DE1164669B - Process for the emulsion polymerization of 1,3-butadiene hydrocarbons - Google Patents

Process for the emulsion polymerization of 1,3-butadiene hydrocarbons

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DE1164669B
DE1164669B DENDAT1164669D DE1164669DB DE1164669B DE 1164669 B DE1164669 B DE 1164669B DE NDAT1164669 D DENDAT1164669 D DE NDAT1164669D DE 1164669D B DE1164669D B DE 1164669DB DE 1164669 B DE1164669 B DE 1164669B
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Homer Pine Smith
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: C 08 dBoarding school Class: C 08 d

Deutsche Kl.: 39 c-25/05 German class: 39 c -25/05

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Aktenzeichen:
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1 164 669
U9363IVd/39c
31. Oktober 1962
5. März 1964
1 164 669
U9363IVd / 39c
October 31, 1962
March 5, 1964

Es ist bekannt, daß bei der üblichen Emulsionspolymerisation von 1,3-Butadien der Prozentgehalt der cis-orientierten Monomereinheiten in der PoIybutadienpolymerkette stark von der Polymerisationstemperatur im Bereich von —20 bis 80° C abhängig ist. Die Daten, die diesen bekannten Effekt zeigen, können gefunden werden in Synthetic Rubber, G. S. Whitby, John Wiley & Sons, New York, 1954, S. 342 bis 344, und in Me da Ii a und Freeman, JACS, 75, S. 4790 (1953). ίοIt is known that in the usual emulsion polymerization of 1,3-butadiene, the percentage of the cis-oriented monomer units in the polybutadiene polymer chain strongly dependent on the polymerization temperature in the range from -20 to 80 ° C is. The data showing this known effect can be found in Synthetic Rubber, G. S. Whitby, John Wiley & Sons, New York, 1954, pp. 342 to 344, and in Me da Ii a and Freeman, JACS, 75, p. 4790 (1953). ίο

Die Wirkung der Polymerisationstemperatur auf die Prozentanteile der cis-(cis-1,4-Anlagerung)-, trans-(trans-1,4-Anlagerung)- und Vinyl-(1,2-Anlagerung)-Struktur, die in Polybutadien gefunden werden, welches durch die übliche, wäßrige Emulsionspolymerisation polymerisiert ist, wird in der folgenden Tabelle gegeben. Die Werte dieser Tabelle wurden nach analytischen Verfahren erhalten, die später beschrieben werden.The effect of the polymerization temperature on the percentage of cis- (cis-1,4-addition) -, trans- (trans-1,4-addition) - and vinyl (1,2-addition) structure found in polybutadiene, which is produced by conventional aqueous emulsion polymerization is polymerized is given in the following table. The values in this table were obtained by analytical methods which will be described later.

PolymerisationsPolymerization 0 ' «-MC
■ 0 CIS
0 '«-MC
■ 0 CIS
Strukturstructure % trans% trans
temperaturtemperature 44th 8181 0C 0 C 88th 7o Vinyl7o vinyl 76,576.5 -20-20 1515th 1515th 6767 + 5+ 5 1818th 15,515.5 6464 + 50+ 50 1818th +80+80 1818th

Verfahren zur Emulsionspolymerisation von
1,3-Butadien-Kohlenwasserstoffen
Process for the emulsion polymerization of
1,3-butadiene hydrocarbons

Anmelder:Applicant:

United States Rubber Company, New York, N. Y.United States Rubber Company, New York, N.Y.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschemrieder, Patentanwalt, München 8, Lucile-Grahn-Str. 38Dipl.-Ing. Dr.-Ing. R. Poschemrieder, patent attorney, Munich 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Homer Pine Smith, Little Falls, Passaic, N. J.Homer Pine Smith, Little Falls, Passaic, N.J.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 18. Januar 1962V. St. v. America January 18, 1962

(Nr. 167 158)(No. 167 158)

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß der Prozentgehalt der cis-Stiuktur von ungefähr 4% bei einer Polymerisationstemperatur von —20° C auf 18% bei 80° C ansteigt. Der Anteil der Vinylstruktur ist fast konstant, da er nur von 15% bei —20° C auf 18% bei 80° C ansteigt. Der Prozentgehalt an transStruktur nimmt in dem Maße ab, wie der Prozentgehalt an eis- und Vinylstruktur zunimmt. Diese Werte stimmen im wesentlichen mit den von Whitby, a. a. O., und von M e d a 1 i a und Freeman, a. a. Ο., gefundenen überein.From this table it can be seen that the percentage of the cis structure of about 4% in a Polymerization temperature from -20 ° C to 18% 80 ° C increases. The proportion of the vinyl structure is almost constant, as it only goes from 15% at -20 ° C to 18% increases at 80 ° C. The percentage of transStruktur decreases as the percentage does ice and vinyl structure increases. These values essentially agree with those of Whitby, a. a. O., and from M e d a 1 i a and Freeman, a. a. Ο., Found match.

Eine ähnliche Wirkung der Temperatur auf die Struktur des Dienanteils von Mischpolymerisaten von Butadien und Styrol und Mischpolymerisaten von Butadien mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, die mit Butadien mischpolymerisierbar sind, ist ebenfalls bekannt (s. W h i t b y , a. a. O., B ο ν e y u. a., High Polymers, Volume IX, Interscience Publishers, Inc., New York, 1955, und Foster und Binder, JACS, 75, S. 2910 (1953).A similar effect of temperature on the structure of the diene content of copolymers of Butadiene and styrene and copolymers of butadiene with other ethylenically unsaturated monomers, which are copolymerizable with butadiene is also known (see W h i t b y, op. cit. O., B ο ν e y inter alia, High Polymers, Volume IX, Interscience Publishers, Inc., New York, 1955, and Foster et al Binder, JACS, 75, p. 2910 (1953).

