DE1128663B - Process for polymerizing monomeric unsaturated compounds - Google Patents
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Description
Es ist bekannt, die Polymerisation ungesättigter organischer Verbindungen mit Hilfe von Redoxsystemen rasch und bei niedrigen Temperaturen durchzuführen. Unter Redoxsystemen werden Kombinationen aus reduzierend und oxydierend wirkenden Verbindungen verstanden, wobei als reduzierende Verbindungen in erster Linie tertiäre Amine, Sulfinsäuren und Mercaptane bzw. Mercaptide genannt seien. Der dem Fachmann geläufige Nachteil, der mit der Verwendung tertiärer Amine als Redoxkomponente verbunden ist, besteht in der Verfärbung der so hergestellten Polymerisate, die zumal bei glasklaren Produkten störend wirkt. Sulfinsäuren zeigen zwar zum Teil eine erhebliche Wirksamkeit, haben jedoch den Nachteil, daß sie unbeständig sind und nur beschränkte Zeit gelagert werden können. Redoxsysteme, deren reduzierend wirkende Bestandteile Mercaptane bzw. Mercaptide sind, bewirken dann eine rasche Erhärtung von äthylenisch ungesättigten Verbindungen, wenn dem zu polymerisierenden Gemisch geringe Mengen einer Kupferverbindung zugesetzt werden. Dieses Vorgehen ist in den deutschen Auslegeschriften D 13 947 IVb/39c und D 15 904 IVb/39b beschrieben. Eine weitere Steigerung der Polymerisationsgeschwindigkeit kann nach einem in der deutschen Auslegeschrift D 17 723 IVb/39c beschriebenen Verfahren durch Zusatz einer solchen Verbindung, die ein locker gebundenes Halogenatom enthält, zu dem zu polymerisierenden Monomeren erzielt werden.The polymerization of unsaturated organic compounds with the aid of redox systems is known to be carried out quickly and at low temperatures. Redox systems are combinations understood from reducing and oxidizing compounds, as reducing compounds primarily tertiary amines, sulfinic acids and mercaptans or mercaptides may be mentioned. Of the the disadvantage familiar to those skilled in the art, associated with the use of tertiary amines as redox components is, consists in the discoloration of the polymers produced in this way, especially in the case of crystal clear Interferes with products. Sulphinic acids show considerable effectiveness in some cases, but they have the disadvantage that they are unstable and can only be stored for a limited time. Redox systems, whose reducing constituents are mercaptans or mercaptides then cause a rapid hardening of ethylenically unsaturated compounds if the mixture to be polymerized small amounts of a copper compound are added. This procedure is in the German Auslegeschriften D 13 947 IVb / 39c and D 15 904 IVb / 39b. Another increase in The rate of polymerization can be described in the German Auslegeschrift D 17 723 IVb / 39c Process by adding such a compound that has a loosely bound halogen atom contains, to be achieved to the monomer to be polymerized.
Die mit Polymerisationsbeschleunigern, die aus einer Perverbindung, einem Mercaptan bzw. Mercaptid, gegebenenfalls einer Chlorverbindung und einem Kupfersalz, bestehen, erzielbaren Polymerisationsgeschwindigkeiten sind so gut, daß — da eine zu erhärtende Kunststoffmasse eine gewisse »Verarbeitungsbreite« aufweisen muß, d. h. nicht zu rasch erhärten darf — eine weitere Steigerung in dieser Richtung im allgemeinen nicht mehr erforderlich ist. Die bekannten Beschleunigersysteme sind in jenen Fällen nicht voll befriedigend, in denen das Kupfer das Polymerisat verfärbt oder/und in denen die Notwendigkeit, die Polymerisation durch eine Erwärmung der zu erhärtenden Masse auf 30 bis 40°C »anzustoßen«, unbequem ist, wie dies z. B. für die Verarbeitung von Polyestern in Verbindung mit Glasfasermatten nach dem Handauflegeverfahren gilt.Those with polymerization accelerators, which are made from a per compound, a mercaptan or mercaptide, optionally a chlorine compound and a copper salt exist, achievable polymerization rates are so good that - there is too much hardening plastic compound must have a certain "processing latitude", d. H. not too quickly may harden - a further increase in this direction is generally no longer necessary. The known accelerator systems are not fully satisfactory in those cases in which the copper the polymer discolored or / and in which the need to polymerize by heating the mass to be hardened to 30 to 40 ° C "to bump" is inconvenient, as z. B. for processing of polyesters in connection with glass fiber mats using the hand lay-up method applies.
