DE1099737B - Verfahren zur Vernetzung von linearen Mischpolymeren des Maleinsaeureanhydrids mit wenigstens einem anderen damit mischpolymerisierbaren Monomeren - Google Patents
Verfahren zur Vernetzung von linearen Mischpolymeren des Maleinsaeureanhydrids mit wenigstens einem anderen damit mischpolymerisierbaren MonomerenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von chemisch vernetzten, unlöslichen, in Wasser quellbaren
Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid.
Es ist bekannt, daß in Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid,
ζ. B. von Maleinsäureanhydrid mit Styrol vorhandene Anhydridgruppen, unter milden Bedingungen
mit einwertigen primären und sekundären Alkoholen oder Aminen leicht unter Bildung von Teilestern und Teilamiden
reagieren. Viele dieser löslichen Teilester und Teilamide können zur Verbesserung der Viskosität von
Schmierölen als Stockpunktserniedriger, Kleber, Anstrichmassen und zur Herstellung von Bauteilen verwendet
werden. Es ist ferner bekannt, daß Maleinsäureanhydridmischpolymere mit mehrwertigen primären und
sekundären Alkoholen und primären und sekundären Polyamiden zu Derivaten reagieren, die in zwei verschiedene
Klassen fallen, nämlich solche, die erstens löslich sind und ein höheres Molekulargewicht als das
ursprüngliche Polymere aufweisen und zweitens stark vernetzt und in allen Lösungsmitteln im wesentlichen
unlöslich sind und eine vernachlässigbare Quellfähigkeit haben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer neuen Klasse von Derivaten von Maleinsäureanhydridmischpolymeren,
die in den unerforschten und äußerst interessanten Bereich zwischen den beiden obengenannten Klassen fallen und aus hydrophilen
Maleinsäureanhydridmischpolymeren bestehen, die durch Veresterung und Amidierung mit mehrwertigen primären
und sekundären Alkoholen, primären und sekundären Thiolen, primären und sekundären Hydroxythiolen,
primären und sekundären Polyamiden, Aminoalkoholen und Aminothiolen chemisch vernetzt sind im Gegensatz
zu der Vernetzung, die durch Mischpolymerisation eines polyungesättigten Vinylmonomeren mit Maleinsäureanhydrid
bewirkt werden kann. Gemäß der Erfindung werden wasserunlösliche, aber in Wasser quellende Derivate
von Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid hergestellt, indem die genannten Mischpolymeren durch
Veresterung und Amidierung mit 0,02 bis 25 Äquivalenten wenigstens eines der genannten chemischen Vernetzungsmittel
pro 100 Gewichtsteile Polymerisat chemisch vernetzt werden. Einbezogen in die gemäß der
Erfindung hergestellten Produkte sind die Alkalimetall-, Amin- und Ammoniumsalze der genannten wasserunlösliehen,
in Wasser quellbaren Derivate von Maleinsäureanhydridmischpolymeren.
Für das Verfahren gemäß der Erfindung sind Maleinsäureanhydridmischpolymere
geeignet, die an sich wasserlöslich sind oder in Form ihrer Alkalimetall-, Ammonium-
oder Monoaminsalze vorliegen und aus der durch freie Radikale ausgelösten Polymerisation von Maleinsäureanhydrid
mit wenigstens einem anderen damit mischpolymerisierbaren Monomeren stammen. Zu den mit Malein-Verfahren
zur Vernetzung
von linearen Mischpolymeren
des Maleinsäureanhydrids mit wenigstens einem anderen damit mischpolymerisier-
baren Monomeren
Anmelder:
The B. F. Goodrich Company,
Akron, Ohio (V. St. A.)