Es ist ebenfalls bekannt, Polybutadien mit nahezu 100% eis- bzw. 100% trans-Konfiguration durch Polymerisation in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart von Katalysatoren, wie Alkalimetallkatalysatoren oder »Zieglerkatalysatoren«, herzustellen. Es ist auch möglich, Polybutadien in Gegenwart von A Ikalimetall oder mit Alfmkatalysatoren herzustellen, welches 80% Monomereneinheiten in einer Vinylkonfiguration hat. Es wurde gefunden, daß das Polybutadien mit fast 100% cis-Struktur, welches nach dem ersteren Verfahren in Lösungsmittel hergestellt war, ein Polymerisat mit niedriger Hysterese in Kautschukmischungen, wie Karkassenmischungen, ist. Weiter wurde gefunden, daß das Polybutadien mit fast 100% trans-Struktur ein kristallines, harzartiges Produkt ähnlich dem Balata ist. Polybutadiene mit hohem cis-Gehalt, die eine kleine Menge an transStruktur enthalten, haben überragende Gefriereigenschäften. Die obenerwähnten Verfahren für die Erzeugung von hohem cis-Gehalt haben jedoch bestimmte Nachteile, da sie ein Monomeres von außerordentlicher Reinheit, Lösungsmittel mit ähnlich hoher Reinheit und Katalysatoren, die in Abwesenheit von Luft und/oder Wasser hergestellt sind, erfordern. Zusätzlich müssen vor und während der Umsetzung bei diesen Verfahren Maßnahmen getroffen werden, um Luft und Wasser aus der verwendeten Apparatur und aus der Reaktionszone zu entfernen und auszuschließen, da sonst die Reaktion unterbrochen wird oder langsam fortschreitet. Weiterhin ist das in ziemlich verdünnter Lösung erhaltene Polymerisat beiIt is also known to produce polybutadiene with almost 100% cis or 100% trans configuration by polymerization in an inert solvent in the presence of catalysts such as alkali metal catalysts or "Ziegler catalysts". It is also possible to prepare polybutadiene in the presence of A or Ikalimetall Alfmkatalysatoren having 80% of monomer units in a vinyl configuration. It has been found that the polybutadiene with almost 100% cis structure, which was prepared by the former process in solvent, is a polymer with low hysteresis in rubber compounds such as carcass compounds. It was further found that the polybutadiene with almost 100% trans structure is a crystalline, resinous product similar to the balata. High cis polybutadienes, which contain a small amount of trans structure, have superior freezing properties. However, the above-mentioned processes for the production of high cis content have certain disadvantages in that they require a monomer of extraordinary purity, solvents of similarly high purity, and catalysts prepared in the absence of air and / or water. In addition, measures must be taken before and during the reaction in these processes to remove and exclude air and water from the apparatus used and from the reaction zone, since otherwise the reaction is interrupted or progresses slowly. Furthermore, the polymer obtained in fairly dilute solution is at

409 537/596409 537/596

3 43 4

Beendigung der Reaktion durch Katalysatorrückstände Die erfindungsgemäß verwendeten Zusätze habenTermination of the reaction by catalyst residues The additives used according to the invention have

verunreinigt, wodurch schwierige und teuere Entfer- die Eigenschaft, den Anteil der cis-Struktur im PoIynung sowohl des Lösungsmittels als auch der Kataly- butadien und in dem Dienanteil der Molekülkette von satorrückstände aus dem erhaltenen Polymerisat Mischpolymerisaten von 1,3-Butadien mit Styrol, die erforderlich werden, bevor es in brauchbarer Form ist. 5 durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden, Es würde sehr vorteilhaft sein, wenn Polybutadien mit über denjenigen zu erhöhen, der normalerweise in einem relativ hohen cis-Gehalt und dadurch guten diesen Polymerisaten enthalten ist, wenn sie nach der Niedrigtemperatureigenschaften und niedriger Hyste- gleichen Technik bei der gleichen Temperatur ohne rese durch die übliche Emulsionspolymerisation her- diesen Zusatz hergestellt werden. Der erfindungsgegestellt werden könnte, d. h. durch ein Verfahren, das io maß zu verwendende Zusatz beeinflußt die Menge der nicht die oben beschriebenen Nachteile hat. Vinylstruktur nicht wesentlich, so daß der Anstieg dercontaminated, making difficult and expensive removal the property, the portion of the cis structure in the polynung both the solvent and the catalysis butadiene and in the diene portion of the molecular chain of Sator residues from the polymer obtained copolymers of 1,3-butadiene with styrene, the before it is in usable form. 5 are produced by emulsion polymerization, It would be very beneficial if using polybutadiene to increase above that which is normally in a relatively high cis content and thus good these polymers are included when they are after Low temperature properties and low hysteresis same technique at the same temperature without This additive can be produced by the usual emulsion polymerization. The invention could be, d. H. by a method, the io measure to be used affects the amount of additive does not have the disadvantages described above. Vinyl structure is not essential, so the increase in

Es ist allgemein bekannt, daß die Qualität von cis-Struktur eine entsprechende Abnahme der trans-Emulsionspolymerisaten von Butadien und Misch- Struktur ergibt.It is well known that the quality of the cis structure is a corresponding decrease in the trans emulsion polymers of butadiene and mixed structure results.

polymerisaten von Butadien mit solchen Co-Mono- Der maximale Prozentgehalt an cis-Struktur, derpolymers of butadiene with such co-mono- The maximum percentage of cis structure, the

meren, wie Styrol und Acrynitril, verbessert werden 15 mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Zusätzen kann, indem bei niedrigen Temperaturen, d. h. erhältlich ist, ist fast unabhängig von der Polymeri-Temperaturen im Bereich von O bis 10° C, polymeri- sationstemperatur und hat in dem Bereich von 0 bis siert wird. Dieser »Kaltkautschuk«, der bei ungefähr 8O0C Werte zwischen 17 und 20°/0. Es sei festgestellt, 5" C hergestellt ist, ist für Reifenlaufflächen geeigneter daß die Wirkung der erfindungsgemäßen Zusätze in als ähnlicher Kautschuk, der bei 50° C hergestellt ist. 20 bezug auf die Erhöhung der cis-Struktur nicht zusätz-Dies wird der Unterdrückung der Verzweigung bei lieh zu der Wirkung der Temperatur allein an der niedrigen Temperaturen zugeschrieben. Es ist auch Struktur, wie oben beschrieben, eintritt. Aus diesem einfacher, ein Polymerisat mit hohem Molekular- Grunde erzeugen die erfindungsgemäßen Zusätze bei gewicht oder ein Mischpolymerisat, das frei von Gel Temperaturen über 8O0C keine merkliche Erhöhung ist, durch Polymerisieren bei diesen niedrigen Tempera- 25 der cis-Struktur im Vergleich mit der, die durch die türen zu erhalten. Außerdem verarbeiten sich die Temperatur allein, bei über 8O0C Polymerisate mit Niedrigtemperaturpolymerisate besser als die bei einer cis-Struktur von über 20°/o ergibt. Es ist also 50° C hergestellten. Da jedoch bei den üblichen keine obere Grenze für die Temperatur vorhanden, Emulsionspolymerisationstechniken der cis-Gehalt von bei welcher diese Zusätze vei wendet werden können, der Polymerisationstemperatur abhängt, wie oben 30 jedoch bewirken die Zusätze bei Temperaturen über beschrieben, enthalten die »Kaltkautschuke« weniger 8O0C keinen bedeutenden Anstieg der cis-Struktur cis-Struktur als die bei hoher Temperatur hergestellten gegenüber den üblicherweise eintretenden, und haben deshalb den Nachteil der niedrigen eis- Die erfindungsgemäß verwendeten Zusätze sind inmers, such as styrene and acrylonitrile, can be improved with the additives to be used according to the invention by being obtainable at low temperatures, ie, is almost independent of the polymerization temperatures in the range from 0 to 10 ° C., polymerization temperature and has in the range from 0 to s is set. This "cold rubber," the at about 8O 0 C ranging from 17 and 20 ° / 0th It should be noted that 5 "C is produced is more suitable for tire treads that the effect of the additives according to the invention in than a similar rubber that is produced at 50 ° C Branching at borrowed to the effect of the temperature alone is attributed to the low temperatures. It is also structure, as described above, occurs. For this simpler, a polymer with a high molecular basis, the additives according to the invention produce at weight or a copolymer that is free of gel temperatures above 8O 0 C is no appreciable increase, by polymerizing at these low temperature 25 of the cis-structure compared with that to be obtained by the doors. in addition, the process temperature alone, at about 8O 0 C polymers having Niedrigtemperaturpolymerisate better than that with a cis structure of more than 20 ° / o. It is therefore produced at 50 ° C. However, as with the usual can be chen no upper limit for the temperature present, emulsion polymerization applies vei the cis content of at which these additives, the polymerization temperature is dependent as described above 30, however, effect the additives at temperatures above that contain "cold rubbers" less 8O 0 C no Significant increase in the cis structure cis structure than those produced at high temperature compared to those usually occurring, and therefore have the disadvantage of low ice The additives used according to the invention are in

