DE1109895B - Verfahren zur Polymerisation von olefinisch ungesaettigten Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Verfahren zur Polymerisation von olefinisch ungesaettigten KohlenwasserstoffenInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description
Es ist bekannt, daß man «-Olefine und Diolefine, insbesondere z. B. Äthylen, Propylen, Buten-1, Butadien
und Isopren mit sogenannten »Ziegler-Kontakten«, das sind Katalysatoren aus Verbindungen der
Elemente der IV. bis VIII. Gruppe des Periodischen Systems, insbesondere des Titans, und reduzierend
und/oder alkylierend wirkenden Verbindungen, besonders der I. bis III. Gruppe des Periodischen
Systems, speziell des Aluminiums, bei niederen Drücken und Temperaturen zu wertvollen thermoplastischen
Kunststoffen polymerisieren kann.
Weiterhin ist bekannt, daß bei der Polymerisation des Propylens und der höheren «-Olefine mit Ziegler-Katalysatoren
neben gut kristallinen, in Kohlenwasserstoffen unlöslichen oder schwerlöslichen Polymeren
auch amorphe, leicht lösliche Polymerisate sowie Öle entstehen. Nach Natta sind die gut kristallisierenden
Polymeren sterisch geordnet und werden als »isotaktisch« bezeichnet, während die amorphen
Polymerisate sterisch ungeordnet sind und als »ataktisch« bezeichnet werden.
Für eine wirtschaftlich brauchbare Herstellung der als Kunststoffe besonders wertvollen isotaktischen
Polymeren mußten selektivwirkende Ziegler-Katalysatorsysteme entwickelt werden, die ausschließlich oder
fast ausschließlich zu den gewünschten gut kristallisierenden Produkten führen.
Solche selektiven Kontaktsysteme erhält man z. B. nach Natta aus Aluminiumtriäthyl und TiCl3, das in
der Hitze aus TiCl4 und H2 hergestellt wird (Natta
und Mitarbeiter, Gazz. Chim. Ital., 87, Fase. V.,
S. 528, 549, 570 [1957]). Ein einfacher durchführbares Verfahren benutzt die Reduktion von TiCl4 mit
aluminiumorganischen Verbindungen nach Ziegler, wie z. B. Aluminiumäthylsesquichlorid (in der Folge
kurz mit »Sesquichlorid« bezeichnet) oder Aluminiumdiäthylmonochlorid (in der Folge kurz »Monochlorid«
genannt). Normalerweise erhält man dabei Katalysatoren, die für die Olefinpolymerisation wenig
selektiv sind (vgl. Natta, a. a. O.).
Zu aktiveren Katalysatoren kommt man entsprechend einem älteren, nicht zum Stand der Technik
gehörenden Verfahren zur Polymerisation niedriger Olefine, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als
Katalysatoren bei —20 bis +2O0C hergestellte Umsetzungsprodukte
von TiCl4 mit Aluminiumäthyldichlorid und/oder Aluminiumdiäthylmonochlorid
und/oder Aluminiumdiisobutylmonochlorid und/oder Aluminiumäthylsesquichlorid in isolierter Form verwendet
und die Polymerisationsreaktion durch Zusatz von Al-diäthylmonochlorid aktiviert. Die Aktivität
eines nicht von der Mutterlauge getrennten Kontaktes Verfahren zur Polymerisation
von olefinisch
ungesättigten Kohlenwasserstoffen
ungesättigten Kohlenwasserstoffen
Anmelder:
Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius &Brüning,
Frankfurt/M., Brüningstr. 45
Dr. Kurt Rust, Frankfurt/M.,
Dr. Ernst Junghanns, Dr. Siegfried Sommer,
Dr. Ernst Junghanns, Dr. Siegfried Sommer,
Frankfurt/M.-Unterliederbach,
und Dr. Gerhard Bier, Frankfurt/M.-Höchst,
sind als Erfinder genannt worden
ist geringer als die eines abgetrennten und ausgewaschenen Kontaktes. Es hat sich herausgestellt,
daß vor allem Alkylaluminiumdihalogenide, z. B. das Aluminiumäthyldichlorid (in der Folge kurz mit
»Dichloride bezeichnet), das als Folgeprodukt bei der Umsetzung auftritt, einen negativen Einfluß auf die
Polymerisationsgeschwindigkeit ausübt. Durch Auswaschen mit inerten Lösungsmitteln kann das Dichlorid
entfernt werden. Eine andere Möglichkeit zur Entfernung des Dichloride besteht darin, daß man es
mit NaCl durch Komplexbildung bindet und dadurch unschädlich macht. Die Ausgangssubstanzen für
dieses Verfahren, z. B. TiCl4 und Al-Alkylverbindung,
besonders das Sesquichlorid und eventuell NaCl, sind technisch leicht zugänglich.