Akron, Ohio (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dipl.-Chem. Dr. phil. H. Siebeneicher
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
Köln 1, Deichmannhaus
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1958
V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1958
Louis Cohen, Cleveland, Ohio,
David Chantrill und John Frank Jones,
Cuyahoga Falls, Ohio (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
säureanhydrid mischpolymerisierbaren Monomeren, die gemäß der Erfindung in Frage kommen, gehören: AIiphatische
und aromatische Vinyläther, z. B. Methylvinyläther, Äthylvinyläther, Propylvinyläther, Butylvinyläther,
Amylvinyläther, Hexylvinyläther, Cyclohexylvinyläther,
Phenylvinyläther u. dgl., aliphatische und aromatische Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat,
Vinylbutyrate, Isopropenylacetat, Isopropenylpropionat, Isopropenylbutyrate u. dgl., die aromatischen Vinylmonomeren,
wie Styrol, α-Halogenstyrole, im Kern halogenierte
Styrole, α-Methylstyrol, Äthylstyrole u. dgl., Monoolefine, wie Äthylen, Propylen, Isobutylen, Diisobutylen
u. dgl., aliphatische und aromatische Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylate,
Butylacrylate, Amylacrylate, Hexylacrylate, Cyclohexylacrylate,
Phenylacrylat u. dgl., aliphatische und aromatische Methacrylsäureester, wie Methylmethacrylat,
Äthylmethacrylat, Propylmethacrylate, Butylmethacrylate, Amylmethacrylate, Hexylmethacrylate, Cyclohexylmethacrylat,
Phenylmethacrylat u. dgl., Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid,
Vinylidenchlorid, Vinylidenbromid, Vinylidenfluorid, Dichlordifluoräthylen, Chlortrifluoräthylen u. dgl., Vinyl-
109 510/470
3 4
nitrile, -wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylidencyanid, droxypropylamin, N-Alkyläthanolamine, deren Alkyl-
a-Cyanacrylate u. dgl., α,/^olefinisch ungesättigte Carbon- gruppe 1 bis 12 C-Atome hat, und Thioamine, wie
säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, ß-Mercaptoäthylamin, ^-Mercapto-N-alkyläthylamine,
Sorbinsäure u. dgl., Vinylamide, wie Acrylamid, Meth- deren Alkylgruppe 1 bis 12 C-Atome hat, u. a.
acrylamid, N-Methylacrylamid, N-tert.-Butylacrylamid, 5 Die Herstellung der für das Verfahren gemäß der Er-
N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Dimethy]methacrylamid, findung geeigneten Mischpolymeren von Maleinsäure-
N-Vinylpyrrolidon u. dgl., olefinisch ungesättigte tertiäre anhydrid erfolgt zweckmäßig in einem inerten organischen
Amine, wie die Vinylpyridine, N-Vinylpiperidin, Vinyl- Verdünnungsmittel, wie Benzol, Toluol, Xylol, Chloro-
pyrimidine u. dgl. und die aliphatischen und aromatischen form, Äthylacetat und Aceton, das ein Lösungsmittel für
Allylester, wie Allylacetat, Allylpropionat, AUylbutyrate, io die Monomeren darstellt, aber die Polymeren nicht löst.
Allylbenzoat, Methallylacetat, Methallylpropionat, Meth- Als Katalysatoren dienen die üblichen, durch freie Radi-
allylbutyrate, Methallylbenzoat und andere mehr. kale wirkenden Katalysatoren, wie Benzoylperoxyd,
Von den vorgenannten. Monomeren werden für die Misch- Caprylylperoxyd, Cumolhydroperoxyd und Azo-bis-iso-
polymerisation mit Maleinsäureanhydrid die Vinyläther, butyronitril. Die Polymerisationsreaktion wird vorzugs-
die Vinylester, die aromatischen Vinylverbindungen und 15 weise in Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt,
die Monoolefine bevorzugt. Am besten geeignet für den Die chemische Vernetzungsreaktion oder, anders aus-
Zweck dieser Erfindung sind die Mischpolymeren von gedrückt, die Reaktion zwischen dem Maleinsäureanhy-
Maleinsäureanhydrid mit wenigstens einem der folgenden dridmischpolymeren und den chemischen Vernetzungs-
Monomeren: Methylvinyläther, Äthylvinyläther, Propyl- mitteln zwecks Bildung zwischenmolekularer Brücken im
vinyläther, Butylvinyläther, Isobutylen, Styrol, α-Methyl- 20 Polymerisat wird am besten durchgeführt, indem man
styrol, Vinylacetat und Vinylpropionat. Da Maleinsäure- pro 100 Gewichtsteile Polymerisat 0,02 bis 10 Äquivalente,
anhydrid mit sich selbst nicht polymerisieren kann, wer- vorzugsweise 0,02 bis 0,9 Äquivalente, des chemischen
den bei der Herstellung der Polymeren gemäß der Er- Vernetzungsmittels und ein zusätzliches inertes Ver-
findung vorzugsweise molare Verhältnisse von Malein- dünnungsmittel mit dem Schlamm des zu vernetzenden
Säureanhydrid zum anderen Monomeren bzw. zu den 35 Polymeren mischt und die Reaktion bei Temperaturen
anderen Monomeren von 1 oder weniger angewendet. von 25 bis 100° C im Brei ablaufen läßt. Bei Verwendung
Der hier gebrauchte Ausdruck »chemisches Vernetzungs- eines Polyols oder Polythiols als Vernetzungsmittel wird
mittel« bedeutet eine organische Verbindung mit der die Vernetzungsreaktion erleichtert, wenn eine kataly-
Struktur R — (X)n, in der R eine aliphatische Gruppe mit tische Menge eines löslichen basischen tertiären Amins,
2 bis 30 C-Atomen, X primäres oder sekundäres —OH, 30 Z. B. Pyridin oder Triäthylamin, dem Reaktionsmedium
primäres oder sekundäres —SH oder eine —NHR'- zugegeben wird.