Struktur, d. h. schlechtere Kältebeständigkeit. Es kleinen Mengen sehr wirksam. Die Löslichkeit und würde sehr vorteilhaft sein, solche Kaltkautschuke mit 35 Wirksamkeit der Kobaltsalze ist bei gegebenen PoIyeinem höheren cis-Gehalt herzustellen, als er in dem merisationsbedingungen bei verschiedenen Kobalt-Produkt der üblichen Emulsionspolymerisation bei salzen verschieden. Im allgemeinen werden erfindungsniedrigen Temperaturen gefunden wird. Diese Kau- gemäß die günstigsten Ergebnisse erhalten, wenn tschuke würden die Vorteile geringerer Verzweigung, 0,5 bis 50, vorzugsweise 2 bis 25 Millimol Kobalthöheren Molekulargewichts und besserer Verarbeitung 40 salz pro 100 Gewichtsteile Butadien verwendet haben, wie sie die »Kaltkautschuke« haben, und die werden.Structure, d. H. poor resistance to cold. It is very effective in small amounts. The solubility and It would be very advantageous to have such cold rubbers with the effectiveness of the cobalt salts at a given poly to produce higher cis content than in the merization conditions of various cobalt products the usual emulsion polymerization for salts. In general, inventions are lower Temperatures is found. This chewing will get the best results, though chuke would take advantage of less branching, 0.5 to 50, preferably 2 to 25 millimoles of higher molecular weight cobalt, and better processing 40 salt per 100 parts by weight of butadiene as they have the "cold rubbers" and they will.

Vorteile der besseren Niedrigtemperaturcharakte- Die Zusätze sind nur während der PolymerisationAdvantages of better low-temperature characters- The additives are only available during the polymerization

ristiken und niedriger Hysterese, wie sie mit hohem wirksam. Die Behandlung eines fertigen Latex entcis-Gehalt verbunden sind. weder in Gegenwart oder in Abwesenheit von freiencharacteristics and low hysteresis as they are highly effective. Treatment of a finished latex entcis content are connected. neither in the presence or absence of free

Es wurde nun ein Verfahren zur wäßrigen Emul- 45 Radikalen mit dem Zusatz ergibt keine erhöhte sionspolymerisation von Butadien oder dessen Mi- cis-Struktur.There has now been a process for aqueous emulsification with the addition of no increased radicals sion polymerization of butadiene or its micro-structure.

schungen mit Styrol gefunden, bei dem Polymerisate Die Zusätze sind in Gegenwart verschiedener Emulerhalten werden, die in der Molekülkette 17 bis 20% gatoren, Initiatorsysteme, Salze und anderer Bestandcis-orientierte Monomereneinheiten .enthalten, und teile der üblichen Emulsionspolymerisationsreaktionszwar fast unabhängig von der Polymerisations- 5° mischungen wirksam.Mixtures with styrene found in the polymer. The additives are obtained in the presence of various emulsifiers are that in the molecular chain 17 to 20% gators, initiator systems, salts and other ingredients-oriented Monomer units .containing, and part of the usual emulsion polymerization reaction Effective almost independently of the 5 ° polymerization mixtures.

temperatur im Bereich von 0 bis 50° C. Unter den erfindungsgemäß zu verwendendentemperature in the range from 0 to 50 ° C. Among those to be used according to the invention

Das Verfahren ziur Emulsionspolymerisation von Kobaltsalzen sind die bevorzugten Diketone die-1,3-Butadien-KohlenWasserstoffen und deren Mischun- jenigen, in welchen R und R' niedere Alkylreste mit gen mit Styrol im wäßrigen Medium in Gegenwart von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl-, niedere üblichen Emulgiermitteln und Polymerisationskataly- 55 Phenalkyl- oder Alkylphenylreste mit 6 bis 10 Kohlensatoren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in zu- Stoffatomen sind. Diese werden wegen des niederen sätzlicher Gegenwart von zweiwertigen Kobaltsalzen Molekulargewichts, und weil sie leichter erhältlich von /?-Diketonen der Formel sind, bevorzugt. Acetylaceton ist ein besonders bevorIn the process for emulsion polymerization of cobalt salts, the preferred diketones are the 1,3-butadiene hydrocarbons and their Mischun- jenigen in which R and R 'lower alkyl radicals with gene with styrene in an aqueous medium in the presence of 1 to 4 carbon atoms or phenyl, lower usual emulsifiers and polymerization catalysts 55 phenalkyl or alkylphenyl radicals with 6 to 10 carbonators is characterized in that one is in to- substance atoms. These are because of the lower additional presence of divalent cobalt salts of molecular weight, and because they are more readily available of /? - diketones of the formula are preferred. Acetylacetone is a special one

zugtes Diketon; Beispiele von anderen bevorzugten 60 Diketonen sind l-Phenyl-l,3-butandion, 1,3-Diphenyl-added diketone; Examples of other preferred 60 diketones are l-phenyl-l, 3-butanedione, 1,3-diphenyl-

R — C — CH2 — C — R' 1,3-propandion. Die Cobaltosalze jeder dieser VerR - C - CH 2 - C - R '1,3-propanedione. The cobalto salts of each of these ver

bindungen wirken als ein struktursteuernder Zusatz.bindings act as a structure-controlling additive.