Die Aktivität und vor allem die Selektivität dieser Katalysatorsysteme läßt sich nach einem älteren, nicht
zum Stande der Technik gehörenden Verfahren noch erhöhen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
durch Reaktion aus einer Schwermetallverbindung der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodischen Systems mit
halogenhaltigen aluminiumorganischen Verbindungen
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erhältlichen festen Polymerisationskatalysator, der bei »Alkyl« niedere Alkylreste und »halogenid« Halogen-Temperaturen
von 0 bis <20°C hergestellt wird, vor atome mit einem Atomgewicht
>35 bedeutet) mit der Polymerisation bis zu 3 Stunden einer thermischen Fluoriden, die ihr Fluor leicht gegen Chlor, Brom
Behandlung bei Temperaturen von 40 bis etwa 15O0C oder Jod austauschen, in den notwendigen Verhältunterwirft
und die Reaktion mit halogenhaltigen 5 nissen umsetzt. Derartige Umsetzungen können nach
aluminiumorganischen Verbindungen aktiviert. den Angaben in den Annalen, 608 (1957), S. 1, durch-Die
thermische Behandlung kann entweder nach geführt werden. Als derartige Fluoride sind z. B.
der Umsetzung, d. h. in Gegenwart der Mutter- die Alkali- oder Erdalkalifluoride oder auch Schwerlauge,
oder vorteilhaft nach Entfernung der Mutter- metallfluoride, wie PbF2, zu erwähnen,
lauge und mehrmaligem Auswaschen mit inerten io Für die Polymerisation ist es ohne Belang, ob man Lösungsmitteln durchgeführt werden. die Umsetzungsgemische von den darin enthaltenen Bei diesen nach dem älteren, nicht zum Stande der unlöslichen Salzen abtrennt oder die Gesamtsus-Technik gehörenden Verfahren hergestellten Kontakt- pension zur Aktivierung einsetzt. Man kann also systemen spielt die Art des Aktivierungsmittels eine auch die isolierten Dialkylmetallhalogenide und ausschlaggebende Rolle für die Polymerisation. Mit 15 -fluoride in entsprechenden Verhältnissen mischen Sesquichlorid, einem Gemisch von Mono- und Di- und diese Gemische zur Aktivierung verwenden,
chlorid, wird eine sehr geringe Polymerisations- Es ist aber einfacher, Metalldialkylmonohalogenide geschwindigkeit erhalten. Die Ursache hierfür ist die oder Metallalkylsesquihalogenide mit solchen Fluo-Anwesenheit des die Polymerisation störenden Di- riden, die leicht Fluor gegen Chlor bzw. Brom bzw. chlorids. Bindet man das im Sesquichlorid enthaltene 20 Jod austauschen, bei Temperaturen und Verhältnissen Dichlorid vor oder während der Polymerisation umzusetzen, bei welchen nur ein Teil des Chlors bzw. komplex mit NaCl, so erhält man auch mit dem Broms bzw. Jods gegen Fluor ausgetauscht wird,
trägen Sesquichlorid eine gute Aktivität und Selek- Besonders vorteilhaft und ökonomisch aktiviert man tivität, die der bei Verwendung von Monochlorid mit der Lösung oder Suspension aus der Umsetzung beobachtbaren entspricht. 25 der technisch leicht zugänglichen Metallalkylsesqui-Eine demgegenüber wesentlich gesteigerte Aktivität halogenide mit einem Salzgemisch aus fluorhaltigen erhält man bei Aktivierung mit Aluminiumtrialkyl- Salzen, die leicht ihr Fluor gegen Halogen ausverbindungen. Diese Kombination ist aber für eine tauschen, z. B. Alkalifluoriden, und Natriumchlorid, wirtschaftliche Herstellung von isotaktischen Poly- das mit den Metallmonoalkyldihalogeniden Komplexmeren unbrauchbar, weil gleichzeitig ein hoher 30 salze bildet. So erhält man beispielsweise aus Aluamorpher Anteil entsteht. Ähnlich reagieren die miniumalkylsesquichlorid beim Umsatz mit NaCl Kontakte bei Aktivierung mit Aluminiumdialkylmono- und NaF in einem bestimmten Verhältnis eine fluoriden. Mischung von Aluminiumdialkylfluorid und Alu-Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur miniumdialkylchlorid.