Für die technische Verwertung ist entscheidend, daß der Verarbeiter ein möglichst einfaches Beschleunigersystem
in die Hand bekommt, bei dessen Verwendung Fehldosierungen weitgehend ausgeschlossen sind —
eine Forderung, die von einem z. B. aus vier Kompo-Verfahren zum Polymerisieren
von monomeren ungesättigten VerbindungenFor the technical utilization it is crucial that the processor gets the simplest possible accelerator system in hand. B. from four Kompo processes for polymerizing
of monomeric unsaturated compounds
Anmelder:Applicant:
Röhm & Haas G. m. b. H.,
Darmstadt, Mainzer Str. 42Röhm & Haas G. mb H.,
Darmstadt, Mainzer Str. 42
Dr. Gruber und Dr. Wohnhas, Darmstadt,
sind als Erfinder genannt wordenDr. Gruber and Dr. Wohnhas, Darmstadt,
have been named as inventors
nenten (Perverbindung, Mercaptid, Chlorverbindung und Kupfersalz) aufgebauten Redoxsystem zweifellos nicht erfüllt wird —.nenten (per compound, mercaptide, chlorine compound and copper salt) built-up redox system undoubtedly is not met -.
Es wurde nun gefunden, daß ungesättigte Verbindungen, wie Styrole, Vinylester und insbesondere Acryl- und Methacrylverbindungen, unter der Einwirkung eines aus einer Perverbindung und einem Mercaptid von Thiocarbonsäureestern oder von Thioglykolestern der allgemeinen FormelnIt has now been found that unsaturated compounds such as styrenes, vinyl esters and in particular Acrylic and methacrylic compounds, under the action of one of a per compound and one Mercaptide of thiocarboxylic acid esters or of thioglycol esters of the general formulas
— (CH2)„ — - (CH 2 ) " -
beziehungsweiserespectively
Me.Me.
S-(CH2V-COORS- (CH 2 V-COOR
S-(CH2V-COORS- (CH 2 V-COOR
Me-S-(CH2V-O-CO-RMe-S- (CH 2 VO-CO-R
beziehungsweiserespectively
S-(CH2V-O-CO-RS- (CH 2 VO-CO-R
Me"Me "
S-(CH2V-O-CO-RS- (CH 2 VO-CO-R
aufgebauten Redoxsystems ohne zusätzliche Erwärmung in wenigen Minuten erhärten. In den genannten Formeln bedeutet Me ein Metall der I. oder II. Gruppe des Periodischen Systems, vornehmlich Cadmium oder Zink, η die Zahl 1 bis 4, R einen Alkyl-, Aryl- oder Aralkylrest.Harden the established redox system in a few minutes without additional heating. In the formulas mentioned, Me denotes a metal from group I or II of the Periodic Table, primarily cadmium or zinc, η denotes the number 1 to 4, and R denotes an alkyl, aryl or aralkyl radical.
209 577/446209 577/446
Von den formelmäßig dargestellten. Mercaptidverbindungen kommt den Mercaptiden der Thioglykolsäureester die größere praktische Bedeutung zu.Of the formulas shown. Mercaptide compounds the mercaptides of thioglycolic acid esters are of greater practical importance.