O O Die erfindungsgemäß zu verwendenden RezepturenO O The formulations to be used according to the invention

enthalten, wie schon angegeben, übliche Emulgatoren, 65 Katalysatoren und gegebenenfalls Regulatoren, wiecontain, as already stated, customary emulsifiers, 65 catalysts and, if appropriate, regulators, such as

in der R und R' gesättigte aliphatische, aromatische, sie von B ο ν e y u. a. beschrieben sind. Die Mengen-Alkaryl- oder Aralkyl-Kohlenwasserstoffreste sind, Verhältnisse dieser Bestandteile ebenso wie die Menge polymerisiert. an Wasser und vorhandenen polymerisierbaren Mono-in which R and R 'are saturated aliphatic, aromatic, they are derived from B ο ν e y and others. are described. The quantities alkaryl or aralkyl hydrocarbon radicals, ratios of these ingredients as well as the amount polymerized. of water and existing polymerizable mono-

2020th

meren können ebenso, wie beispielsweise von B ο ν e y u. a. beschrieben, sein.mers can just as well, as for example from B ο ν e y i.a. described, be.

Die Kobaltsalze von /J-Diketonen können hergestellt werden, indem Lösungen des Diketons und Kobaltacetat in Wasser oder Alkohol gemischt werden und der pn-Wert auf fast neutral gebracht wird oder indem die alkoholische Mischung in eine starke Lösung von Natriumacetat gegossen wird. Diese Verfahren sind bekannt und in der Literatur beschrieben (s. Inorganic Synthesis, W. C. Fernelius, Editor, McGraw Hill, New York, 1946, Bd. II, Kapitel II). ,The cobalt salts of / J-diketones can be made by mixing solutions of the diketone and cobalt acetate in water or alcohol and the pn value is brought to almost neutral or by turning the alcoholic mixture into a strong one Solution of sodium acetate is poured. These methods are known and described in the literature (See Inorganic Synthesis, W. C. Fernelius, Editor, McGraw Hill, New York, 1946, Vol. II, Chapter II). ,

Das in den folgenden Beispielen verwendete Polymerisationsverfahren ist die übliche Emulsionspolymerisation. Eine Prüfflasche wird mit destilliertem oder entionisiertem Wasser, Emulgator, struktursteuerndem Zusatz (wenn verwendet), Salz und/oder Pufferlösung, Styrol (wenn verwendet) und Modifikator gefüllt. Nach dem Füllen wird die Flasche mit Stickstoff ausgespült. Dann werden die Substanzen, die das Redoxpolymerisationskatalysatorsystem bilden, hinzugegeben. Die Flasche wird gekühlt, mit Butadien gefüllt und dann verschlossen. Durch die Kappe wird ein Initiator hinzugegeben, und die Polymerisation wird unter Kopf-über-Schütteln in einem Wasserbad bei geeignet kontrollierter Temperatur durchgeführt. Der Verlauf der Reaktion wird verfolgt, indem die Festbestandteile auf die übliche Art bestimmt werden. Am Ende der Reaktion wird die Probe mit Hydrochinon oder einer anderen geeigneten Substanz unterbrochen und darauf die Flasche entlüftet. Es wird ein geeignetes Antioxydans hinzugegeben, und dann wird der Latex mit Salz und Essigsäure koaguliert und ergibt feine Krümel. Der zurückbleibende Zusatz wird entfernt, indem die Krümel in Essigsäure oder Methanol oder in beiden nacheinander eingetaucht werden. Der überschüssige Zusatz kann z. B. durch Extraktion des Latex mit Lösungsmittel vor dem Koagulieren entfernt werden. Nach Entfernung des Zusatzes werden die Krümel auf die übliche Art getrocknet. Das getrocknete Polymerisat wird dann den üblichen Prüfungen unterworfen, um die Polymerisatqualitäten festzustellen, wie Gelgehalt und Viskosität in verdünnter Lösung. Es werden auch Prüfungen durchgeführt, um die Polymerisatstruktur zu bestimmen. Die Struktur des Polymerisats wird durch Infrarotabsorption einer Schwefelkohlenstofflösung des gereinigten Polymerisats bestimmt, mit Ausnahme des Falles von unlöslichen Polymerisaten. Die Reinigung des in Schwefelkohlenstoff gelösten Polymerisats wird durch drei aufeinanderfolgende Fällungen mit Methanol, gefolgt von Wiederauflösen in Schwefelkohlenstoff, durchgeführt. Nach der dritten Ausfällung und Wiederauflösung wird verunreinigendes Methanol abgepumpt, und die reine Lösung wird durch Filterpapier oder ein Seidensieb filtriert. Die Konzentration der Schwefelkohlenstofüösung wird auf einen geeigneten Wert, ungefähr 20 g/l, eingestellt, und die Struktur der Polymerisatprobe wird auf die übliche Art durch Infrarotspektroskopie bestimmt, wobei Beobachtungen für die trans- auf dem 937-cm~1-Band, für die Vinyl- auf dem 911-cm~1-Band und für die cis-Struktur im Bereich von 723 cm"1 durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist angegeben in dem Artikel von Hampton in Analytical Chemistry, Bd. 21, 1.8. 1959, S. 923. Die prozentualen Werte der Struktur werden normalisiert, d. h. über dem Gesamtprozentgehalt der drei gefundenen Strukturtypen mit 100 multipliziert, so daß der eingestellte Prozentsatz insgesamt 100 ergab. Mit allen Versuchen, bei denen Zusätze verwendet werden, werden Parallelversuche durchgeführt, bei welchen kein struktursteuernder Zusatz verwendet wird.The polymerization method used in the following examples is the usual emulsion polymerization. A test bottle is filled with distilled or deionized water, emulsifier, structure-controlling additive (if used), salt and / or buffer solution, styrene (if used) and modifier. After filling, the bottle is flushed with nitrogen. Then the substances that make up the redox polymerization catalyst system are added. The bottle is cooled, filled with butadiene and then sealed. An initiator is added through the cap and the polymerization is carried out with head-over-shaking in a water bath at a suitably controlled temperature. The course of the reaction is followed by determining the solid constituents in the usual way. At the end of the reaction, the sample is interrupted with hydroquinone or another suitable substance and the bottle is then vented. A suitable antioxidant is added and then the latex is coagulated with salt and acetic acid to give fine crumbs. The remaining additive is removed by dipping the crumbs in acetic acid or methanol, or both in sequence. The excess additive can, for. B. removed by extraction of the latex with solvent prior to coagulation. After removing the additive, the crumbs are dried in the usual way. The dried polymer is then subjected to the usual tests in order to determine the polymer qualities, such as gel content and viscosity in dilute solution. Tests are also performed to determine the structure of the polymer. The structure of the polymer is determined by infrared absorption of a carbon disulfide solution of the purified polymer, with the exception of the case of insoluble polymers. The polymer dissolved in carbon disulfide is purified by three successive precipitations with methanol, followed by redissolving in carbon disulfide. After the third precipitation and redissolution, contaminating methanol is pumped off and the pure solution is filtered through filter paper or a silk screen. The concentration of the carbon disulfide solution is adjusted to a suitable value, approximately 20 g / l, and the structure of the polymer sample is determined in the usual manner by infrared spectroscopy, with observations for the trans on the 937 cm -1 band, for the Vinyl on the 911 cm -1 tape and for the cis structure in the range of 723 cm -1 . This procedure is given in the article by Hampton in Analytical Chemistry, Vol. 21, 1.8. 1959, p. 923. The percentage values of the structure are normalized, ie multiplied by 100 over the total percentage of the three structure types found, so that the set percentage resulted in a total of 100. With all experiments in which additives are used, parallel tests are carried out in which no structure-controlling additive is used.