Gruppe ist, in der R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe Es ist häufig vorteilhafter, die Vernetzungsreaktion
mit 1 bis 12 C-Atomen und 11 eine ganze Zahl von wenig- durchzuführen, indem das trockene Polymere einfach mit
stens 2 bedeutet. Der als Mengenangabe für die chemischen der geeigneten Menge des chemischen Vemetzungsmittels
Vernetzungsmittel gebrauchte Ausdruck »Äquivalent« 35 gemischt wird oder indem das chemische Vernetzungsbedeutet
das Verhältnis des Molekulargewichts von mittel dem Wasser zugegeben wird, das zur Herstellung
R — (X)n zum Zahlenwert von n. des dicken Schleims dient, bevor das trockene Malein-Geeignete
chemische Vernetzungsmittel vom Typ säureanhydridmischpolymere dem Wasser zugesetzt wird.
R — (X)», wobei R, X und η die vorstehend genannte Die letztgenannte Arbeitsweise bewährt sich besonders,
Bedeutung haben, sind mehrwertige Alkohole, und zwar 40 wenn als chemisches Vernetzungsmittel ein Polyamin,
die Glykole, wie Äthylenglykol, die Propanglykole, die Aminoalkohol oder Aminothiol verwendet wird. Hierbei
Hexanglykole, die Cyclohexanglykole, die Heptanglykole, liegt die bevorzugte Menge des Vemetzungsmittels im Bedie
Octanglykole, die Nonanglykole, die Decanglykole, reich von etwa 1 bis etwa 25 Äquivalenten pro 100 Gedie
Undecanglykole und die Dodecanglykole, die Triole, wichtsteile Polymerisat. Bei der Zugabe des chemischen
wie Glycerin, die Butantriole, die Pentantriole, die 45 Vemetzungsmittels zum Wasser vor dem Zusatz des
Hexantriole, die Cyclohexantriole, die Heptantriole, die trockenen Maleinsäureanhydridmischpolymeren konkur-Octantriole,
dieNonantriole, dieDecantriole, dieUndecan- rieren das Wasser und das chemische Vernetzungsmittel
triole, die Dodecantriole, Erythrulose, die Tetrole, wie in der Reaktion mit den Maleinsäureanhydridgruppen des
Butantetrole, die Pentantetrole einschließlich Penta- Mischpolymeren. Als Folge hiervon ist es allgemein noterythrit,
die Hexantetrole, die Cyclohexantetrole, die 50 wendig, eine höhere Menge des chemischen Vernetzungs-Heptantetrole,
die Octantetrole, die Nonantetrole, die mittels zu verwenden, als es sonst bei den bevorzugten
Decantetrole, die Undecantetrole, die Pentite, wie Arabit, Methoden erforderlich wäre, um eine gegebene Viskosität
Adonit, Xylit und Rhamnit, die Hexite, wie Mannit, des Schleims zu erzielen. Die beiden erstgenannten AnSorbit
und Dulcit, die Heptite, wie Perseit, Volemi, und Weisungen zur Vernetzung der Maleinsäureanhydriddie
höheren mehrwertigen Alkohole der Saccharidtypen, 55 mischpolymeren gemäß der Erfindung werden wegen der
wie Raffinose, Saccharose, Glucose, Galactose, Mannose, höheren Wirksamkeit des chemischen Vernetzungs-Gulose,
Idose, Tolose, Allose, Fructose, Sorbose, und die mittels bei dieser Arbeitsweise bevorzugt,