Wenn auch die als Polymerisationsbeschleuniger bekannten Perverbindungen, wie Benzoylperoxyd, Lauroylperoxyd, Ditert.-butyl-di-perphthalat, Cumolhydroperoxyd, Butylhydroperoxyd u. dgl., zur Durchführung des neuen Verfahrens brauchbar sind, hat sich eine Kombination aus den genannten Thioglykolsäurederivaten mit Mono-tert.-butylpermaleinat hinsichtlich der Erhärtungsgesehwindigkeit und der Vollständigkeit der Polymerisation, d. h. hinsichtlich der Vermeidung von.im Polymerisat verbleibenden Restmonomeren, als besonders vorteilhaft erwiesen. Außer den bereits genannten Vorteilen weisen die neuen Beschleunigersysteme eine gute Lagerungsfähigkeit auf, so daß die Komponenten sowohl für sich allein als auch entweder als Lösung der Thioverbindung im Monomeren bzw. in einer anderen Flüssigkeit, z. B. in einem Weichmacher, oder als Gemisch der Perverbindung mit einem Polymerisat über längere Zeiträume aufbewahrt werden können.Even if the per compounds known as polymerization accelerators, such as benzoyl peroxide, Lauroyl peroxide, di-tert-butyl-di-perphthalate, cumene hydroperoxide, butyl hydroperoxide and the like, to carry out of the new process are useful, a combination of the thioglycolic acid derivatives mentioned has been found with mono-tert-butylpermaleate with regard to the rate of hardening and completeness the polymerization, d. H. with regard to the Avoidance of residual monomers remaining in the polymer has proven particularly advantageous. Except the advantages already mentioned, the new accelerator systems have a good shelf life, so that the components both on their own and either as a solution of the thio compound in the Monomers or in another liquid, e.g. B. in a plasticizer, or as a mixture of the per compound can be stored with a polymer for longer periods of time.
Vornehmlich aus - der Verarbeitungstechnik von Methacrylaten ist die Erhärtung eines aus Polymethylmethacrylat und monomerem Methylmethacrylat bestehenden Gemisches unter der Einwirkung eines Beschleunigers oder eines Beschleunigersystems, insbesondere aus der Dentaltechnik, bekannt. Das neue Redoxsystem eignet sich auch für die Erhärtung solcher Massen in ausgezeichneter Weise. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Vorgehen zum Erhärten von Gießharzen auf PolyesterBasis mit ausgezeichnetem Erfolg verwendbar. Glasklare Polymerisate, z. B. Blockpolymerisate des Methacrylsäuremethylesters, die auf die erfindungsgemäße Weise hergestellt worden sind, erfahren weder bei 4er Polymerisation noch bei der späteren Bewitterung eine Verfärbung und unterscheiden sich damit von jenen Kunststoffen, die mit Hilfe solcher Schnellbeschleuniger hergestellt wurden, die zum Teil aus einer Kupferverbindung oder aus einem tertiären Amin bestehen.Mainly from - the processing technology of methacrylates is the hardening of one made of polymethyl methacrylate and monomeric methyl methacrylate existing mixture under the action of a Accelerator or an accelerator system, in particular from dental technology, known. The new The redox system is also excellently suited for hardening such masses. Furthermore, this is Procedure according to the invention for hardening casting resins based on polyester with excellent success usable. Crystal clear polymers, e.g. B. block polymers of methyl methacrylate based on the have been prepared according to the invention, experience neither in 4-way polymerization nor in the later weathering a discoloration and thus differ from those plastics that with The help of such rapid accelerators were produced, some of which were made from a copper compound or from consist of a tertiary amine.
Im nachstehenden Beispiel 1 ist die Wirksamkeit des neuen Redoxsystems (Versuche 5 bis 9) mit der bekannter Beschleuniger (Versuche 1 bis 4), deren reduzierende Komponente ebenfalls ein Mercaptid ist, verglichen.In Example 1 below, the effectiveness of the new redox system (experiments 5 to 9) is with the known accelerator (experiments 1 to 4), the reducing component of which is also a mercaptide, compared.