lauge und mehrmaligem Auswaschen mit inerten io Für die Polymerisation ist es ohne Belang, ob man Lösungsmitteln durchgeführt werden. die Umsetzungsgemische von den darin enthaltenen Bei diesen nach dem älteren, nicht zum Stande der unlöslichen Salzen abtrennt oder die Gesamtsus-Technik gehörenden Verfahren hergestellten Kontakt- pension zur Aktivierung einsetzt. Man kann also systemen spielt die Art des Aktivierungsmittels eine auch die isolierten Dialkylmetallhalogenide und ausschlaggebende Rolle für die Polymerisation. Mit 15 -fluoride in entsprechenden Verhältnissen mischen Sesquichlorid, einem Gemisch von Mono- und Di- und diese Gemische zur Aktivierung verwenden,
chlorid, wird eine sehr geringe Polymerisations- Es ist aber einfacher, Metalldialkylmonohalogenide geschwindigkeit erhalten. Die Ursache hierfür ist die oder Metallalkylsesquihalogenide mit solchen Fluo-Anwesenheit des die Polymerisation störenden Di- riden, die leicht Fluor gegen Chlor bzw. Brom bzw. chlorids. Bindet man das im Sesquichlorid enthaltene 20 Jod austauschen, bei Temperaturen und Verhältnissen Dichlorid vor oder während der Polymerisation umzusetzen, bei welchen nur ein Teil des Chlors bzw. komplex mit NaCl, so erhält man auch mit dem Broms bzw. Jods gegen Fluor ausgetauscht wird,
trägen Sesquichlorid eine gute Aktivität und Selek- Besonders vorteilhaft und ökonomisch aktiviert man tivität, die der bei Verwendung von Monochlorid mit der Lösung oder Suspension aus der Umsetzung beobachtbaren entspricht. 25 der technisch leicht zugänglichen Metallalkylsesqui-Eine demgegenüber wesentlich gesteigerte Aktivität halogenide mit einem Salzgemisch aus fluorhaltigen erhält man bei Aktivierung mit Aluminiumtrialkyl- Salzen, die leicht ihr Fluor gegen Halogen ausverbindungen. Diese Kombination ist aber für eine tauschen, z. B. Alkalifluoriden, und Natriumchlorid, wirtschaftliche Herstellung von isotaktischen Poly- das mit den Metallmonoalkyldihalogeniden Komplexmeren unbrauchbar, weil gleichzeitig ein hoher 30 salze bildet. So erhält man beispielsweise aus Aluamorpher Anteil entsteht. Ähnlich reagieren die miniumalkylsesquichlorid beim Umsatz mit NaCl Kontakte bei Aktivierung mit Aluminiumdialkylmono- und NaF in einem bestimmten Verhältnis eine fluoriden. Mischung von Aluminiumdialkylfluorid und Alu-Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur miniumdialkylchlorid.