acetylenisch und olefinisch ungesättigten Glykole, wie Die wäßrigen Schleime, die gebildet werden, wenn die Butindiol-(1,4), Divinylglykol und Dipropenylglykol, vernetzten Maleinsäureanhydridrnischpolymeren gemäß mehrwertige Amine, wie Äthylendiamin, Trimethyl- 60 der Erfindung in Wasser dispergiert werden, haben im diamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Vergleich zu dem unbehandelten Maleinsäureanhydrid-Hexamethylendiamin, Cyclohexandiamin, Heptamethy- mischpolymeren ungewöhnlich hohe Viskositäten. Die lendiamin, Octamethylendianiin, Nonamethylendiamin, Viskositäten der wäßrigen Schleime von bestimmten Decamethylendiamin, die Ν,Ν'-Dialkyläthylendiamine, chemisch vernetzten Maleinsäureanhydridmischpolymeren deren Alkylgruppen zusammen 2 bis 12 C-Atome ent- 65 ändern sich mit dem pH-Wert des wäßrigen Systems. Die halten, und Amino-bis-propylamin; mehrwertige Thio- wirksamste Verdickung erfolgt gewöhnlich bei pH-Werten glykole, wie Äthylendithioglykol, Propylendithioglykol, von 4 bis 9, vorzugsweise von 6 bis 8. Die Einstellung des Trimethylendithioglykol, TetramethylendithioglykoljPen- pH-Wertes erfolgt durch Zusatz eines Alkalihydroxyds tamethylendithioglykol u. dgl., mehrwertige Amino- oder -carbonats, Ammoniumhydroxyds oder -carbonats alkohole, wie Äthanolamin, Diethanolamin, 2,3-Dihy- 70 oder von organischen Aminen mit einer Aminogruppe
acetylenisch und olefinisch ungesättigten Glykole, wie Die wäßrigen Schleime, die gebildet werden, wenn die Butindiol-(1,4), Divinylglykol und Dipropenylglykol, vernetzten Maleinsäureanhydridrnischpolymeren gemäß mehrwertige Amine, wie Äthylendiamin, Trimethyl- 60 der Erfindung in Wasser dispergiert werden, haben im diamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Vergleich zu dem unbehandelten Maleinsäureanhydrid-Hexamethylendiamin, Cyclohexandiamin, Heptamethy- mischpolymeren ungewöhnlich hohe Viskositäten. Die lendiamin, Octamethylendianiin, Nonamethylendiamin, Viskositäten der wäßrigen Schleime von bestimmten Decamethylendiamin, die Ν,Ν'-Dialkyläthylendiamine, chemisch vernetzten Maleinsäureanhydridmischpolymeren deren Alkylgruppen zusammen 2 bis 12 C-Atome ent- 65 ändern sich mit dem pH-Wert des wäßrigen Systems. Die halten, und Amino-bis-propylamin; mehrwertige Thio- wirksamste Verdickung erfolgt gewöhnlich bei pH-Werten glykole, wie Äthylendithioglykol, Propylendithioglykol, von 4 bis 9, vorzugsweise von 6 bis 8. Die Einstellung des Trimethylendithioglykol, TetramethylendithioglykoljPen- pH-Wertes erfolgt durch Zusatz eines Alkalihydroxyds tamethylendithioglykol u. dgl., mehrwertige Amino- oder -carbonats, Ammoniumhydroxyds oder -carbonats alkohole, wie Äthanolamin, Diethanolamin, 2,3-Dihy- 70 oder von organischen Aminen mit einer Aminogruppe
pro Molekül zum wäßrigen Schleimgemisch. Da große Mengen mehrwertiger Metallbasen die Polymeren gemäß
der Erfindung unlöslich machen, sollen mehr als 20% der genannten mehrwertigen Metallbasen, wie Calciumhydroxyd,
Magnesiumhydroxyd u. dgl., in Verbindung mit den vorstehend genannten einwertigen Neutralisationsmitteln
verwendet werden.