Die Versuche wurden bei Zimmertemperatur (21 ° C) durchgeführt. Bei dieser Temperatur wurde mit den bekannten Mercaptiden im Verlauf von 8 Stunden keine Polymerisation erzielt. Aus der bereits erwähnten Auslegeschrift D 15 904 IVb/39b ist bekannt, daß ein aus Polymethylmethacrylat und MethylmethacrylatThe tests were carried out at room temperature (21 ° C). At this temperature the known mercaptides achieved no polymerization in the course of 8 hours. From the already mentioned Auslegeschrift D 15 904 IVb / 39b is known that a polymethyl methacrylate and methyl methacrylate
ίο (Mengenverhältnis 1:1 bis 1:0,1) bestehendes Gemisch unter der Einwirkung eines Peroxyds, eines Kupfersalzes und eines Alkali- oder Erdalkalimercaptids eines tertiären Mercaptans bei höherer Temperatur (37,5° C) in 4 bis 7 Minuten erhärtet.ίο (quantity ratio 1: 1 to 1: 0.1) existing mixture under the action of a peroxide, a copper salt and an alkali or alkaline earth mercaptide tertiary mercaptans hardened at a higher temperature (37.5 ° C) in 4 to 7 minutes.
Die im Beispiel 2 beschriebene Polymerisation von Methacrylsäuremethylester unter der Einwirkung eines erfindungsgemäß zu verwendenden Redoxsystems wurde in einem zweiten Fall unter Zusatz eines Kupfersalzes durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, daß Kupfer bei den neuen Beschleunigersystemen die Polymerisation nicht fördert, sondern hemmt.The polymerization of methacrylic acid methyl ester described in Example 2 under the action of a According to the invention to be used redox system was in a second case with the addition of a copper salt carried out. It has been shown that copper in the new accelerator systems the polymerization does not promote, but inhibits.
Mit Beispiel 3 wird die Herstellung eines handelsüblichen Polyesters auf der Basis Maleinsäure— Äthylenglykol—Styrol mit verschiedenen Mercaptid- und Peroxydmengen beschrieben.Example 3 shows the production of a commercial polyester based on maleic acid. Ethylene glycol — styrene with various mercaptide and amounts of peroxide described.
3 g Polymethylmethacrylat und 1,5 g Methacrylsäuremethylester wurden bei Zimmertemperatur (etwa 210C) mit verschiedenen Redoxsystemen (Peroxyd, Mercaptid und gegebenenfalls Cu++) zusammen verrührt und die Beschleunigerwirkung durch Messung der maximalen Polymerisationstemperatur und der zugeordneten Polymerisationsdauer geprüft.3 g of polymethyl methacrylate and 1.5 g of methyl methacrylate were (about 21 C 0) (, mercaptide and optionally Cu + + peroxide) was stirred with various redox systems together at room temperature and tested the accelerating effect by measuring the maximum polymerization temperature and the polymerization time associated.
Bei den Versuchen Nr. 3 und 4 der nachfolgenden Tabelle wurde Dibenzoylperoxyd (15 mg) als peroxydische Komponente und in allen anderen Versuchen 15 mg Mono-tert.-butylpermaleinat als Peroxyd verwendet. Kupfer kam in den angegebenen Versuchen in einer Konzentration von 10~4%> auf das Monomere berechnet, als Kupferoleat zur Anwendung.In experiments 3 and 4 in the table below, dibenzoyl peroxide (15 mg) was used as the peroxide component and in all other experiments 15 mg of mono-tert.-butylpermaleate was used as the peroxide. Copper was in the indicated experiments at a concentration of 10 ~ 4%> au f the monomer calculated as copper oleate used.
Nr.attempt
No.
