnosti ve srovnání s produkty, které byly připraveny klasicky prováděnou kationtovou syntézou, což umožňuje napřiklad podstatně zvýšit polymerizační teplotu u syntézy butylkaučuku - z -100 °C na -60 °C při zachování stejné molekulové hmotnosti a nenasycenosti kaučuku. V tomto případě přítomnost například PVC iniciátoru příznivě ovlivňuje suspensní postup používaný při výrobě butylkaučuku. I při vyšších teplotách nedochází ke zvýšení lepivosti vysráženého produktu. Polymerní iniciátor, například typu PVC, vnáší například do butylkaučuku chlorové atomy, které lze s výhodou využít při vulkanizaci, které tak probíhá rychleji a β vyšší účinnosti, zvýšení rychlosti polymerizace vedené podle vynálezu je patrno například z tabulky I a vyšší molekulové hmotnosti jsou zřejmé z obr. 2, kde křivka l je GPC záznam polyisobutylenu připraveného podle vynálezu a křivky 2, 3 jsou polyisobutyleny připravené protonickou polymerizací za jinak srovantelných podmínek, (které jsou uvedeny v příkladu 3).An advantage of the polymerization process of the present invention is that polymerizations conducted in the presence of polyinifers (i.e. polymers such as PVC, which was activated by BCl 3 before use, for example) run at a higher rate to produce functionalized products compared to protonically initiated polymerization (e.g. 2 o / BCl 3 ). When using polymeric initiators (i.e. polymers such as PVC, which has been premixed with β monomer and BCl 3 added as the last component), preferably higher molecular weight products are synthesized according to the invention as compared to products prepared by classically cationic synthesis, which allows, for example, to substantially increase the polymerization temperature of butyl rubber synthesis from -100 ° C to -60 ° C while maintaining the same molecular weight and unsaturation of the rubber. In this case, the presence of, for example, a PVC initiator favorably influences the suspension process used in the production of butyl rubber. Even at higher temperatures, the stickiness of the precipitated product does not increase. A polymeric initiator, for example of the PVC type, introduces, for example, chlorine atoms into butyl rubber, which can be advantageously used in vulcanization which proceeds faster and β higher efficiency, the increase in polymerization rate according to the invention is apparent Fig. 2, wherein curve 1 is the GPC recording of the polyisobutylene prepared according to the invention and curves 2, 3 are polyisobutylenes prepared by protonic polymerization under otherwise comparable conditions (as shown in Example 3).

Tabulka ITable I

Vedení procesu podle vynálezu umožňuje připravit roubované kopolymery, které mohou být dále chemicky modifikovány a/nebo již přímo používány jako modifikátory, eventuálně kompatibilizátory nekompatibilních polymérních směsí.The process according to the invention makes it possible to prepare graft copolymers which can be further chemically modified and / or already used directly as modifiers or compatibilizers of incompatible polymer mixtures.

Způsob přípravy polymerů a kopolymerů podle vynálezu je uveden na několika příkladech. Ve všech níže uvedených příkladech byly polymerizace prováděny ve skleněných ampulích opatřených propichovacim uzávěrem o obsahu 30 ml nebo ve skleněném reaktoru o obsahu 150 ml opatřeném michadlem. Směsi iniciátoru (například PVC) s koiniclátorem (například BCl3) v dichlormethanu byly připravovány ve skleněných ampulích, opatřených trojcestným teflonovým uzávěrem pro dávkování složek v proudu dusíku, respektive odebírání iniciačního systému po aktivaci. Polymerizace, respektive kopolymerizace byly prováděny za suchých podmínek pod dusíkem. Sušení ampulí a reaktoru bylo popsáno již dříve (L. Toman, M. Marek, Makromol. Chem. 177,3325 (1976)). Sušení chemikálií a monomerů bylo prováděno známými popsanými způsoby. Molekulové hmotnosti byly stanoveny gelovou permeační chromatografií v roztoku tetrahydrofuranu. Pro jednoduché srovnání molekulových hmotností polymerů a kopolymerů byly použity polystyrénové standardy. Molekulové hmotnosti byly odečteny z maxim GPC křivek a tyto hodnoty jsou proto zdánlivé, vztažené na polystyren. Sušení iniciátorů bylo prováděno v dichlormethanu, (například PVC), užitím molekulových sít. PVC byl 24 hodin před použitím rozpouštěn v dichlormethanu.The process for preparing the polymers and copolymers of the present invention is illustrated in several examples. In all the examples below, the polymerizations were carried out in glass ampoules fitted with a 30 ml piercing cap or in a 150 ml glass reactor equipped with a stirrer. Mixtures of an initiator (e.g. PVC) with a coiniclator (e.g. BCl 3 ) in dichloromethane were prepared in glass ampoules equipped with a three-way Teflon cap for dispensing the components in a nitrogen stream, respectively removing the initiator system after activation. The polymerizations and copolymerizations were carried out under dry conditions under nitrogen. The drying of ampoules and the reactor has been described previously (L. Toman, M. Marek, Makromol. Chem. 177,3325 (1976)). Drying of the chemicals and monomers was carried out according to known methods. Molecular weights were determined by gel permeation chromatography in tetrahydrofuran solution. Polystyrene standards were used to easily compare the molecular weights of polymers and copolymers. Molecular weights were subtracted from the peaks of the GPC curves and these values are therefore apparent relative to polystyrene. The initiators were dried in dichloromethane (e.g. PVC) using molecular sieves. The PVC was dissolved in dichloromethane 24 hours before use.

