DD294951B5 - Process for the preparation of modified ethylene-vinyl acetate copolymers - Google Patents
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Description
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich vorteilhaft realisieren, indem die Gesamtmenge der zur Modifizierung erforderlichen Lösung von Natriummethylat in Methanol in zwei Teilmengen geteilt wird, und bei der ersten Dosierung 0,014 bis 0,04 mol Natriummethylat, gelöst in 0,3 bis 1,0mol Methanol, jeweils bezogen auf mol Vinylacetat des zu modifizierenden Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats, und bei der zweiten Dosierung 0,005 bis 0,03 mol Natriummethylat, gelöst in 0,25 bis 0,8 mol Methanol, jeweils bezogen auf mol Vinylacetat des zu modifizierenden Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats, und bei der zweiten Dosierung 0,005 bis 0,03 mol Natriummethylat, gelöst in 0,25 bis 0,8 mol Methanol, jeweils bezogen auf mol Vinylacetat des zu modifizierenden Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats, eingesetzt wird.The process according to the invention can be advantageously carried out by dividing the total amount of the solution of sodium methoxide in methanol required for the modification into two portions, and with the first dosage 0.014 to 0.04 mol of sodium methylate dissolved in 0.3 to 1.0 mol of methanol. in each case based on mol of vinyl acetate of the ethylene-vinyl acetate copolymer to be modified, and in the second dosage 0.005 to 0.03 mol of sodium, dissolved in 0.25 to 0.8 mol of methanol, in each case based on mol of vinyl acetate to be modified ethylene-vinyl acetate Copolymer, and in the second dosage 0.005 to 0.03 mol of sodium, dissolved in 0.25 to 0.8 mol of methanol, in each case based on mol of vinyl acetate of the ethylene-vinyl acetate copolymer to be modified, is used.
Die Modifizierung des Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats erfolgt in Extrusionsmaschinen, vorzugsweise in Doppelschneckenextrudern. Die Extruder müssen zwei oder mehrere Dosierstellen für die Injizierung der Modifikatoren in die Plastschmelze besitzen. Im Anschluß an die Modifizierungsreaktion ist eine Entgasung erforderlich. Vorteilhaft sind Extruder mit mehreren Entgasungsstellen, wobei sich vorzugsweise mindestens eine Entgasungsstelle zwischen den Dosierstellen befindet. An der Stelle der ersten Modifikatordosierung muß das Ethylen-Vinylacetat-Copolymere aufgeschmolzen sein. Der Abstand von der ersten Modifikatordosierung zur zweiten Modifikatordosierung bzw. einer ersten Entgasung, wenn sie sich zwischen den beiden Dosierstellen befindet, beträgt ein L/D-Verhältnis von mindestens 8 und der Abstand von der zweiten Modifikatordosierung bis zur ersten bzw. zweiten Entgasung beträgt ein L/D-Verhältnis von mindestens 5. Die Injizierung der Modifikatoren an den entsprechenden Dosierstellen in die Plastschmelze erfolgt unabhängig, gegebenenfalls mit unterschiedlichem Volumenstrom, und gegebenenfalls unterscheiden sie sich hinsichtlich der Konzentration an Natriumalkoholat. Als Modifikatoren können ferner Lösungen von Natriumalkoholaten der C2- bis Cs-Alkohole im korrespondierenden Alkohol eingesetzt werden.The modification of the ethylene-vinyl acetate copolymer takes place in extrusion machines, preferably in twin-screw extruders. The extruders must have two or more metering points for injecting the modifiers into the plastic melt. Following the modification reaction, degassing is required. Extruders with several degassing points are advantageous, wherein preferably at least one degassing point is located between the dosing points. Instead of the first modifier dosage, the ethylene-vinyl acetate copolymer must be melted. The distance from the first modifier dosage to the second modifier dosage or a first degassing, if it is between the two dosing, is an L / D ratio of at least 8 and the distance from the second Modifizordordosierung to the first and second degassing is a L / D ratio of at least 5. Injecting the modifiers at the appropriate metering points into the plastic melt takes place independently, optionally at different volumetric flow rates, and optionally differing in the concentration of sodium alkoxide. As modifiers, solutions of sodium alcoholates of C 2 to Cs alcohols in the corresponding alcohol can also be used.