Im Falle von unlöslichen Polymerisaten wird das Polymerisat durch Lösungsmittelextraktion gereinigt, zu sehr kleinen Teilchen vermählen und dann mit feingepulvertem Kaliumbromid tablettiert, und die Infrarotmessungen werden in bekannter Art mit diesenIn the case of insoluble polymers, the polymer is purified by solvent extraction, ground to very small particles and then tabletted with finely powdered potassium bromide, and the infrared measurements be familiar with these

ίο Tabletten durchgeführt (siehe z. B. H. H a u s d ο r f, applied Spectroscopy, 8, S. 131 [1954]).ίο tablets carried out (see e.g. H. H a u s d ο r f, applied Spectroscopy, 8, p. 131 [1954]).

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle angegebenen Teile und Prozentgehalte beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.The following examples illustrate the invention. All parts and percentages given relate to based on weight, unless otherwise specified.

Beispiel 1example 1

45 Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der Konzentration des Zusatzes auf die Polybutadienstruktur. 45 This example shows the effect of the additive concentration on the polybutadiene structure.

In der oben angegebenen Art werden fünf PoIybutadienproben 1A bis IE hergestellt. Für jede Probe wird eine andere Menge von Cobaltoacetylacetonat verwendet: IA: keines; IB: 0,01 Teil; IC: 0,1 Teil; ID: 1,0 Teil; IE: 10 Teile. Die anderen Bestandteile sind für jede Probe die gleichen, und zwar wie folgt:Five samples of polybutadiene are made in the manner indicated above 1A to IE manufactured. A different amount of cobalt acetylacetonate is used for each sample used: IA: none; IB: 0.01 part; IC: 0.1 part; ID: 1.0 part; IE: 10 parts. The other components are the same for each sample, as follows:

Teile Destilliertes Wasser 200Parts distilled water 200

Kaliumoleat 5Potassium oleate 5

Kaliumcarbonat, wasserfrei .. 0,5Potassium carbonate, anhydrous .. 0.5

Eine Mischung von tertiären Mercaptanen, ungefähr 60% tert.-Dodecylmercaptan, 20% tert.-Tetradecylmercaptan
und 20% tert.-Hexadecylmercaptan (T r ο y a η u. a., Rubber World, Bd. 121, S. 68) 0,39
A mixture of tertiary mercaptans, approximately 60% tertiary dodecyl mercaptan, 20% tertiary tetradecyl mercaptan
and 20% tert-hexadecyl mercaptan (Tr ο ya η et al., Rubber World, Vol. 121, p. 68) 0.39

Natriumformaldehydsulfoxylat 0,2Sodium formaldehyde sulfoxylate 0.2

Trinatriumsalz von Äthylendiamintetraessigsäure 0,042Trisodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid 0.042

FeSO4-7 H2O 0,028FeSO 4 -7 H 2 O 0.028

Destilliertes Wasser 9,73Distilled water 9.73

Butadien 100Butadiene 100

Diisopropylbenzolhydroperoxyd 0,3Diisopropylbenzene hydroperoxide 0.3

alsas

wäßrigeaqueous

Lösungen!Solutions!

55 Sofort nach Zugabe von Diisopropylbenzolhydroperoxyd werden alle Probeflaschen in einem Polymerisationsbad von 5°C in Drehung versetzt. Zu geeigneten Zeiten werden die Proben aus dem Bad entfernt und mit 0,1 Teil Hydrochinon als Unterbrecher behandelt. Es wird festgestellt, daß das Cobaltoacetylacetonat in IE sich nicht vollkommen auflöste. Alle Proben werden dann mit 1 Teil Antioxydans (Ν,Ν'-Di-ß-naphthyl-p-phenylen-diamin), hinzuzugeben als 50%ige Paste, behandelt. Alle Proben werden mit einer wäßrigen Lösung von NaCl und Essigsäure koaguliert und mit Wasser gewaschen. Die Proben 1D und 1E werden zusätzlich in verdünnter, wäßriger Essigsäure und dann in Methanol für die weitere Reinigung eingeweicht. Nach dem Trocknen werden Teile der Proben weitergereinigt, wie es oben für die Infrarotbestimmung der Struktur als Schwefelkohlenstofflösungen von Polybutadien beschrieben55 Immediately after adding diisopropylbenzene hydroperoxide, all sample bottles are placed in a polymerisation bath rotated by 5 ° C. At appropriate times, the samples are removed from the bath removed and treated with 0.1 part hydroquinone as an interrupter. It is found that the Cobaltoacetylacetonate in IE did not completely dissolve. All samples are then treated with 1 part antioxidant (Ν, Ν'-di-ß-naphthyl-p-phenylenediamine), add treated as a 50% paste. All samples are made with an aqueous solution of NaCl and Acetic acid coagulated and washed with water. Samples 1D and 1E are additionally diluted in aqueous acetic acid and then soaked in methanol for further purification. After drying parts of the samples are further purified as described above for the infrared determination of the structure as carbon disulfide solutions of polybutadiene

6565

ist. Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle angegeben.is. The results are given in the table below.