CS 271861 Bl íkj o Co ΐίCS 271861 Blink o Co ΐί

O <1O <1

P>P>

a asand as

-ř- I oo td a* p-r- I oo td a * p

o oo o

a oand o

Φ <1 aΦ <1 a

aand

Í»XÍ »X

4S· <í4S · <í

OO

HH

I td oI td o

P oP o

§ o§ o

Φ tdΦ td

OO

She knows

C_i.Whose.

Φ td a<Φ td and <

P· &P · &

aa paa p

o cn φ<o cn φ <

cncn

P· td aP · td a

o c+ oo c + o

cn?cn?

φ td oφ td o

P φP φ

aand

P ·

NN

o O a and Ó P Ó P a and 3 3 a and P P a and P VJ P VJ a and Cj. Cj. 0 0 Ps Ps o O VJ VJ » » a and φ φ Cj. Cj. <J <J Cj. Cj. o O P · <! <! Φ Φ Φ Φ 0 0 3 3 a and σ σ o O Φ Φ P · φ φ o O td td B (B) td td td td a and o O N N B (B) a< and < IKJ IKJ a< and < 0 0 a and P · w w P · O O P · cn cn a and o O & & P P P P P P cn cn o O <1 <1 P P as as as as Φ Φ φ φ a and ÍKJ ÍKJ a and a and P P td td a and a and a and a and a and <J <J a and řd Řd Ps Ps O O řd Řd cn cn c+ c + cn cn z—s z — p c+ c + 3 3 P · 3 3 cn cn H H P · Φ< Φ < <! <! φ< φ < P P S-j S-j 1 1 cn cn o O cn cn o O

N<N <

Fd aFd a

.P <!.P <!

MM

She knows

P £ooP £ oo

MM

OO

P «« ~oA ifd oP «« ~ o And ifd o

φ aφ a

N φN φ

w vjw vj

P <1P <1

Ví v*He knows in *

VJVJ

N>N>

MM

VJ pVJ p

She knows

P· aBye

VJ oVJ o

P ·

w w P P H H !KJ ! KJ o O 00 00 00 00 * « p p VJ VJ VJ VJ -v -in P P ιυ ιυ

VJVJ

P P P P p- p- She knows ** ** IN" o O o O Vl Vl Vi Vi P P o O P P P P H H H H She knows o O o O O O O O 1 1 OK Okay OK Okay Vi Vi Vl Vl VJ VJ

KOKO

PP

O v<O v <

• N td a° co o• N td a ° co o

σ'σ '

Ρ· oΡ · o

Ρ· aΡ · a

o φo φ

P oP o

σ aσ a

cn acn a

<+<+

OsOs

Fd oFd o

a <!a <!

Φ aΦ a

NN

ΦΦ

-áVi pa g-aVi pa g

o c+ ao c + a

o cn d3o cn d3

PP

ΦΦ

P oP o

<!<!

asas

Tabulka I Srovnání výtěžnosti kopolymerů polyisobutylen/ PVC u polymerizaee isobutylenu iniciované z PVC v přítomnosti BC1 jako ko-iniciátoru v dichlormethanu při -70Table I Comparison of Polyisobutylene / PVC copolymers recovery of isobutylene polymerization initiated from PVC in the presence of BC1 as a co-initiator in dichloromethane at -70