Sie können weiterhin geringe Teile Natriumhydroxid enthalten. Die zu modifizierenden Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate sind in ihrem Vinylacetatgehalt variabel und haben einen Schmelzindex (bei 463K und 21,2N) von a20g/10min, vorzugsweise > 50g/10min. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Schmelzindices der modifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate bei gleicher Konzentration an Natriummethylat in der Plastschmelze, unabhängig von der jeweiligen Methanolkonzentration in der Plastschmelze, bei der Mehrfachdosierung der Modifikatoren höher liegen als bei der Einfachdosierung. Darüber hinaus sind die Alkoholysegrade der modifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate bei gleicher Gesamtkonzentration der Reaktanden in der Plastschmelze bei Mehrfachdosierung der Modifikatoren höher als bei der Einfachdosierung. Bei Anwendung der Mehrfachdosierung kann die Natriummethylatkonzentration in der Plastschmelze so erniedrigt werden, daß bei definierten Alkoholysegraden der modifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate höhere Schmelzindices einstellbar sind, was bei hohen Alkoholysegraden von besonderem Vorteil ist.You can continue to contain low levels of sodium hydroxide. The ethylene-vinyl acetate copolymers to be modified are variable in their vinyl acetate content and have a melt index (at 463K and 21.2N) of a20g / 10min, preferably> 50g / 10min. Surprisingly, it has been found that the melt indices of the modified ethylene-vinyl acetate copolymers at the same concentration of sodium methylate in the plastic melt, regardless of the respective methanol concentration in the plastic melt, in the multiple dosing of the modifiers are higher than in the single dose. In addition, the Alkoholysegrade the modified ethylene-vinyl acetate copolymers at the same total concentration of the reactants in the plastic melt with multiple dosing of the modifiers are higher than in the single dose. When using the multiple dosing, the Natriummethylatkonzentration in the plastic melt can be lowered so that higher melt indices are adjustable at defined Alkoholysegraden the modified ethylene-vinyl acetate copolymers, which is particularly advantageous at high Alkoholysegraden.
Durch die Mehrfachdosierung der Modifikatoren werden ferner hellere Produkte erhalten, insbesondere bei Zwischenschaltung einer Entgasung. Dem Extruder nachgeschaltet können ein oder mehrere statische Mischer sein, die der Homogenität der modifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate dienlich sind, und denen sich gegebenenfalls eine Entgasungsvorrichtung anschließen kann. Die erfindungsgemäßen Produkte werden mit einem Schmelzindex im Bereich zwischen 0,1 bis30g/10min (463 K; 21,2 N) erhalten.As a result of the multiple dosing of the modifiers, brighter products are also obtained, in particular when degassing is interposed. Downstream of the extruder may be one or more static mixers, which are useful for the homogeneity of the modified ethylene-vinyl acetate copolymers, and which may optionally be followed by a degassing device. The products according to the invention are obtained with a melt index in the range between 0.1 to 30 g / 10 min (463 K, 21.2 N).
Die Bestimmung des Schmelzindexes erfolgt nach TGL 25244 bzw. DIN 53735.The determination of the melt index is carried out according to TGL 25244 or DIN 53735.
Der Alkoholysegrad ist der prozentuale Anteil an umgesetztem Vinylacetat bezogen auf den Vinylacetatgehalt des unmodifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats. Der Vinylacetatgehalt des unmodifizierten und des modifizierten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats wird dadurch bestimmt, daß die Produkte mit einem Überschuß an ethanolischer Kalilauge vollständig verseift werden und die überschüssige Lauge zurücktitriert wird.The degree of alcoholysis is the percentage of reacted vinyl acetate based on the vinyl acetate content of the unmodified ethylene-vinyl acetate copolymer. The vinyl acetate content of the unmodified and the modified ethylene-vinyl acetate copolymer is determined by completely saponifying the products with an excess of ethanolic potassium hydroxide solution and by titrating back the excess liquor.
Nach TGL 8418/7, zusätzlich Salzsäure p.a. C(Hci) = 0,5mol/l und Alkaliblau, ethanolische Lösung 1 %. According to TGL 8418/7, additionally hydrochloric acid pa C (H ci) = 0,5 mol / l and alkali blue, ethanolic solution 1 %.