Herstellung von Polymerisaten mit einem isotaktischen 35 Ein weiterer Weg zur Herstellung der erfindungs-
Anteil von über 90 % durch Polymerisation oder gemäß verwendeten Aktivatoren besteht darin, daß
Mischpolymerisation von olefinisch ungesättigten man die umzusetzenden Metallalkylhalogenide (Cl,
Kohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel Br, J) erst während der Umsetzung mit den Fluoriden
herstellt, derart, daß man Trialkylverbindungen mit
CH2 = CHR 40 Chloriden bzw. Bromiden bzw. Jodiden des Metalls
der Trialkylverbindung und Fluoriden reagieren läßt.
in der R einen Alkylrest mit bis zu 8 Kohlenstoff- So kann man z. B. durch Reaktion eines Gemisches
atomen oder Phenyl bedeutet, in einem flüssigen Ver- von Aluminiumtriäthyl und Aluminiumchlorid mit
dünnungsmittel mit Hilfe von Katalysatoren, die aus Natriumfluorid bzw. von Aluminiumsesquichlorid mit
zwei Komponenten entweder vor der Polymerisation 45 Natriumfluorid einen für die Polymerisation sehr gut
hergestellt worden sind oder während der Polymeri- geeigneten Aktivator herstellen. Für die Herstellung
sation gebildet werden, wobei die eine Komponente von fluorhaltigen aluminiumorganischen Verbindungen
das feste, mit inerten Dispergiermitteln gewaschene wird kein Schutz begehrt.
Produkt ist, das durch Umsetzung einer Verbindung Es war nicht vorherzusehen, daß durch gleichzeitigen
eines Metalls der IV. bis VIII. Nebengruppe des 5° Einsatz von fluor- und chlor- bzw. brom- bzw. jod-
Periodischen Systems, besonders des Titans, mit einer haltigen Aktivatoren die Polymerisationsgeschwindig-
metallorganiscnen Verbindung der Elemente der I. bis keit im Vergleich zu einer Aktivierung mit z. B.
III. Hauptgruppe des Periodischen Systems bei —20 Aluminiumdialkylmonochlorid erhöht werden kann,
bis+200C und gegebenenfalls anschließender längerer ohne daß ein Absinken der Stereospezifität auftritt,
thermischer Behandlung bei 40 bis 1500C entstanden 55 Bei einer entsprechenden Aktivierung mit z. B.
ist, und die andere aktivierende Komponente eine Aluminiummonoalkylfluoriden allein wird zwar eine
Metallalkylverbindung ist, dadurch gekennzeichnet, höhere Polymerisationsgeschwindigkeit erhalten, je-
daß man solche Katalysatoren verwendet, die als doch ein Absinken der Stereospezifität festgestellt,
aktivierende Komponente ein Gemisch aus Metall- DieHerstellungderMischungenz.B. von Aluminium-
alkylhalogeniden, wobei das Halogen ein Atomgewicht 60 dialkylmonohalogeniden und Aluminiumdialkylmono-
größer als 35 hat, und Metallalkylfluoriden im Mol- fluoriden kann mit und ohne Verwendung inerter
verhältnis von Metallalkylhalogenid (Atomgewicht Lösungsmittel vorgenommen werden,
über 35) zu Metallalkylfluorid gleich 9:1 bis 1:1 Die Umsetzung von z. B. Aluminiumdialkylmono-
enthalten. halogeniden (Chlorid, Bromid oder Jodid) oder
Die erfindungsgemäß verwendeten Aktivatorge- 65 Aluminiumalkylsesquihalogeniden mit fluorhaltigen
mische lassen sich beispielsweise so herstellen, daß man Salzen erfolgt am besten in inerten Lösungsmitteln.
Metallalkylhalogenide (wobei »Metall« ein Metall der Die fluorhaltigen Salze müssen das Fluoratom leicht
III. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. Al, und gegen Chlor bzw. Brom bzw. Jod austauschen können.
Solche Salze sind, wie erwähnt, Alkali- und Erdalkalifluoride
oder auch Schwermetallfluoride, wie PbF2.