CS 271861 BlCS 271861 Bl

Příklad 1Example 1

Dlchlormethanový roztok, obsahující 1,4 mol/1 2,4-dlchlorpentanu a 0,9 mol/1 BClg byl připraven při teplotě -40 °C. Po ohřátí na pokojovou teplotu byl tento roztok míchán 48 hodin (doba interakce iniciátoru například 2,4-dlchlorpentanu 8 ko-lnlciátorem například BClg bude v dalších příkladech obecně označována jako doba aktivace). Potom byl v roztok ochlazen na teplotu -70 °C nebo -20 °C a dávkován do isobutylenu v dichlormethanu. Po smíchání byla koncentrace v násadě následující: /ieobutylen/ “ 4,6 mol/1, /2,4-dlchlorpentan/ = 0,3 mol/1 a /BClg/ = 0,21 mol/1. Polymerizace prováděné při teplotě -70 °C respektive -20 °C byly ukončeny přídavkem methanolu po 12 h při dosažené konverzi > 90 %. 6PC analýza polyisobutylenu (PIB), který byl připraven při -70 °C je uvedena na obr. 1 (křivka l). PIB obsahoval okolo 80 % hmot. nižemolekulární frakce β molekulovou hmotností M4 000. PIB připravený při -20 °C měl pouze monomodální GPC chromatogram a molekulová hmotnost M byla [\j 4 000 příklad 2A dichloromethane solution containing 1.4 mol / L 2,4-dlchlorpentane and 0.9 mol / L BClg was prepared at -40 ° C. After warming to room temperature, the solution was stirred for 48 hours (the initiator interaction time of, for example, 2,4-dichloro-pentane 8 with a collector such as BClg will be generally referred to as activation time in other examples). It was then cooled to -70 ° C or -20 ° C in the solution and metered into isobutylene in dichloromethane. After mixing, the concentration in the batch was as follows: (i-butylene) 4.6 mol (l), 2,4-dlchloropentane (= 0.3 mol) and (BClg) = 0.21 mol (1). The polymerizations carried out at -70 ° C and -20 ° C, respectively, were terminated by the addition of methanol after 12 h at a conversion> 90%. A 6PC analysis of polyisobutylene (PIB) prepared at -70 ° C is shown in Figure 1 (curve 1). The PIB contained about 80 wt. The PIB prepared at -20 ° C had only a monomodal GPC chromatogram, and the molecular weight M was 4 4000 Example 2

Polymerizace isobutylenu byla prováděna při teplotě -20 °C jako v příkladu l, avěak jako Iniciátor byl použit 2,4,6-trichlorheptan. Doba aktivace iniciátoru s ko-iniciátorem při teplotě 25 °C byla 24 hodin. Složení násady bylo následující: /Ieobutylen/ = 4,6 mol/1, /2,4,6-trichlorheptan/ = 0,2 mol/1, /Belg/ *> 0,2 ipol/1. polymerizace prováděná při -20 °C byla ukončena přídavkem methanolu po 12 h při 100% konverzi. Molekulová hmotnost produktu M 4 000.The isobutylene polymerization was carried out at -20 ° C as in Example 1, but 2,4,6-trichloroheptane was used as the initiator. The activation time of the initiator with the co-initiator at 25 ° C was 24 hours. The composition of the batch was as follows: [isobutylene] = 4.6 mol / l, 2,4,6-trichloroheptane = 0.2 mol / l (Belg) * 0.2 ipol / l. polymerization performed at -20 ° C was terminated by the addition of methanol after 12 h at 100% conversion. Molecular weight of product M 4 000.

Příklad 3Example 3

Polymerizace isobutylenu Iniciovaná z PVC v dichlormethanu při -70 °C byla prováděna způsobem dávkování iniciačního systému do monomeru. Iniciační systém, obsahující laboratorně připravené PVC (dále bude označováno jako PVC(I) a BClg v dichlormethanu, byl aktivován 20 min při pokojové teplotě a potom po ochlazení na -70 °C byl dávkován do monomeru. Po smíchání byla v násadě koncentrace složek následující: /Ieobutylen/ » 4,6 mol/1, /Belg/ » 0,14 mol/1, PVC(l) · 8,8 g/1. Polymerizace byla ukončena po 35 min přídavkem methanolu. Konverze produktu 28% s M aj 450 000. GPC analýza produktu prokázala, že Iniciačním systémem PVC/BClg vzniká kopolymér pólyisobutylen/PVC s vyěěí molekulovou hmotností a užěí polydispersltou za uvedených experimentálních podmínek ve srovnání s PIB, který vznikl u srovnávacích polymerizací za stejných podmínek avěak bez PVC. Polymerizace Isobutylenu v těchto případech byly iniciovány zbytkovou vodou, která se nacházela v systému (protonlcká iniciace HgO/BClg), výsledky jsou uvedeny v tabulce I a srovnání GPC záznamů je uvedeno na obr. 2. Křivky 2, 3 jsou GPC záznamy vzorků PIB připravené protonickou iniciací do 1,5 % konverze respektive 4,5 % konverze a křivka 1 je GPC záznam produktu vzniklého iniciecí PVC(I).Isobutylene Polymerization Initiated from PVC in dichloromethane at -70 ° C was carried out by a method of feeding the initiator system into the monomer. The initiator system containing laboratory-prepared PVC (hereinafter referred to as PVC (I) and BClg in dichloromethane) was activated for 20 min at room temperature and then, after cooling to -70 ° C, was metered into the monomer. : (Ieobutylene) »4.6 mol / l, Belgian» 0.14 mol / l, PVC (l) · 8.8 g / l The polymerization was terminated after 35 min by the addition of methanol Product conversion 28% with M and 450 000. GPC analysis of the product showed that the PVC / BClg initiation system resulted in a higher molecular weight polydispersity copolymer of polyisobutylene / PVC under the above experimental conditions as compared to the PIB produced by comparative polymerization under the same conditions and without PVC. in these cases, they were initiated by the residual water present in the system (the protonation initiation of HgO / BClg), the results are shown in Table I and the comparison of GPC records is reported Fig. 2. Curves 2, 3 are GPC records of PIB samples prepared by protonic initiation to 1.5% conversion and 4.5% conversion respectively, and Curve 1 is the GPC record of the PVC initiation product (I).