Polybutadien, hergestellt bei 5° CPolybutadiene made at 5 ° C

PrnKf,P rn Kf, Teile Cobalto-Parts cobalto- eisice cream Struktur,Structure, transtrans ΓΙ UUCΓΙ UUC acetylacetonatacetylacetonate 77th Vinylvinyl 7979 IAIA 00 88th 1414th 7777 IBIB 0,010.01 1111 1515th 7373 ICIC 0,10.1 2020th 1616 6363 IDID 1,01.0 2121 1717th 6262 IEIE 10,010.0 1717th

handelt. Die Proben werden mit einer Salzsäurelösung koaguliert und die feinen Krümel mit Wasser gewaschen. Die Proben 2 B und 2 C werden mit verdünnter wäßriger Essigsäure und anschließend mit Methanol für die weitere Reinigung behandelt. Nach dem Waschen mit Methanol werden alle drei Proben in einem Vakuumofen getrocknet. Die Proben werden gewogen, und der Prozentgehalt der Umwandlung des Monomeren zum Polymerisat wird für jede Probe berechnet. Die Proben werden für die Strukturanalyse durch Infrarot wie oben angegeben gereinigt. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt.acts. The samples are coagulated with a hydrochloric acid solution and the fine crumbs are washed with water. The samples 2 B and 2 C are with dilute aqueous acetic acid and then with Treated methanol for further purification. After washing with methanol, all three samples are removed dried in a vacuum oven. The samples are weighed and the percentage conversion of the monomer to the polymer is calculated for each sample. The samples are used for structural analysis purified by infrared as indicated above. The results are compiled in the following table.

Polybutadien, hergestellt bei 50CPolybutadiene, produced at 5 ° C

1515th

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß alle Proben 1 B bis 1E einen niedrigeren Prozentgehalt der transStruktur und einen höheren Prozentgehalt der cis-Struktur haben als die Kontrollprobe 1A, die kein Cobaltoacetylacetonat enthielt. Es ist daraus auch zu ersehen, daß mit steigendem Gehalt an Cobaltoacetylacetonat der Prozentgehalt der eis- und trans-Struktur in den gebildeten Polybutadienen sich asymptotisch einer Reihe von Grenzwerten nähert und daß Mengen des Cobaltoacetylacetonats von mehr als 1 Teil für die angegebene Rezeptur nur eine geringe Wirkung in bezug auf die Änderung der Struktur des gebildeten Polybutadiene haben.From this table it can be seen that all samples 1 B to 1E a lower percentage of the trans structure and a higher percentage of the cis structure as Control Sample 1A which did not contain cobalt acetylacetonate. It is from it too see that as the cobalt acetylacetonate content increases, the percentage of cis and trans structure in the polybutadienes formed asymptotically approaches a number of limit values and that amounts of the cobaltoacetylacetonate of more than 1 part for the specified formulation only has a slight effect in with respect to the change in the structure of the polybutadiene formed.

B e i s ρ i e 1 2 3«B e i s ρ i e 1 2 3 «

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung des Zusatzes auf die Polybutadienstruktur als Funktion des Prozentgehaltes der zum Polymerisat umgewandelten Monomeren. This example shows the effect of the additive on the polybutadiene structure as a function of the percentage of the monomers converted to the polymer.

Drei Polybutadienproben 2 A bis 2 C werden auf die oben angegebene Art hergestellt. Probe 2 A enthält kein Cobaltosalz; Proben 2 B und 2 C enthalten je 1 Teil Cobaltoacetylacetonat. Die anderen Bestandteile sind in jeder Probe die gleichen, und zwar wie folgt:Three polybutadiene samples 2 A to 2 C are prepared in the manner indicated above. Sample 2 contains A. no cobalto salt; Samples 2 B and 2 C each contain 1 part of cobalt acetylacetonate. The other components are the same in each sample, as follows:

TeileParts

Destilliertes Wasser 200Distilled water 200

Kaliumoleat 5Potassium oleate 5

Kaliumcarbonat, wasserfrei 0,3Potassium carbonate, anhydrous 0.3

Kaliumhydroxyd 0,12Potassium hydroxide 0.12

Mischung aus etwa 60% tert.-Dodecylmercaptan, 20 % tert.-Tetrad.ecylmercaptan und 20% tert.-Hexadecylmercaptan 0,47Mixture of about 60% tert-dodecyl mercaptan, 20% tert-tetradecyl mercaptan and 20% tert-hexadecyl mercaptan 0.47

Natriumformaldehydsulfoxylat 0,2Sodium formaldehyde sulfoxylate 0.2

Trinatriumsalz der Äthylendiamintetraessigsäure 0,042Trisodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid 0.042

FeSO4 · 7 H2O 0,028FeSO 4 · 7 H 2 O 0.028

Destilliertes Wasser 9,73Distilled water 9.73

Butadien 100Butadiene 100

Diisopropylbenzolhydroperoxyd 0,3Diisopropylbenzene hydroperoxide 0.3

Sofort nach der Zugabe des Diisopropylbenzolhydroperoxyds werden die Flaschen mit den Proben in einem Polymerisationsbad von 5°C in Drehung versetzt.Immediately after the addition of the diisopropylbenzene hydroperoxide, the bottles are filled with the samples rotated in a polymerization bath at 5 ° C.

Zu den in der folgenden Tabelle angegebenen Zeitpunkten werden die Polymerisationen mit 0,1 Teil Hydrochinon unterbrochen, und die Flaschen werden entlüftet. Die Proben werden dann mit 1 Teil N,N'-Di-/3-naphthyl-p-phenylendiamin als Antioxydans be-At the times indicated in the table below, the polymerizations are 0.1 part Hydroquinone interrupted and the bottles vented. The samples are then mixed with 1 part N, N'-di- / 3-naphthyl-p-phenylenediamine used as an antioxidant

Probesample Teile
Cobalto
acetyl
Parts
Cobalto
acetyl
Reak
tionszeit
Reak
tion time
1Vo Um
wandlung
der Mono
1 Vo at
change
the mono
eisice cream Struktur,Structure, /0/ 0
acetonatacetone Stundenhours merenmeren 88th transtrans 2A2A 00 1616 4949 1818th 7676 2B2 B 11 55 1313th 1717th 6363 2C2C 11 5353 5757 6464 Vinylvinyl 1616 1919th 1919th

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Wirkung des Cobaltoacetylacetonats auf die Struktur des erzeugten Polybutadiens nicht von dem Prozentgehalt des zum Polymerisat umgewandelten Monomeren abhängt, da 2 B und 2 C ähnliche Strukturanalysen zeigen, obwohl die prozentuale Umwandlung von Monomeren zu Polymerisat recht verschieden ist, nämlich 13% für Probe 2 B und 57% für Probe 2 C.From the table it can be seen that the effect of the cobaltoacetylacetonate on the structure of the produced Polybutadiene does not depend on the percentage of the monomer converted to the polymer, since 2 B and 2 C show similar structural analyzes, although the percent conversion of monomers to polymer is quite different, namely 13% for sample 2 B and 57% for sample 2 C.

Beispiel 3Example 3

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung des Zusatzes auf die Polybutadienstruktur bei verschiedenen Polymerisationstemperaturen .This example shows the effect of the additive on the polybutadiene structure at different polymerization temperatures .