Temperatur
°CMaximum
temperature
° C
dauerPolymerization
duration
mercaptan (19 mg)Zn mercaptide of tert-dodecyl
mercaptan (19 mg)
2-äthylhexylester (20,6 mg)Cd mercaptide of thioglycolic acid
2-ethylhexyl ester (20.6 mg)
farbloshard polymer, clear,
colorless
butylester (19 mg)Cd mercaptide of thioglycolic acid
butyl ester (19 mg)
2-äthylhexylester (38 mg)Zn mercaptide of thioglycolic acid
2-ethylhexyl ester (38 mg)
2-äthylhexylester (76 mg)Zn mercaptide of thioglycolic acid
2-ethylhexyl ester (76 mg)
/?-thio-äthylestersIsobutyric Acid Cd Mercaptide
/? - thio-ethyl ester
Methacrylsäuremethylester wurde isotherm bei 2O0C in unter Inertgas abgeschmolzenen Reagenzgläsern einmal mit 0,24 % Mono-tert.-butylpermaleinat und 0,33 °/o Cadmiummercaptid von Thioglykolsäure-2-äthylhexylester und zum anderen mit zusätzlich ΙΟ"40/,, Cu++ (als Cu-Oleat) polymerisiert. Während die Probe ohne Kupferzusatz schon nach 3 Stunden praktisch zu 100 % auspolymerisiert war, war die Probe mit Kupfer nach 20 Stunden nur dickflüssig. ">Methyl methacrylate was isothermally at 2O 0 C in sealed tubes under inert gas once with 0.24% mono-tert-butylpermaleinat and 0.33 ° / o Cadmiummercaptid of thioglycolic acid-2-ethylhexyl and the other with addition ΙΟ "40 / ,, Cu + + (as Cu oleate) polymerized. While the sample without the addition of copper was practically 100% polymerized after 3 hours, the sample with copper was only viscous after 20 hours. ">
Zur Härtung eines handelsüblichen Gemisches aus einem ungesättigten Polyester und Styrol wurden bei 21° C (Zimmertemperatur) Mono-tert.-butylpermaleinat und Cadmiummercaptid des Thioglykolsäure-2-äthylhexylesters zugegeben und die Beschleunigerwirkung durch Bestimmung der maximalen Polymerisationstemperatur und der Polymerisationsdauer ermittelt. Die nachstehende Aufstellung zeigt den Ablauf der Polymerisation bei verschiedenen Mercaptid- und Peroxydmengen.For curing a commercially available mixture of an unsaturated polyester and styrene were at 21 ° C (room temperature) mono-tert-butylpermaleate and cadmium mercaptide of thioglycolic acid 2-ethylhexyl ester added and the accelerator effect by determining the maximum polymerization temperature and the polymerization time are determined. The following list shows the course of the polymerization with different mercaptide and amounts of peroxide.
Claims (2)
Temperatur
0CMaximum
temperature
0 C
dauerPolymerization
duration
1
1,51
1
1.5
1
1 1 U
1
1
10072
100
13 Min.
auspolymeri-
siert nach
5 Min.23 min.
13 min.
polymerized
reads after
5 min.
Priority Applications (3)
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DER29922A DE1128663B (en) | 1961-03-21 | 1961-03-21 | Process for polymerizing monomeric unsaturated compounds |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3437716A (en) * | 1966-12-13 | 1969-04-08 | Cosan Chem Corp | Process for accelerating polymerization of ethylenically unsaturated monomers using trivalent antimony compounds |
DE1301074B (en) * | 1964-06-20 | 1969-08-14 | Resart Ihm Ag | Process for the preparation of polymerization products |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3534122A (en) * | 1967-03-10 | 1970-10-13 | Sartomer Resins Inc | Free radical polymerization of bulk liquid acrylic monomer with monotertiary butyl peroxy maleic acid and tertiary phosphine coagent at room temperature |
US4242482A (en) * | 1979-12-21 | 1980-12-30 | Dart Industries Inc. | Peroxygen compound-metal mercaptide redox catalyst system for vinyl halide polymerization |
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- 1961-03-21 DE DER29922A patent/DE1128663B/en active Pending
-
1962
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- 1962-03-12 BE BE614983A patent/BE614983A/en unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB938068A (en) | 1963-09-25 |
BE614983A (en) | 1962-07-02 |
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