Als inerte Lösungsmittel eignen sich sauerstofffreie,
entschwefelte, gut getrocknete, olefinfreie Erdölfraktionen z. B. des Siedebereiches von 80 bis 25O0C.
Man kann aber auch mit gleichem Erfolg Aromaten, wie Toluol, Xylol, Diäthylbenzol, oder Alicyclen, wie
Cyclohexan, Methylcyclohexan, verwenden.
Die Eigenschaften der durch Umsetzung von Fluoriden mit Aluminiumdialkylhalogeniden oder
Aluminiumalkylsesquihalogeniden dargestellten Aktivatoren bei der Olefinpolymerisation sind stark abhängig
von der Konzentration, Temperatur, Erhitzungsdauer und dem Verhältnis metallorganischer
Verbindung zu Fluorid bei ihrer Herstellung. Bei sehr niedriger Konzentration und zu geringer Umsetzungstemperatur, z. B. unterhalb 200C, findet kein nennenswerter
Austausch zwischen Fluor und Halogen statt. Zu große Mengen an Fluorid führen zu einem Überschreiten
des optimalen Mischungsverhältnisses (Metalldialkylmonohalogenid [Chlorid, Bromid, Jodid]
zu Metalldialkylmonofluorid von etwa 1: 1), wobei eine Erhöhung des amorphen Anteils bei der Polymerisation
eintritt.
Als Substanzen zum Binden der Monoalkyldihalogenide in den Alkylsesquihalogeniden eignen
sich vor allem Alkali- und Erdalkalihalogenide, besonders NaCl, aber auch Diphenyläther. Die
Zugabe des Komplexbildners kann entweder vor dem Erhitzen mit dem Fluorid erfolgen, man kann aber
auch den Komplexbildner und das Fluorid mit dem Sesquichlorid zusammen erhitzen. Bei Verwendung
von NaCl als Komplexbildner und NaF als Fluoridkomponente hat sich ein Verhältnis Sesqui: Na Cl: Na F
von 2:1:1 als besonders günstig erwiesen.
Die Polymerisation kann diskontinuierlich oder kontinuierlich, drucklos oder bei niedrigen Drücken
von beispielsweise 1 bis 30 atm so durchgeführt werden, daß entweder das genannte feste Umsetzungsprodukt
und der Aktivator vorgelegt werden oder das Umsetzungsprodukt und/oder der Aktivator
ganz oder teilweise während der Polymerisation zugegeben werden. Die Polymerisation kann in
inerten Lösungsmitteln, wie sie oben aufgeführt wurden, und/oder in dem flüssigen Monomeren vorgenommen
werden. Die Polymerisationstemperatur richtet sich nach dem Monomeren, sollte aber 1500C
nicht überschreiten.
Beispiel 1
a) Herstellung der festen Katalysatorkomponente
a) Herstellung der festen Katalysatorkomponente
In einem 2-1-Vierhalskolben werden unter Ausschluß
von Luft und Feuchtigkeit 600 g einer 20gewichtsprozentigen Lösung von Aluminiumdiäthylmonochlorid
in einer Dieselölfraktion vom Siedepunkt 196 bis 2200C vorgelegt und unter Rühren
110 ecm TiCl4 innerhalb von 4 Stunden bei O0C
zugetropft. Nach einer Nachreaktion von etwa 4 Stunden bei 00C läßt man den Ansatz 10 Stunden
bei Raumtemperatur stehen und erhitzt dann unter Rühren und Durchleiten von Stickstoff 4 Stunden
lang auf 85 bis 9O0C. Nach dem Abkühlen wird der
feine rotbraune Niederschlag von der überstehenden Mutterlauge dekantiert und drei- bis viermal mit je 21
der Dieselölfraktion ausgewaschen.
b) Propylenpolymerisation
In einem 3,5-1-Rührgefäß mit Rührer, Gasein- und -ableitung werden 2,01 eines gut von Wasser und
Sauerstoff befreiten Gemisches von gesättigten Kohlenwasserstoffen des Siedebereiches 200 bis 2200C als
Lösungsmittel für das Monomere und als Dispergiermittel für den Katalysator und das Polymere vorgelegt.