Etwa 1 g der Probe wird mit einer Meßunsicherheit von höchstens 0,001 g auf der Analysenwaage eingewogen und anschließend in einen 300-ml-Kolben gegeben. Hinzu kommen 20ml Xylol und einige Siedesteine. Danach wird die Probe durch Erwärmen gelöst. Nach dem Abkühlen werden der Lösung 20ml KOH С(КОні = 0,5mol/l zugegeben. Anschließend wird die Lösung 3 Stunden unter Rückflußkühlung gekocht. Nach der Verseifung wird der Rückflußkühler mit 20 ml Ethanol durchgespült, und nach nochmaligem Aufkochen erhält die Lösung einige Tropfen einer 1%igen ethanolischen Alkaliblaulösung. Danach ist sofort mit ethanolischer HCI C(hcd = 0,5 mol/l tropfenweise bis zum Farbumschlag nach blauzurückzutitrieren. In gleicher Weise wird eine Blindwertbestimmung durchgeführt.About 1 g of the sample is weighed on the analytical balance with a maximum uncertainty of 0.001 g and then placed in a 300 ml flask. Add 20ml of xylene and some boiling stones. Thereafter, the sample is dissolved by heating. After cooling, 20 ml KOH С ( КО ні = 0,5 mol / l) are added to the solution and the solution is refluxed for 3 hours After saponification, the reflux condenser is rinsed with 20 ml ethanol, and after re-boiling, the solution receives some Dropwise addition of 1% strength ethanolic alkali blue solution is followed by titration with ethanolic HCl C (hcd = 0.5 mol / l) dropwise to blue color change in the same way.
Vinylacetatgehalt in % =Vinyl acetate content in%
a = Verbrauch an KOH in mla = consumption of KOH in ml
b = Verbrauch an KOH beidertitrimetrischen Blindwertbestimmung in mlb = consumption of KOH by both titration in ml
F = Faktor der KOHF = factor of KOH
E = Einwaage in mgE = weight in mg
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Vinylacetatgehalt von 32,5 Masseanteilen in % und einem Schmelzindex von 150g/10min (463K, 21,2 N) wird über eine Dosierbandwaage in die Einzugszone eines Doppelschneckenextruders dosiert. Der Doppelschneckenextruder besitzt ein L/D-Verhältnis von 43. Die Extrusion und die Modifizierung des Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats erfolgt bei Heizzonentemperaturen von 393 K bis 463 K, einer Schneckendrehzahl von 150 min"1 und einem Produktdurchsatz von 30 kg/h.An ethylene-vinyl acetate copolymer having a vinyl acetate content of 32.5% by weight and a melt index of 150 g / 10 min (463K, 21.2 N) is metered into the feed zone of a twin-screw extruder via a weighfeeder. The twin-screw extruder has an L / D ratio of 43. The extrusion and the modification of the ethylene-vinyl acetate copolymer is carried out at heating zone temperatures of 393 K to 463 K, a screw speed of 150 min " 1 and a product throughput of 30 kg / h.
Nach einem L/D-Verhältnis von 12 erfolgt die Dosierung von methanolischer Natriummethylatlösung als Modifikator. Der Natriumgehalt der Lösung beträgt 1,0 Masseanteil in %. Die injizierte Modifikatormenge entspricht einem Molverhältnis von Natriummethylat zu Vinylacetat des Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats von 0,014 und einem Verhältnis Methanol zu Vinylacetat von 1,0.After a L / D ratio of 12, the dosage of methanolic sodium methylate solution is used as a modifier. The sodium content of the solution is 1.0% by weight in%. The amount of modifier injected corresponds to a molar ratio of sodium methoxide to vinyl acetate of the ethylene-vinyl acetate copolymer of 0.014 and a ratio of methanol to vinyl acetate of 1.0.