příklad 4Example 4

Polymerizace Isobutylenu jsou iniciovány PVC při -70 °C tak, že do polymerlzačních násad byl přidán jako poslední složka chlorid boritý. 00 roztoku monomeru byl dávkován PVC(I) v dichlormethanu a po 5 min za stálého míchání byl přidán BClg. Po smísení byle v násadě koncentrace složek následující: /ieobutylen/ « 4,6 mol/1, /Belg/ » 0,14 mol/1, PVC(I) + 12,3 g/1. Polymerizace byly zastaveny přídavkem methanolu po 15 min, 30 min a 45 min. Při stejné koncentraci monomeru a PVC byla prováděna polymerizace s nižší koncentrací BClg, tj. 0,046 mol/1. Výtěžnost v závislosti na době polymerizace a koncentrace BClg je srovnána v tabulce I. GPC analýza produktů prokázala, že již po 30 minutách polymerizace všechen PVC zreagoval s isobutylenem jak je vidět z obr. 3, kde křivka je PVC(I) iniciátor o M~ 150 000, křivka 2 je produkt z polymerizace zastavené po 15 min a křivka 3 je produkt z polymerizace zastavené po 30 min o M /v 450 000.Polymerizations of Isobutylene are initiated by PVC at -70 ° C by adding boron trichloride to the polymerization feedstocks as the last component. The monomer solution was metered in with PVC (I) in dichloromethane and BClg was added after stirring for 5 min. After mixing, the concentration of the ingredients in the batch was as follows: (i -butylene) &lt; 4.6 mol / l, Belg / 0.14 mol / l, PVC (I) + 12.3 g / l. The polymerizations were stopped by addition of methanol for 15 min, 30 min and 45 min. Polymerization was performed at the same monomer and PVC concentration with a lower BClg concentration of 0.046 mol / l. The yield versus polymerization time and BClg concentration is compared in Table I. GPC analysis of the products showed that after 30 minutes of polymerization all PVC had reacted with isobutylene as shown in Figure 3, where the curve is a PVC (I) initiator of M- 150,000, curve 2 is the polymerization product stopped after 15 min and curve 3 is the product polymerization stopped after 30 min of M / v 450,000.

CS 271861 BlCS 271861 Bl

Příklad 5Example 5

Polymerizace isobutylenu jsou iniciovány PVC při -70 °C tak, že do roztoku monomeru v diehlormethanu je přidán iniciační systém PVC(I) - BClg nebo PVC(II) je komerční produkt o zdánlivé M AJ 170 000). Iniciační systém v diehlormethanu je aktivován 48 h při pokojové teplotě. Koncentrace monomeru a PVC jsou stejné jako v příkladu 4. Výtěžnost v závislosti na čase je srovnána v tabulce i, ze které je také vidět, že u produktů dochází k výraznému zvýěení molekulové hmotnosti (Μ/v 1,0.10®) v případě užití aktivovaného PVC.The isobutylene polymerizations are initiated by PVC at -70 ° C by adding a PVC (I) -BClg or PVC (II) initiator system to a monomer solution in dichloromethane is a commercial product with an apparent M AJ 170 000). The initiator system in Dichloromethane is activated for 48 h at room temperature. The monomer and PVC concentrations are the same as in Example 4. The yield versus time is compared in Table i, which also shows that the products show a significant increase in molecular weight (Μ / v 1.0.10 ®) when activated. PVC.

přiklad 6example 6

Polymerizace isobutylenu iniciované PVC je prováděna jako v příkladu 3. Po smíchání složek byla koncentrace v násadě následující: /isobutylen/ 4,5 mol/1, /BClg/ « « 0,06 mol/1, PVC(I) 8,8 g/1. Po 3 h byl izolován produkt při 41% konverzi β M AJ 440 000. Porovnání GPC záznamů s výchozím PVC iniciátorem je uvedeno na obr. 4, kde křivka 1 je PVC, křivky 2 a 3 jsou kopolymery polyisobutylen/PVC. Syntézy trvající 12 h vedou ke konverzím > 80%. Při zvýěení koncentrace BClg na 0,12 mol/1 byla konverze /V 95% za 12 h.The polymerization of PVC-initiated isobutylene is carried out as in Example 3. After mixing the components, the concentration in the feed was as follows: (isobutylene) 4.5 mol / l, (BClg) 0.06 mol / l PVC (I) 8.8 g / 1. After 3 h the product was isolated at 41% β M AJ 440 000 conversion. A comparison of GPC records with the initial PVC initiator is shown in Figure 4, where curve 1 is PVC, curves 2 and 3 are polyisobutylene / PVC copolymers. Syntheses lasting 12 hours lead to conversions> 80%. When the BClg concentration was increased to 0.12 mol / l, the conversion / V was 95% in 12 h.