Die chemisch vernetzten Maleinsäureanhydridmischpolymeren gemäß der Erfindung eignen sich gut als Verdickungsmittel
für Haushaltspolituren und -reinigungs- ίο mittel, als viskositätserhöhende und Suspendiermittel in
Autopolituren und -reinigungsmitteln und als Suspendierungsmittel für Sand in Verbindung mit Öl- und
Wasserbohrungen. Durch Verwendung der Polymeren gemäß der Erfindung als Emulgatoren und Emulsions-Stabilisatoren
können ausgezeichnete Emulsionen hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Mischpolymerisat
aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther zum Emulgieren von Mineralöl in Wasser verwendet werden,
wenn dieses Polymerisat mit einem basischen einwertigen Ion auf einen pH-Wert von etwa 7 neutralisiert ist, jedoch
rahmt die gebildete Emulsion in verhältnismäßig kurzer Zeit nach ihrer Bildung auf. Die Polymeren gemäß der
Erfindung emulgieren auf Grund ihrer dreidimensionalen Vernetzung nicht nur Mineralöl in Wasser, sondern stabilisieren
diese Emulsion auch gegen Aufrahmen.
Die Erfindung wird nachstehend in einigen Beispielen beschrieben. Die Mengen der Bestandteile sind Gewichtsteile, falls nicht anders angegeben. Die Viskositäten in
den Beispielen wurden mit einem Brookfield-Viskosimeter bestimmt und sind in Centipoise angegeben. Für
die Herstellung der linearen Ausgangspolymerisate wird kein Schutz beansprucht.
Beispiel 1 ,.
OO
Das in diesem und den folgenden beiden Beispielen als Ausgangsstoff verwendete lineare Polymere von Maleinsäureanhydrid
und Methylvinyläther wurde bei 50° C in einer Stickstoffatmosphäre aus folgendem Ansatz hergestellt:
Maleinsäureanhydrid 62,75
Methylvinyläther 37,25
Benzoylperoxyd 2,0
Benzol (trocken) 880
Die Monomeren wurden in 4 bis 8 Stunden in das Polymerisat umgewandelt. Jeder der gebildeten dicken Breie
wurde mit weiteren 100 g trockenem Benzol, in dem eine Spur Pyridin und die in der folgenden Tabelle genannte
Menge Sorbit enthalten war, behandelt. Die vernetzten So
Produkte wurden durch Nutschen isoliert und 16 Stunden bei 5O0C getrocknet. Die Viskositäten der wäßrigen
Schleime jedes chemisch vernetzten Polymeren wurden bei einem pH-Wert von etwa 7 bestimmt. Die nachstehenden
l,5°/0igen Schleime wurden hergestellt, indem 1,5 g Polymerisat, 88,5 cm3 destilliertes Wasser und 11,5 cm3
einer 5°/0igen wäßrigen NaOH-Lösung in einer Weithalsflasche
von etwa 100 cm3 gemischt wurden.
60
Äquivalente Sorbit | Viskositäten in Centipoise bei | 0,5 ·/„ | 0,25 »/„ |
pro 100 Teile | folgenden Konzentrationen: | 1640 | 880 |
Polymerisat | 1,5 »/0 | 3 200 | 1480 |
0,025 | 7 200 | 28 800 | 13 600 |
0,051 | 9 600 | 7200 | 880 |
0,21 | 75 200 | 17 600 | 1600 |
0,42 | 80 000 | 40 | 20 |
0,84 | 107 200 | ||
Ivontrollprobe | 120 |
65 Die maximale Wirksamkeit von Sorbit tritt bei etwa 0,21 Äquivalenten pro 100 Teile Polymerisat auf. Für
Vergleichszwecke wurde ein unbehandeltes Polymerisat von Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther in die
vorstehende Tabelle aufgenommen.
Die im Beispiel 1 beschriebenen Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid und Methylvinylätner wurden in
Benzol mit unterschiedlichen Mengen Äthanolamin behandelt. Das trockene Polymere wurde in verschiedenen
Konzentrationen in Wasser gegeben. Anschließend wurden die Viskositäten der wäßrigen Schleime bei einem
Pn-Wert von etwa 7 bestimmt. Die wäßrigen Schleime
wurden ähnlich wie im Beispiel 1 hergestellt.