Es werden sechzehn Polybutadienproben 3 A bis 3 P wie oben angegeben hergestellt. Diese werden in zwei Gruppen geteilt, nämlich Gruppe 3 A bis 3 G, die ohne Cobaltosalz hergestellt werden, und Gruppe 3 H bis 3 P, in welcher jede Probe einer Probe in der Gruppe 3 A bis 3 G entspricht, aber Cobaltoacetylacetonat in den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen enthält. Jede Gruppe enthält drei Untergruppen, in welcher die Polymerisation bei 5 bzw. 50 und 80° C durchgeführt wird. Alle entsprechenden Proben werden bei der gleichen Temperatur polymerisiert. Diese Anordnung ermöglicht leichten Vergleich der Wirkung der Polymerisationstemperatur auf die Struktur des Polybutadiens, sowohl mit als auch ohne Zusatz. Zur Klarstellung wird die durchschnittliche Struktur analyse jeder Untergruppe angegeben.Sixteen polybutadiene samples 3 A to 3 P are prepared as indicated above. These will be in two Groups shared, namely Group 3 A to 3 G, which are made without cobalto salt, and Group 3 H to 3 P, in which each sample corresponds to a sample in Group 3 A to 3 G, but cobaltoacetylacetonate in the Contains the amounts given in the following table. Each group contains three subgroups in which the polymerization is carried out at 5 or 50 and 80 ° C. All appropriate samples will be polymerized at the same temperature. This arrangement enables easy comparison of the effects the polymerization temperature on the structure of the polybutadiene, both with and without additives. For clarification, the average structural analysis of each subgroup is given.

Die Proben 3 A bis 3 C und 3 H bis 3 K, polymerisiert bei 5°C, sind mit der Probe IA identisch, mit der Ausnahme, daß die Proben 3 H bis 3 K Cobaltoacetylacetonat in den angegebenen Mengen enthalten.Samples 3 A to 3 C and 3 H to 3 K, polymerized at 5 ° C., are identical to sample IA with Exception that the samples contain 3 H to 3 K cobalt acetylacetonate in the specified amounts.

Probe 3 D, polymerisiert bei 50C, ist identisch mit Probe 1A, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile K2CO3 durch 0,3 Teile K2CO3 und 0,12 Teile KOH ersetzt werden, um die Geschwindigkeit zu verringern. Proben 3 L bis 3 M, polymerisiert bei 50C, entsprechen der Probe 3 D, mit der Ausnahme, daß sie Cobaltoacetylacetonat in den angegebenen Mengen enthalten.Sample 3 D, polymerized at 5 ° C., is identical to sample 1A, with the exception that 0.5 part of K 2 CO 3 is replaced by 0.3 part of K 2 CO 3 and 0.12 part of KOH to increase the rate to reduce. Samples 3 L to 3 M, polymerized at 5 0 C, the sample correspond to 3 D, except that they contain Cobaltoacetylacetonat in the specified amounts.

Proben 3 E und 3 F und die entsprechenden Proben 3 N und 30, die alle bei 5O0C polymerisiert werden, enthalten die folgenden Bestandteile:Samples 3 and E 3 F and the corresponding samples 3 and 30 N, all of which are polymerized at 5O 0 C, containing the following ingredients:

3E3E 3F3F 3 N3 N TeileParts 200200 200200 3O3O 55 55 Destilliertes WasserDistilled water 200200 0,390.39 200200 Äthylenoxyd-
Propylenoxyd-
Ruß-
Mischpolymerisat
Ethylene oxide
Propylene oxide
Soot-
Mixed polymer
55 - 0,40.4 55
Reglermischung wie
in Beispiel 1
Controller mix like
in example 1
11 11 0,390.39
tert.-Octylmercaptantert-octyl mercaptan 0,40.4 100100 100100 - Azobisisobutyro-
nitril
Azobisisobutyro
nitrile
11 33 11
Butadien Butadiene 100100 100100 Cobaltoacetyl
acetonat
Cobaltoacetyl
acetone
22

Probesample

1TOiIe ßöbaltoacetylacetonat 1 TOiIe ßobaltoacetylacetonate

eisice cream

Struktur, °/0
Vinyl I
Structure, ° / 0
Vinyl I.

transtrans

Polymerisationstemperatur 800C
3Gl 0 I 18 I 18
Polymerization temperature 80 0 C
3Gl 0 I 18 I 18

Polybutadiene,
hergestellt mit Cobaltoacetylacetonat
Polybutadienes,
made with cobalt acetylacetonate

Polymerisationstemperatur 5°CPolymerization temperature 5 ° C

Probe 3 G und die ihr entsprechende Probe 3 P werden beide bei 80° C polymerisiert und enthalten die folgenden Bestandteile:Sample 3 G and its corresponding sample 3 P are both polymerized at 80 ° C and contained the following components:

3H3H Polpole 1,01.0 3131 10,010.0 3J3Y Durchschnittaverage 6,676.67 3K3K 6,676.67 3L3L 1,01.0 3M3M 1,01.0 ymerisatic
3,0
ymerisatic
3.0
2,02.0 Durchschnittaverage 3N3N 3030th

2020th 1717th 2121 1717th 1919th 1818th 2020th 2020th 1818th 1919th 1717th 1919th 19,219.2 18,318.3

1717th 1919th 1717th 1919th 1717th 1919th

Destilliertes Wasser Distilled water

Emulgator Alkylarylnatriumsulfonat Emulsifier alkylaryl sodium sulfonate

Reglermischung wie im Beispiel 1Regulator mixture as in example 1

K2CO3 K 2 CO 3

Azobisisobutyronitril Azobisisobutyronitrile

Butadien Butadiene

Cobaltoacetylacetonat Cobalt acetylacetonate

3G3G

3P3P

3P3P

Polymerisationstemperatur 8O0C
3,0 I 20 I 18
Polymerization temperature 8O 0 C
3.0 I 20 I 18

63
62
63
60
63
64
62,5
63
62
63
60
63
64
62.5

TeileParts

200200

5 0,47 0,3 1,0 1005 0.47 0.3 1.0 100

200200

0,47 0,3 1,0 100 30.47 0.3 1.0 100 3

Alle sechzehn Proben werden in der oben angegebenen Art polymerisiert, gereinigt und analysiert mit der Ausnahme, daß die Infrarotspektralanalyse für die Struktur 3 G und 3 P mit festen Tabletten von mit Kaliumbromid gemischtem Polymerisat durchgeführt wird, und zwar auf die bekannte Art. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. All sixteen samples are polymerized, cleaned, and analyzed in the manner outlined above with the exception that infrared spectral analysis for structure 3 G and 3 P with solid tablets of with potassium bromide mixed polymer is carried out, in the known manner. The The results are compiled in the following table.