Unter Stickstoff werden bei 500C die unten beschriebenen
Aktivatoren und danach das oben beschriebene TiCl3-haltige Umsetzungsprodukt zugegeben.
Dann wird unter Atmosphärendruck bei 5O0C Propylen eingeleitet. Nach 5 Stunden wird der
Ansatz mit 40 ml Butanol versetzt und mehrmals mit 500 ml Wasser ausgewaschen. Das in dem
Dispergiermittel unlösliche Polymere wird abgenutscht, einer Wasserdampfdestillation unterworfen und getrocknet.
Aus dem Filtrat wird nach Vakuumdestillation der lösliche Anteil bestimmt.
Das unlösliche Polymere wird durch seine reduzierte Viskosität (0,5%ige Lösung in Tetrahydronaphthalin
bei 1300C) charakterisiert. Als Aktivator werden
A1(C2H5)2C1 zusammen mit Al(C2Hg)2F (hergestellt
jeweils nach Ziegler und Köster, A., 608, S. 1 ff.) verwendet. Die Tabelle 1 zeigt ein Optimum bei dem
Mischungsverhältnis 1:1.
20 mMol | Al(C2H5) | Aktivator | OmMoI | Al(C2 | H5)2F | g/gTiCl3/Std. | Unlösliches Polypropylen | η red | |
15 mMol | Al(C2H5) | 5 mMol | Al(C2 | H5)aF | 6 | 7,70 (Vergleichsversuch) | |||
10 mMol | Al(C2H5) | 2C1 | 10 mMol | Al(C2 | H5)aF | 6,3 | 7o | 9,96 | |
1. | 5 mMol | Al(C2H5) | 2C1 | 15 mMol | Al(C2 | H5)2F | 12,5 | 96,5 | 10,6 |
2. | OmMoI | Al(C2H5) | 2C1 | 20 mMol | Al(C2 | H5)2F | 16,5 | 97,5 | 9,30 (Vergleichsversuch) |
3. | 2C1 | 16,5 | 96 | 9,26 (Vergleichsversuch) | |||||
4. | 2C1 | 88 | |||||||
5. | 76 | ||||||||
Beispiel 2 gegebenen Menge von gut trockenem Fluorid versetzt.
Dabei stieg die Temperatur von 2O0C bis auf maximal
a) Aktivatorherstellung 6QoC an Es wur(je 3Q Minuten auf 90oC erhitzt und
Unter Ausschluß von Luft und Feuchtigkeit wurden 65 dann die Suspension zum Aktivieren eingesetzt.
4OmMoI Al(C2Hs)2Cl in 30%iger Lösung in ge-
4OmMoI Al(C2Hs)2Cl in 30%iger Lösung in ge-
sättigten Kohlenwasserstoffen, Siedebereich 200 bis D) polymerisation
22O0C, unter Rühren mit der in der Tabelle an- Erfolgt, wie im Beispiel 1 angegeben (20 mMol TiCl3).
Aktivator
Unlösliches Polypropylen
g/g TiCl3/Std. »/„ ! ,,red
g/g TiCl3/Std. »/„ ! ,,red
4OmMoI Al(C2Hs)2Cl (Vergleichsversuch)
4OmMoI Al(C2Hg)2Cl + 4OmMoI NaF*)
4OmMoI Al(C2Hg)2Cl + 4OmMoI NaF*)
7,5
13,5-
13,5-
97
97,5
97,5
9,54
14,0
14,0
*) Molverhältnis der Chlor- zur Fluorverbindung im fertigen Aktivator = 1,8:1.