Äquivalente Äthanolamin pro 100 Teile
Polymerisat
Polymerisat
0,026
0,052
0,197
Kontrollprobe
Viskositäten in Centipoise bei
folgenden Konzentrationen:
folgenden Konzentrationen:
1,5 »/0
27 200
35 200
48 000
120
0,5·/.
3 600
7 200
16
40
0,25 %
1280
3 600
20
Die optimale Äthanolaminmenge beträgt etwa 0,052 Äquivalente pro 100 Gewichtsteile Polymerisat.
In Benzol angerührte Breie des im Beispiel 1 beschriebenen Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther
wurden mit unterschiedlichen Mengen Glycerin in Gegenwart von Spurenmengen Pyridin (etwa
0,1 Teil pro 100 Teile Polymerisat) behandelt. Wäßrige Schleime der behandelten Polymeren hatten bei einem
pH-Wert von etwa 7 folgende Viskositäten:
Äquivalente | Viskositäten in Centipoise bei | 1,0% | 0,5% |
Glycerin pro lOOTeile | folgenden Konzentrationen: | 40 000 | 20000 |
Polymerisat | 1.5% | 112 000 | 20 000 |
0,0326 | 88 000 | 24000 | |
0,0652 | 224000 | 24 000 | |
0,0978 | 56 000 | 2 000 | |
0,13 | 36 000 | 40 | 20 |
0,16 | 20 000 | ||
0,00 | 120 |
Die optimale Glycerinmenge liegt bei etwa 0,065 Äquivalenten pro 100 Teile Polymerisat.
Wäßrige Schleime wurden hergestellt, indem jeweils 1,5 g des im Beispiel 1 genannten Mischpolymeren von
Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther in 100-g-Portionen
destillierten Wassers, das eine bestimmte Menge Äthanolamin enthielt, gegeben wurden, die gebildeten
Breie 8 bis 24 Stunden bei Raumtemperatur stehenblieben und dann mit Natriumhydroxyd auf einen
pH-Wert von 7 neutralisiert wurden. Die Viskositäten der
Schleime sind nachstehend angegeben:
Äquivalente Δ t'Vi ο τι ί^Λ Q τη ι τι |
Viskositäten in | Centipoise | bei | 1,0% | 0,5"/O | 0,06% |
Xi 1-* IfIfI M r'"ri Il *' ι pro 100 Teile |
folgenden Konzentrationen: | 9 600 | 4000 | 140 | ||
Polymerisat | 1,5 % | 14400 | 5 600 | 100 | ||
0,053 | 16 000 | 60 800 | 29 600 | 460 | ||
1,06 | 38 400 | 97 600 | 43 200 | 180 | ||
1,99 | 110 400 | 128 000 | 24 000 | 20 | ||
3,98 | 152 000 | 96 000 | 24000 | 0 | ||
7,96 | 158 400 | 126 400 | 33 600 | 0 | ||
12,00 | 160 000 | 155 200 | 48 000 | 60 | ||
15,9 | 169 600 | 132 000 | 45 600 | 100 | ||
19,9 | 193 600 | 150 400 | 46 400 | 40 | ||
24,0 | 232000 | |||||
25,6 | 249 600 |
Das Mischpolymerisat von Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther, das in gleicher Weise, wie oben beschrieben,
in Wasser mit 1,06 Äquivalenten Äthylenglykol und einerSpur Pyridin pro lOOTeile Polymerisat behandelt
wurde, hatte bei pH 7 und einer Polymerisatkonzentration
von 1,5% eine Schleimviskosität von. 252OcP.
Das gleiche Polymere, das in Wasser mit 1,17 Äquivalenten Saccharose pro 100 Teile Polymerisat behandelt
wurde, hatte bei pH 7 und einer Polymerisatkonzentration
von 1 °/0 eine Viskosität von 16 000 cP.
Wäßrige Schleime wurden auf die im Beispiel 4 beschriebene Weise hergestellt, jedoch wurde Äthylendiamin
an Stelle von Äthanolamin verwendet.