příklad 7Example 7

Kopolymerizace isobutylenu s isoprenem v diehlormethanu iniciováná PVC byla prováděna při -75 °c. oo směsi monomerů byl nejprve přidán PVC(X) a potom teprve jako poslední složka BClg. Dávkování PVC a BClg bylo prováděno v diehlormethanu, po promíchání při teplotě -75 °C byla koncentrace složek v násadě následující: /isobutylen/ ° 4,5 mol/1, /isopren/ - 0,135 mol/1, /BClg/ 0,09 mol/1, PVC ® 8,8 g/1. Po 12 h byl získán produkt o M A 430 000 a nenasycenosti 1,5 mol % při konverzi > 90%.The PVC-initiated copolymerization of isobutylene with isoprene in dichloromethane was performed at -75 ° C. In the monomer mixture, PVC (X) was added first and only then as the last BClg component. Dosing of PVC and BClg was carried out in dichloromethane, after mixing at -75 ° C, the concentration of the components in the feed was as follows: (isobutylene) 4.5 ° / isoprene / 0.135 mol / l / BClg / 0.09 mol / l, PVC ® 8.8 g / l. After 12 h a product of M A 430 000 and an unsaturation of 1.5 mol% was obtained at a conversion> 90%.

příklad 8Example 8

Kopolymerizace isobutylenu s isoprenem v diehlormethanu iniciovaná PVC byla prováděna při -60 °C. Do směsi monomerů byl přidán iniciační systém PVC(XI) - BClg v dichlormethanu, který byl aktivován jako v příkladu 5. Po smísení byla koncentrace složek v násadě následující: /isobutylen/ » 4,3 mol/1, /isopren/ 0,2 mol/1, PVC 9 g/1. Po 12 h byl získán produkt o M A 320 000 a nenasycenosti 2,0 mol % při konverzi > 90%.The PVC-initiated copolymerization of isobutylene with isoprene in dichloromethane was performed at -60 ° C. The initiator system PVC (XI) - BClg in dichloromethane, which was activated as in Example 5, was added to the monomer mixture. After mixing, the concentration of the components in the feed was as follows: (isobutylene) > 4.3 mol / l, / isoprene / 0.2 mol / l, PVC 9 g / l. After 12 h a product of M A of 320,000 and an unsaturation of 2.0 mol% was obtained at a conversion> 90%.

Přiklad 9Example 9

Směs PVC-BClg v diehlormethanu byla aktivovaná podle příkladu 5. Po ochlazení na teplotu -50 °C byla koncentrace složek následující: PVC(XI) 6 g/1, /BClg/ «The PVC-BClg mixture in die-chloromethane was activated according to Example 5. After cooling to -50 ° C, the concentration of the components was as follows: PVC (XI) 6 g / l, (BClg).

0,05 mol/1. Do této směsi byl za stálého mícháni přidáván kontinuálně styren respektive -methyIstyren v diehlormethanu rychlostí 1,8.1ο2 mol monomeru/min. po 1 h bylo dávkováni ukončeno při konverzi > 90%. GPC analýza prokázala porovnáním refraktometrického záznamu(RI) a záznamu v ultrafialové oblasti (UV při 254 nm) vznik kopolymerů polystyren/PVC , respektive póly--methyletyren/PVC.0.05 mol / l. To the mixture under stirring was added continuously or styrene -methyIstyren in Dichloromethane 1,8.1ο rate of 2 moles of monomer / min. after 1 h, dosing was terminated at a conversion> 90%. GPC analysis showed polystyrene / PVC copolymers and methyletyrene / PVC copolymers by comparing the refractometric (RI) and ultraviolet (UV) at 254 nm.

Příklad 10Example 10

Kopolymerizace styrenu nebo </. -methylstyrenu s PVC byla prováděna podle příkladu 9. při aktivaci PVC(II) byl navíc přítomen práěkový chlorid železitý o koncentraci 0,03 mol/1, GPC analýza prokázala vznik kopolymerů polystyren/PVC a póly- pij -methystyren/PVC.Styrene copolymerization or. -methylstyrene with PVC was performed according to Example 9. In addition, 0.03 mol / l ferric chloride powder was present in the activation of PVC (II), GPC analysis showed the formation of polystyrene / PVC and poly-styrene / PVC copolymers.