a) Aktivatorherstellung
(Aluminiumäthylsesquichlorid: NaCl: NaF=2:1:1)
(Aluminiumäthylsesquichlorid: NaCl: NaF=2:1:1)
In einem 100-ccm-Vierhalskolben, versehen mit
Rührung, Rückflußkühler und Stickstoffüberlagerung, werden 25 ecm gesättigter Kohlenwasserstoff vom
Siedepunkt 200 bis 220c C und 1,17 gNaCl = 20 mMol
(4 Stunden bei 2000C im Hochvakuum getrocknet) vorgelegt. (Mit gleichem Erfolg kann das NaF auch
von Anbeginn an mit dem NaCl zusammen vorgelegt werden.) Dann werden unter Rühren und Kühlung
innerhalb von 10 Minuten bei 200C Innentemperatur 8,99 ecm Diäthylaluminiumsesquichlorid = 40 mMol
(Mono : Di = 50: 50) zugetropft. Nach Entfernung des Kühlbades wird auf 70 bis 90°C erhitzt, bis die
Lösung klar ist und sich zwei Schichten [Öl (= Dichlorid-NaCl-Komplex)
und gesättigter Kohlenwasserstoff-Monochlorid] ausgebildet haben. Dann werden
bei ~70°C 0,84 g NaF = 20 mMol zugegeben. Dabei steigt die Temperatur auf 90 bis 1000C. Anschließend
wird der Ansatz bei 900C 30 Minuten lang gehalten. Die Aktivatorlösung kann entweder bei 65 bis 70 ° C
von dem Öl abgehebert werden, oder man läßt die ölige Schicht erstarren und trennt dann die Aktivatorlösung
vom festen Rückstand ab. Die Entfernung des Salzrückstandes durch Aufschmelzen und Abhebern
bereitet keine Schwierigkeiten. Etwa 7,5 ecm der Lösung entsprechen 10 mMol Diäthylaluminiumhalogenid.
Das Molverhältnis der Chlor- zur Fluorverbindung beträgt 1,6: 1.
b) Polymerisation
Die Propylenpolymerisationen werden, wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt (10 mMol TiCl3-Katalysator
und die unter a) angegebene fluorhaltige Aktivatorlösung). Die Ergebnisse von Polymerisationen,
die mit Aktivatoren bei verschiedenen Verhältnissen Sesquichlorid: NaCl: NaF hergestellt
wurden, sind in der Tabelle 3 zusammengestellt.
Aktivator
Verhältnis Sesquichlorid: NaCl: NaF
Verhältnis Sesquichlorid: NaCl: NaF
Molverhältnis der
Chlor-Fluor-Verbindung
im fertigen
Aktivator
Chlor-Fluor-Verbindung
im fertigen
Aktivator
Unlösliches, kristallines Polypropylen
g/gTiCyStd, % ; η red
0,5 (Vergleichsversuch)
1
1,14
1,34
1,5 (Vergleichsversuch)
2 (Vergleichsversuch)
2: 1
2:1
2: 1
2: 1
2: 1
2: 1
Diäthylaluminiummonochlorid (Vergleichsversuch) ..
2:1
2: 1
2: 1
2: 1
2: 1
Diäthylaluminiummonochlorid (Vergleichsversuch) ..
nicht bestimmt
10,4
26
26
33,3
34,5
91 | 6,7 |
97 | 11,0 |
96 | 12,8 |
94 | 12,6 |
92 | 13,7 |
83 | 11,5 |
94 | 6,8 |
a) Aktivatorherstellung
In einem 250-ccm-Vierhalskolben wird zu einer
Suspension von 150 ecm eines gesättigten Kohlenwasserstoffes
vom Siedepunkt 200 bis 22O0C und 1,68 g (= 40 mMol) trocknes Natriumfluorid eine
Mischung von 2,82 ecm (= 20 mMol) Aluminiumtriäthyl und 4,46 ecm (= 20 mMol) Diäthylaluminiumsesquichlorid
bei 25° C zugegeben und anschließend 30 Minuten lang auf 9O3C erhitzt. Die Suspension
wird ohne vorherige Abtrennung des Salzes zur Polymerisation eingesetzt. Das Molverhältnis der
Chlor- zur Fluorverbindung beträgt 1,9: 1.