Äquivalente Äthylendiamin pro 100 Teüe |
Viskositäten in Centipoise bei folgenden Konzentrationen: |
1.0 °/o | 0,5% | 0,125% |
Polymerisat | 1,5% | 400 | 200 | 60 |
0,053 | 680 | 1360 | 560 | 140 |
1,06 | 2 740 | 29 600 | 7 200 | 320 |
1,99 | 54400 | 13 600 | 1360 | 20 |
3,98 | 36 800 | 2480 | 40 | 0 |
7,96 | 12 800 |
100-g-Portionen des im Beispiel 1 beschriebenen Mischpolymeren
von Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther wurden 24 Stunden in Benzol mit etwa 0,097 Äquivalenten
der nachstehenden Vernetzungsmittel pro 100 Teile Polymerisat behandelt. Zum Vergleich der
Viskositäten der chemisch vernetzten Polymeren mit einem nicht vernetzten Polymeren sind die Werte für ein
gleiches, aber unbehandeltes Polymerisat in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Chemisches Vernetzungsmittel
Äthylenglykol
Glycerin ,
Pentaerythrit
Sorbit
Äthylendiamin
2-Mercaptoäthanol.
Kontrollprobe
Kontrollprobe
Viskositäten in Centipoise | 0,5% | 0,25% |
bei folgenden Konzentrationen ■ | 40 000 | 6 400 |
1.5% | 17 600 | 10 400 |
122 400 | 1200 | 700 |
42 400 | 8 000 | 4040 |
8 800 | 26 400 | 9 600 |
32400 | 16 000 | 11200 |
96 000 | 40 | 20 |
35 200 | ||
120 |
Die wäßrigen Schleime dieser Polymeren wurden auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt. Ein
Mischpolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther, das mit 0,07 Äquivalenten Saccharose pro
100 Teile Polymerisat vernetzt wurde, hatte bei einer Konzentration von 1 % Polymerisat und einem pH-Wert
von 7 eine Schleimviskosität von 7000 cP. Die vorstehend genannten Schleime mit Ausnahme der Kontrollprobe
eignen sich ausgezeichnet zur Verdickung von kosmetischen Stoffen, wie Cold Creme, Handcreme, und
eignen sich ferner in Haushaltsreimgungsmitteln als Verdickungs- und Suspendierungsmittel für Pigmente und
Schleifmittel. Eine äußerst stabile wäßrige Suspension
xo mit 20 Gewichtsprozent Titandioxyd wurde hergestellt, indem 160 g des vorstehend beschriebenen Schleims mit
einer Konzentration von 0,25 °/0 des mit Glycerin behandelten
Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther 30 Sekunden in einem Mischer mit
40 g Titandioxyd gemischt wurden. Beim Zentrifugieren der Titandioxydsuspension während 1 Stunde bei
1500 UpM setzte sich nur wenig Pigment ab.
Die in diesem Beispiel verwendeten Mischpolymeren von Maleinsäureanhydrid und Isobutylen wurden auf die
im Beispiel 1 beschriebene Weise aus folgendem Ansatz hergestellt:
Maleinsäureanhydrid 63,5
Isobutylen 36,5
Benzoylperoxyd 2,0
Benzol 880
100-g-Portionen dieses Polymeren wurden mit etwa 0,097 Äquivalenten jedes der nachstehend genannten
chemischen Vernetzungsmittel pro 100 Teile Polymerisat vernetzt. Zum Vergleich ist eine Probe des gleichen, aber
unbehandelten Polymeren in der folgenden Tabelle aufgeführt. Alle Polymerisatschleime in diesem Beispiel
wurden durch Mischen von 1,5 g Polymerem, 88,3 g destilliertem Wasser und 11,7 cm3 5°/oiger wäßriger
NaOΗ-Lösung hergestellt.
Chemisches Vernetzungsmittel
Äthylendiamin
Hexamethylendiamin
-45 Diäthylentriamin ....
-45 Diäthylentriamin ....
Äthylenglykol
2-Mercaptoäthanol..,
Kontrollprobe
Kontrollprobe
Viskositäten in Centipoise
bei folgenden Konzentrationen:
bei folgenden Konzentrationen:
1,5% I 0,5% I 0,25 %
42 800
18 400
33 600
182 400
6 400
60
5 600
200
280
40 000
1720
1040
6 400
Eine wäßrige Suspension von feinem Sand, die durch den vorstehend genannten Schleim mit 0,25 °/0 des mit
Äthylendiamin behandelten Polymeren stabilisiert worden war, blieb bei Raumtemperatur länger als 1 Woche stabil.