Příklad 11Example 11

Kopolymerizace styrenu nebo gC -methylstyrenu z PVC byla prováděna při teplotěThe copolymerization of styrene or gC-methylstyrene from PVC was carried out at temperature

-50 °C. Směs PVC s chloridem titaničitým a želez itým v diehlormethanu byla míoháná při-50 ° C. The mixture of PVC with titanium tetrachloride and ferric chloride in dichloromethane was mixed at

-50 °C 3 h. Koncentrace složek byla následující: /TiCl^/ » 0,05 mol/1, PVC(I) »-50 ° C for 3 h. The concentration of the components was as follows: (TiCl 4) 0.05 mol / l PVC (I)

6,6 g/1, /FeClg/ » 0,1 mol/1. Potom byl do této směsi přidán monomer v diehlormethanu6.6 g (l, FeCl2) 0.1 mol / l. The monomer in dichloromethane was then added to the mixture

CS 271861 Bl podle příkladu 9. GPC analýza prokázala vznik kopolymerů polystyren/PVC a poly-oC-methylstyren/PVC.CS 271861 B1 according to Example 9. GPC analysis showed the formation of polystyrene / PVC and poly-oC-methylstyrene / PVC copolymers.

Příklad 12Example 12

Kopolymerizace ieobutylenu s 1,3-butadienem respektive 2,3-dimethylbutadienem -1,3 iniciovaná z PVC byly prováděny při teplotě -60 °C. Směs PVC(I), respektive PVC(II) a chloridu vanadičitého v dichlormethanu byla míchána 3 h při -20 °C. Vzniklý iniciační systém byl potom přidán do směsi monomerů v dichlormethanu při -60 °C. Po promícháni reakčních složek násada obsahovala 6,0 mol/l ieobutylenu, 0,9 mol/1 dlolefinického monomeru, 9,0 g/1 PVC a 9.103 mol/1 chloridu vanadičitého. Kopolymerizace byly zastaveny přídavkem methanolu po 30 min při dosažené konverzi 31%. Vznikly produkty o molekulové hmotnosti M<V450 000 a nenasycenosti f\j 1,6 mol %.Copolymerization of i-butylene with 1,3-butadiene and 2,3-dimethylbutadiene -1,3, respectively, initiated from PVC was carried out at -60 ° C. A mixture of PVC (I) and PVC (II) and vanadium chloride in dichloromethane, respectively, was stirred for 3 h at -20 ° C. The resulting initiator system was then added to a mixture of monomers in dichloromethane at -60 ° C. After mixing the reactants, the batch contained 6.0 mol / l of isobutylene, 0.9 mol / l of the dlolefinic monomer, 9.0 g / l of PVC and 9.10 of 3 mol / l of vanadium chloride. The copolymerizations were stopped by the addition of methanol for 30 min at a conversion of 31%. Products with molecular weight M < V450,000 and an unsaturation of 1.6 mol% were formed.

Příklad 13Example 13

Kopolymerizace ieobutylenu s diolefinickými monomery byly prováděny jako v příkladu 12. Po nadávkování iniciačního systému do směsi monomerů byla rychlost polymerizace zvýěena účinkem UV nebo viditelného světla Kopolymerizace byly zastaveny po 25 min při konverzích > 35%. Vzniklé kopolymery měly molekulovou hmotnost M r\j 450 000 při nenasycenosti 1,6 mol %.The copolymerizations of i-butylene with diolefinic monomers were carried out as in Example 12. After the initiation system was fed into the monomer mixture, the polymerization rate was increased by UV or visible light. The polymerizations were stopped after 25 min at conversions> 35%. The resulting copolymers had a molecular weight M r of 450,000 at an unsaturation of 1.6 mol%.

Příklad 14Example 14

Kopolymerizace ieobutylenu s isoprenem iniciovaná PVC v přítomnosti ko-iniciátoru chloridu hlinitého byla prováděna při -78 °C. směs PVC(I), respektive PVC(II) byla míchána s chloridem hlinitým v ethylchloridu při -20 °C po dobu 3 h. po ochlazení na teplotu -78 °C byl tento iniciační systém přidán do směsi monomerů v methylchloridu. Po promícháni reakčních složek násada obsahovala; isobutylen · 4,0 mol/1, iaopren «PVC-initiated copolymerization of isobutylene with isoprene in the presence of aluminum chloride co-initiator was performed at -78 ° C. the PVC (I) and PVC (II) blends were mixed with aluminum chloride in ethyl chloride at -20 ° C for 3 h. After cooling to -78 ° C, this initiation system was added to the monomer mixture in methyl chloride. After mixing the reactants, the batch contained; isobutylene · 4,0 mol / l, iaoprene «