b) Polymerisation
Die Propylenpolymerisation wird, wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt (20 mMol TiCl3-Katalysator
und der unter a) hergestellte fluorhaltige Aktivator). Es werden 280 g unlösliches Polypropylen erhalten,
das entspricht 18,2 g/g TiCl3/Std. Die Ausbeute an löslichem und amorphem Polymerisat beträgt 6 g,
das sind 2,1 % Molgewicht: ηκά — 12,6.
a) Aktivatorherstellung
In einem Vierhalskolben, versehen mit Rückflußkühler, Rührung, Stickstoffüberlagerung und Thermometer,
werden 3,76 ecm (= 26,66 mMol) Aluminiumtriäthyl zu einer Suspension von 100 ecm eines
gesättigten Kohlenwasserstoffes vom Siedepunkt 200 bis 220°C und 1,78 g (= 13,33 mMol) trocknem,
sublimiertem Aluminiumtrichlorid sowie 1,68 g (= 20 mMol) trocknem Aluminiumtrifluorid gegeben.
Anschließend wird 2. Stunden auf 9O0C erhitzt. Man
verwendet zur Polymerisation die Suspension ohne
Abtrennung des Salzes. Das Molverhältnis der Chlorzur
Fluorverbindung beträgt 3,2: 1.
b) Polymerisation
Die Propylenpolymerisation wird, wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt (2OmMoI TiCl3 und der
unter a) hergestellte fiuorhaltige Aktivator).
Ausbeute an unlöslichem Polypropylen 20 g/g Std. (fired = 14,2).
Polymerisation wie Beispiel 1, aber mit Buten als Monomeres, bei 300C.
Aktivator
Unlösliches, kristallines Polybuten
g/g TiCl3/Std.
7o
η red
40 mMol Al(C2Hg)2Cl (Vergleichsversuch)
20 mMol Al(C2Hs)2Cl + 20 mMol Al(C2H5)aF
14,3
19,5
19,5
97
98
98
6,7
9,3
9,3
(Reduzierte Viskositäten, gemessen in Dekahydronaphthalin [0,10IM, 1350C).
20
Die Polymerisation von Styrol wird unter Bedingungen, wie sie im Beispiel 1 angegeben sind,
durchgeführt. Bei einem Einsatz von 20 mMol TiCl3
und 40 mMol Aktivator (Herstellung Beispiel 3) wird ein Umsatz von 97°/o erzielt. Das Polymerisat ist
fast ausschließlich kristallin.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten mit einem isotaktischen Anteil von über 9O°/o
durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen
der allgemeinen Formel CH2 = CHR, in der R einen Alkylrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen
oder Phenyl bedeutet, in einem flüssigen Verdünnungsmittel mit Hilfe von Katalysatoren, die
aus zwei Komponenten entweder vor der Polymerisation hergestellt worden sind oder während
der Polymerisation gebildet werden, wobei die eine Komponente das feste, mit inerten Dispergiermitteln
gewaschene Produkt ist, das durch Umsetzung einer Verbindung eines Metalls der IV. bis VIII.
Nebengruppe des Periodischen Systems, besonders des Titans, mit einer metallorganischen Verbindung
der Elemente der I. bis III. Hauptgruppe des Periodischen Systems bei —20 bis +200C und
gegebenenfalls anschließender längerer thermischer Behandlung bei 40 bis 150°C entstanden ist, und
die andere aktivierende Komponente eine Metallalkylverbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß
man solche Katalysatoren verwendet, die als aktivierende Komponente ein Gemisch aus Metallalkylhalogeniden,
wobei das Halogen ein Atomgewicht größer als 35 hat, und Metallalkylfluoriden
im molaren Mischungsverhältnis 9:1 bis 1:1 enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Propylen oder η-Buten polymerisiert.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Ausgelegte Unterlagen des belgischen Patents Nr. 543 259.
Ausgelegte Unterlagen des belgischen Patents Nr. 543 259.
© 109 619/474 6.61
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE572163D BE572163A (de) | 1957-10-19 | ||
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