Nach einem L/D-Verhältnis von 22 werden flüchtige Bestandteile aus der Plastschmelze mittels Vakuumentgasung entfernt. Bei einem L/D-Verhältnis von 30 wird methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 1,2 Masseanteilen in% in die Plastschmelze injiziert. Die Modifikatormenge entspricht an dieser Stelle einem Molverhältnis Natriummethylat zu Vinylacetat des Ethylen-Vinylacetat-Ausgangspolymerisats von 0,014 und einem Molverhältnis Methanol zu Vinylacetat von 0,8. Bei einem L/D-Verhältnis von 36 erfolgt eine erneute Vakuumentgasung. Die den Extruder verlassenden modifizierten Plaststränge werden gekühlt, granuliert und getrocknet. Der Schmelzindex und der Alkoholysegrad des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle ausgeführt.After an L / D ratio of 22, volatile components are removed from the plastic melt by means of vacuum degassing. At an L / D ratio of 30, methanolic sodium methylate solution having a sodium content of 1.2 mass% is injected into the plastic melt. The modifier amount at this point corresponds to a molar ratio of sodium methoxide to vinyl acetate of the ethylene-vinyl acetate starting polymer of 0.014 and a molar ratio of methanol to vinyl acetate of 0.8. At an L / D ratio of 36, a new vacuum degassing takes place. The modified plastic strands leaving the extruder are cooled, granulated and dried. The melt index and the degree of alcoholysis of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat entsprechend Beispiel 1 wird über eine Dosierbandwaage in die Einzugszone eines Doppelschneckenextruders mit einem Gesamt-L/D-Verhältnis von 43 dosiert. Das Temperaturprofil, die Schneckendrehzahl und der Produktdurchsatz entsprechen Beispiel 1. *An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is metered via a belt feeder into the feed zone of a twin-screw extruder with a total L / D ratio of 43. The temperature profile, the screw speed and the product throughput correspond to Example 1. *
Nach einem L/D-Verhältnis von 12 erfolgt die Dosierung von methanolischer Natriummethylatlösung, die einen Natriumgehalt von 1,1 Masseanteilen in % besitzt. Die injizierte Menge entspricht einem Molverhältnis Natriummethylat zu Vinylacetat des Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisats von 0,028 und einem Molverhältnis Methanol zu Vinylacetat von 1,8. Bei L/D-Verhältnissen von 30 und 36 erfolgt jeweils die Entfernung flüchtiger Bestandteile aus der Plastschmelze durch Vakuumentgasung.After an L / D ratio of 12, the dosage of methanolic Natriummethylatlösung, which has a sodium content of 1.1 parts by weight in%. The injected amount corresponds to a molar ratio of sodium methoxide to vinyl acetate of the ethylene-vinyl acetate copolymer of 0.028 and a molar ratio of methanol to vinyl acetate of 1.8. At L / D ratios of 30 and 36, each devolatilization of the plastic melt occurs by vacuum degassing.
Die Kühlung, Granulierung und Trocknung des modifizierten Copolymerisats erfolgt gemäß Beispiel 1. Der Schmelzindex und der Alkoholysegrad des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.The cooling, granulation and drying of the modified copolymer are carried out according to Example 1. The melt index and the degree of alcoholysis of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend diesem modifiziert. Als Modifikator dient an beiden Dosierstellen methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 2,7 Masseanteilen in %. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to this. The modifier used at both metering points is methanolic sodium methoxide solution with a sodium content of 2.7% by weight in%. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)Example 4 (Comparative Example)
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend Beispiel 2 modifiziert. Der Modifikator entspricht Beispiel 3. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to Example 2. The modifier corresponds to Example 3. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend diesem modifiziert. Als Modifikator dient an beiden Dosierstellen methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 3,45 Masseanteilen in %. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to this. The modifier used at both metering points is methanolic sodium methoxide solution with a sodium content of 3.45% by weight. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)Example 6 (comparative example)
Ein Ethylen-Vinylacetat^Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend Beispiel 2 modifiziert. Der Modifikator entspricht Beispiel 5. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer of Example 1 is modified according to Example 2. The modifier corresponds to Example 5. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend diesem modifiziert. Als Modifikator dient an beiden Dosierstellen methanolische Natrimmethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 6,1 Masseanteilen in %. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to this. The modifier used at both metering points is methanolic sodium methoxide solution with a sodium content of 6.1% by weight in%. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend Beispiel 2 modifiziert. Der Modifikator entspricht Beispiel 7. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to Example 2. The modifier corresponds to Example 7. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend diesem modifiziert. Als Modifikator dient an der 1 .Dosierstelle methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 4,3 Masseanteilen in % und an der 2. Dosierstelle methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 1,4 Masseanteilen in%. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to this. The modifier used at the 1 .Dosierstelle methanolic sodium methoxide solution with a sodium content of 4.3 parts by mass in% and at the 2nd dosing methanolic solution of sodium methoxide with a sodium content of 1.4 parts by mass in%. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
Ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat gemäß Beispiel 1 wird entsprechend Beispiel 2 modifiziert. Als Modifikator dient methanolische Natriummethylatlösung mit einem Natriumgehalt von 3,0 Masseanteilen in %. Die Molverhältnisse der Reaktanden und die Kennwerte des modifizierten Copolymerisats sind in der Tabelle aufgeführt.An ethylene-vinyl acetate copolymer according to Example 1 is modified according to Example 2. The modifier used is methanolic sodium methoxide solution with a sodium content of 3.0% by weight. The molar ratios of the reactants and the characteristics of the modified copolymer are listed in the table.
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