0,18 mol/1, PVC » 9,0 g/1, AlClg » 0,2 g/1. Po 35 min byly. kopolymerizace ukončeny přídavkem methanolu při konverzi 41%. Byly získány produkty o molekulové hmotnosti M rv 350 000 a nenasycenosti nji,5 mol %.0.18 mol / l, PVC »9.0 g / l, AlClg» 0.2 g / l. After 35 min they were. copolymerizations were completed by the addition of methanol at a conversion of 41%. Products having a molecular weight M of 350,000 and an unsaturation of 1.5 mol% were obtained.

příklad 15Example 15

Kopolymerizace ieobutylenu s isoprenem iniciovaná PVC byly prováděny jako v příkladu 14. Chlorid hlinitý byl před použitím 48 h rozpouštěn v toluenu nebo benzenu a potom tento roztok byl smíchán s PVC(I), respektive PVC(XI) v ethylchloridu. Po 3 h aktivace při -20 °C byl takto připravený iniciační systém dávkován do směsi monomeru podle přikladu 14. Po 30 min byly zlákány produkty při konverzích >. 44% o molekulové hmotnosti okolo 330 000 s nenasycenosti 1,5 mol %.The PVC-initiated copolymerization of isobutylene with isoprene was carried out as in Example 14. Aluminum chloride was dissolved in toluene or benzene for 48 hours before being mixed with PVC (I) and PVC (XI) in ethyl chloride, respectively. After activation for 3 h at -20 ° C, the initiation system thus prepared was dosed into the monomer mixture of Example 14. After 30 min, the products were attracted at conversions>. 44% with a molecular weight of about 330,000 with a 1.5 mole% unsaturation.

Claims (6)

1. způsob polymerizace a kopolymerizace kationtově polymerizujících monomerů, vyznačující se tím, že se polymerizace nebo kopolymerizace provádi při teplotě 420 °c ež -120 °C v přítomnosti iniciačního systému, jehož jednou složkou je nizkomolekulérni alkylhalogenid, oligomer nebo polymer obsahující molekuly s počtem uhlíkových atomů C >5, v jejichž řetězcích se nacházejí aspoň dva atomy chloru vázané na sekundárních uhlících a druhou složkou je tewisova kyselina ze skupiny zahrnující chlorid boritý, chlorid titaničitý, chlorid hlinitý, chlorid vanadičitý, nebo jejich vzájemnou směs, popřípadě směs těchto Lewisových kyselin 8 chloridem železitým, přičemž molární poměr Lewisových kyselin k monomeru je 50 až io'5 za vzniku produktů, obsahujících chemicky navázanou iniciační složku, odpovídající použitému nízkomolekulárnímu alkylhalogenidu, oligomerů nebo polymeru, popřípadě v prostředí polárních halogenovaných rozpouštědel nebo jejich směsí s nepolárními nebo aromatickými rozpouštědly.A process for the polymerization and copolymerization of cationic polymerizing monomers, characterized in that the polymerization or copolymerization is carried out at a temperature of 420 ° C to -120 ° C in the presence of an initiator system of which one component is a low molecular weight alkyl halide, oligomer or the C> 5 atoms in which the chains contain at least two chlorine atoms attached to the secondary carbons and the second component is a tewis acid selected from the group consisting of boron trichloride, titanium tetrachloride, aluminum chloride, vanadium tetrachloride or a mixture thereof or a mixture of these Lewis acids 8 ferric chloride, the molar ratio of Lewis acid to monomer is 50 to lo '5 to give products containing chemically bound initiator component corresponding to the low molecular weight alkyl halide, oligomer or polymer, optionally in a polar halogenated solvents or mixtures thereof with non-polar or aromatic solvents. CS 271861 BlCS 271861 Bl 2. Způeob podle bodu i, vyznačující ae tím, že ae (ko)polymerace provádí tak, že ee monomer nebo směs monomerů diskontinuálně a/nebo kontinuálně dávkuje do předem připraveného iniciačního systému, nebo smísením iniciačního systému s monomerem nebo směsi monomerů, popřípadě přidáním Lewisovy kyseliny jako poslední složky do směsi iniciátoru a monomeru.2. A method according to claim 1, wherein the ae (co) polymerization is carried out by feeding the monomer or monomer mixture discontinuously and / or continuously into a preformed initiator system, or by mixing the initiator system with the monomer or monomer mixture, optionally by adding Lewis acids as the last component in the mixture of initiator and monomer. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že kationtově polymerizujícími monomery jaou iaobutylen, lsopren, 1,3-butadien, 2,3-dimethylbutadien -1,3, styren, pO -methylstyren nebo jejloh směsi.3. The process of claim 1, wherein the cationic polymerizing monomers are isobutylene, isoprene, 1,3-butadiene, 2,3-dimethylbutadiene-1,3, styrene, p-methylstyrene or mixtures thereof. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že nlzkomolekulérními alkylhalogenidy, oligomory nebo polymery obsahujícími v řetězcích aspoň dva atomy chloru vázané na sekundárních uhlloích obsahujícími molekuly s počtem uhlíku C - 5, jako 2,4-dichlorpentan, 2,4,6-trichlorpentan, polyvinylchlorid, chlorované parafiny, nebo cyklické uhlovodíky nebo olefíny, chlorované polyolefíny a chlorovaný polyvinylchlorid.4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the low molecular weight alkyl halides, oligomers or polymers containing at least two chlorine atoms in the chain are bonded to secondary carbons containing C-5 molecules such as 2,4-dichloropentane, 2,4 6-trichloropentane, polyvinyl chloride, chlorinated paraffins, or cyclic hydrocarbons or olefins, chlorinated polyolefins and chlorinated polyvinyl chloride. 5. Způaob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že jako polární halogenovaná rozpouštědla, jsou použity methylchlorid, methylenchlorid nebo ethylchlorid, jako nepolární rozpouětědla heptan, chlorid uhličitý nebo cyklohexan a jako aromatická rozpouštědla benzen nebo toluen.5. A process as claimed in any one of claims 1 to 4, wherein the polar halogenated solvents are methyl chloride, methylene chloride or ethyl chloride, the nonpolar solvents are heptane, carbon tetrachloride or cyclohexane and the aromatic solvents are benzene or toluene. 6. Způaob podle bodů l až 6, vyznačující ae tím, že pří použití chloridu vanadičitého ae polymerizaoe, respektive kopolymerizace provádí popřípadě za využití účinků ultrafialového nebo viditelného světle.6. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, when using vanadium tetrachloride and polymerization or copolymerization, it optionally performs ultraviolet or visible light effects.
CS884590A 1988-06-29 1988-06-29 Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization CS271861B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS884590A CS271861B1 (en) 1988-06-29 1988-06-29 Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization
FI893125A FI893125A (en) 1988-06-29 1989-06-27 YMPKOPOLYMERER OCH FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING.
NO89892698A NO892698L (en) 1988-06-29 1989-06-28 POOLED COPOLYMES AND PROCEDURES IN THEIR PREPARATION
JP1165530A JPH0253814A (en) 1988-06-29 1989-06-29 Graft copolymer and its preparation
EP19890111825 EP0348963A3 (en) 1988-06-29 1989-06-29 Polymers, method for their preparation and initiator system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS884590A CS271861B1 (en) 1988-06-29 1988-06-29 Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS459088A1 CS459088A1 (en) 1990-03-14
CS271861B1 true CS271861B1 (en) 1990-12-13