Das in diesem Versuch verwendete Mischpolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und Styrol wurde auf die im
Beispiel 1 beschriebene Weise aus folgendem Ansatz hergestellt :
Maleinsäureanhydrid 48,5
Styrol 51,5
Benzoylperoxyd 2,0
Benzol 880
100-g-Mengen dieses Mischpolymerisates wurden je-
weils mit etwa 0,097 Äquivalenten der in nachstehender
Tabelle aufgeführten chemischen Vernetzungsmittel pro 100 Teile Polymerisat vernetzt. Gemessen wurden die
Viskositäten von wäßrigen Schleimen, die aus 1,5 g Polymerisat, 91,1 g destilliertem Wasser und 8,9 cm3
5°/oiger wäßriger NaOH-Lösung hergestellt wurden.
Chemisches Vernetzungsmittel
Äthanolamin ,
2-Amino-l-butanol.,
p-Aminophenol
Äthylenglykol
Äthylendiamin
2-Mercaptoäthanol.,
Kontrollprobe
Kontrollprobe
Viskositäten in Centipoise bei folgenden Konzentrationen:
. 1,5% I 0,5% I 0,25 %
36 800 | 2 600 | 160 |
48 000 | 5 600 | 440 |
200 | 80 | 40 |
36 800 | 9 600 | 6 400 |
20 800 | 1360 | 60 |
56 000 | 7 640 | 280 |
100 | 40 | 20 |
Der entschiedene Vorteil, den die aliphatischen Vernetzungsmittel gemäß der Erfindung gegenüber den entsprechenden
aromatischen Verbindungen aufweisen, ist offensichtlich, wenn p-Aminophenol mit den anderen
chemischen Vernetzungsmitteln in diesem Beispiel verglichen wird.
r
Das in diesem Versuch verwendete Mischpolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und Vinylacetat wurde durch
das im Beispiel 1 beschriebene Polymerisationsverfahren aus folgendem Ansatz hergestellt:
Maleinsäureanhydrid 53,0 a5
Vinylacetat 47,0
Benzoylperoxyd 2,0
Benzol 880
100-g-Mengen dieses Polymeren wurden jeweils mit etwa 0,097 Äquivalenten der nachstehend genannten
chemischen Vernetzungsmittel pro 100 Teile Polymerisat vernetzt. Zum Vergleich ist eine Kontrollprobe aufgeführt.
Chemisches Vernetzungsmittel
Äthylenglykol
2-Mercaptoäthanol.
Kontrollprobe
Kontrollprobe
Viskositäten in Centipoise bei folgenden Konzentrationen:
1,5%
105 200
7 000
20
0,5% 0,25%
25 600
600
4000 200 0
10
Claims (7)
1. Verfahren zur Vernetzung von linearen Mischpolymeren des Maleinsäureanhydrids mit wenigstens
einem anderen damit mischpolymerisierbaren Monomeren, dadurch gekennzeichnet, daß 100 Gewichtsteile eines Maleinsäureanhydridmischpolymeren, in
dem das molare Verhältnis von Maleinsäureanhydrid zu anderem (n) Monomeren nicht größer als 1 ist, mit
0,02 bis 25 Äquivalenten eines chemischen Vernetzungsmittels der Formel R — (X)n bei einer
Temperatur von etwa 25 bis 1000C in einem inerten organischen Verdünnungsmittel umgesetzt werden,
wobei R für eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 30 C-Atomen, X für primäres
oder sekundäres —OH, —SH oder eine —NHR'-Gruppe,
in der R' Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, und η für eine ganze
Zahl von wenigstens 2 steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß trockenes Mischpolymeres mit dem Vernetzungsmittel
in einem inerten Verdünnungsmittel umgesetzt wird, das weder das Mischpolymere noch
das Vernetzungsmittel löst.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymere zu einer wäßrigen
Lösung des Vernetzungsmittels gegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkali-, Ammonium- oder Monoaminsalze des Mischpolymeren vernetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Polyolen oder
-thiolen als Vernetzungsmittel in Gegenwart katalytischer Mengen von löslichen basischen tertiären
Aminen gearbeitet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von Pyridin gearbeitet
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Verdünnungsmittel
Benzol verwendet wird.
© 109 510/470 2.61
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