Family

ID=5389021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS884590A CS271861B1 (en) 1988-06-29 1988-06-29 Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS271861B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS459088A1 (en) 1990-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5448001A (en) Polymerization of iso-butylene
US5294678A (en) Entanglement-inhibited macromolecules
EP0265053A2 (en) Living polymerization of olefins to end-functionalized polymers
JP3259054B2 (en) Elastic graft copolymers and their use as compatibilizers
RU2189991C2 (en) Method of synthesis of highly branched polyisoolefins
EP0355997B1 (en) Polymerisation process and catalyst system therefor
US4138441A (en) Synthesis of substituted cyclopentadienes and cyclopentadiene-functionalized polymers
JP3388865B2 (en) Method for producing isobutylene polymer having olefin group
JP3259053B2 (en) Thermoplastic graft copolymers and their use as compatibilizers
WO1991010690A1 (en) Polymerization process and the polymers thereof
US4316978A (en) Synthesis of substituted cyclopentadienes and cyclopentadiene-functionalized polymers
EP0436775A2 (en) New Polymers and copolymers and method and initiation system for their preparation
US4908421A (en) Production of terminally functional polymer by cationic polymerization
CS271861B1 (en) Method of cationically polymerizing monomers polymerization and copolymerization
US4246373A (en) Synthesis of substituted cyclopentadienes and cyclopentadiene-functionalized polymers
JPS6215084B2 (en)
US6274689B1 (en) Random isomonoolefin/allyl styrene copolymers and functionalized derivatives thereof
US4210737A (en) Synthesis of substituted cyclopentadienes and cyclopentadiene-functionalized polymers
US5281368A (en) Norbornene polymerization initiators and process for preparing same
US3923759A (en) Process for the preparation of isobutylene/beta-pinene copolymers
EP0348963A2 (en) Polymers, method for their preparation and initiator system
US4020127A (en) Bigraft copolymers and process for the preparation thereof
KR850000111B1 (en) A process for preparation of alkenyl aromatic-butadien rubbery polymer
Pi et al. Cationic grafting of norbornadiene, indene, and 1, 3-cyclohexadiene from PVC
US4105713A (en) Polymers and copolymers of indene