Polybutadiene, hergestellt bei verschiedenen TemperaturenPolybutadienes made at different temperatures

Probesample Teile CobaltoShare Cobalto eisice cream Struktur, °/Structure, ° / 77th 1414th 1515th 1818th transtrans acetylacetonatacetylacetonate Vinylvinyl 88th 1515th 1515th 1818th Polybutadien-KontrollenPolybutadiene controls 99 1717th 1515th 1818th Polymerisationstemperatur 5°CPolymerization temperature 5 ° C 88th 1616 7979 3A3A 00 88th 15.515.5 7777 3B3B 00 Polymerisationstemperatur 5O0CPolymerization temperature 5O 0 C 7474 3C3C 00 00 7676 3D3D 00 00 76,576.5 Durchschnitt average Durchschnitt average 6767 3E3E 6767 3F3F 6767

Aus der Prüfung der Durchschnitte der ohne Cobaltosalz hergestellten Strukturanalyse der PoIybutadiene ist ersichtlich, daß der Prozentgehalt der cis-Struktur sich von 8% bei 5°C auf 15% bei 500C und 18% bei 8O0C ändert, und daß der Prozentgehalt der trans-Struktur von 76,5% bei 5°C zu 67,0% bei 5O0C und 64% bei 8O0C abnimmt. Die Vinylanalyse ändert sich mit der Temperatur nur wenig. Diese Ergebnisse stimmen gut überein mit den bekannten oben besprochenen Änderungen.From the examination of the averages of the structural analysis of the PoIybutadiene prepared without Cobaltosalz is apparent that the percentage content of cis-structure changes from 8% at 5 ° C to 15% at 50 0 C and 18% at 8O 0 C, and that the percentage of decreases the trans-structure of 76.5% at 5 ° C to 67.0% at 5O 0 C and 64% at 8O 0 C. Vinyl analysis changes little with temperature. These results are in good agreement with the known changes discussed above.

Bei den in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat hergestellten Polybutadienen ist dagegen der Prozentgehalt sowohl der eis- wie der trans-Struktur im wesentlichen konstant mit der Temperatur. Die Konstanz des Prozentgehalts der Vinylstruktur von mit Cobaltoacetylacetonat hergestelltenPolybutadienen ist ähnlich dem der Polybutadienkontrollproben.In the case of the polybutadienes produced in the presence of cobalt acetylacetonate, however, the percentage is both the cis and the trans structure are essentially constant with temperature. the Constancy of the percentage of vinyl structure of polybutadienes made with cobaltoacetylacetonate is similar to that of the polybutadiene control samples.

Es ist ersichtlich, daß in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat hergestelltes Polybutadien eine im wesentlichen nicht variierende Menge von eis-, Vinyl- und trans-Struktur im Temperaturbereich von 5 bis 8O0C hat, und daß in diesem Temperaturbereich der Prozentgehalt der Monomereneinheiten des in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat hergestellten Polybutadiene mit cis-Konfiguration 17 bis 20% ist. Durch Vergleich der Proben 3 H und 31 kann festgestellt werden, daß die Verwendung von mehr als 1 Teil Cobaltoacetylacetonat in der Rezeptur nur wenig oder keine zusätzliche Änderung der Struktur ergibt.It is seen that in the presence of Cobaltoacetylacetonat prepared polybutadiene a substantially non-varying amount of cis, vinyl and trans structure in the temperature range of 5 to 8O 0 C, and in that in this temperature range, the percentage content of the monomer units of in the presence of Cobaltoacetylacetonate produced polybutadienes with cis configuration is 17 to 20%. By comparing Samples 3H and 31, it can be seen that the use of more than 1 part of cobaltoacetylacetonate in the formulation results in little or no additional change in structure.

Beispiel 4Example 4

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung von Kobaltsalz verschiedener /?-Diketone auf die Struktur des Polybutadiene. This example shows the effect of cobalt salt of various /? - diketones on the structure of the polybutadiene.

Acht Proben 4A bis 4H wurden auf die oben angegebene Art hergestellt. Proben 4 A bis 4 D sindEight samples 4A to 4H were made in the above-mentioned manner. Samples 4 A to 4 D are

identisch mit Probe 1A, mit der Ausnahme, daß die 0,5 Teile K2CO3 durch 0,3 Teile K2CO3 und 0,12 Teile KOH (identisch mit Probe 3D) ersetzt wurden, und mit der Ausnahme, daß sie den in der folgendenidentical to sample 1A, except that the 0.5 parts of K 2 CO 3 have been replaced with 0.3 parts of K 2 CO 3 and 0.12 parts of KOH (identical to sample 3D), and with the exception that they are the in the following

409 537/596409 537/596

Tabelle angegebenen Zusatz enthalten. Proben 4 E, 4 F nähme, daß sie den unten angegebenen ZusatzTable included addendum. Samples 4 E, 4 F would assume that they have the addition given below

und 4 H sind identisch mit Probe 1A, mit der Ausnahme, daß sie 0,12 Teile KOH zusätzlich zu 0,5 Teilen K2CO3 enthalten, und der weiteren Ausnahme, daß sie den in der folgenden Tabelle angegebenen Zusatz enthalten. Probe 4G ist identisch mit Probe IA, mit der Ausenthält. and 4 H are identical to Sample 1A, with the exception that they contain 0.12 parts of KOH in addition to 0.5 parts of K 2 CO 3 , and the further exception that they contain the additive indicated in the following table. Sample 4G is identical to Sample IA, with which Aushalts.

Die Proben wurden bei 50C polymerisiert, gereinigt und auf die oben angegebene Art analysiert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. The samples were polymerized at 5 ° C., cleaned and analyzed in the manner indicated above. The results are compiled in the following table.

Zusatzadditive KeinerNone MoI verwendetMoI used °o eis° o ice "'«Vinyl"'"Vinyl 0Z0 trans 0 Z 0 trans Probesample KeinerNone pro 100 Teileper 100 parts 99 1616 7575 KeinerNone ButadienButadiene 88th 1616 7676 4A4A Bis-(l,3-diphenyl-l,3-propandiono)-kobaltBis- (1,3-diphenyl-1,3-propanediono) cobalt 99 1616 7575 4B4B Bis-(1 -phenyl-1,3-butandiono)-kobaltBis (1-phenyl-1,3-butanediono) cobalt 1313th 1818th 6969 4C4C NatriumkobaltoacetylacetonatSodium cobalt acetylacetonate —.-. 18,518.5 18,518.5 6363 4D4D KobaltoacetylacetonatCobalt acetylacetonate 0,0080.008 1818th 1919th 6363 4E4E KobaltiacetylacetonatCobalt acetylacetonate 0,00170.0017 1818th 1818th 6464 4F4F 0,01170.0117 1010 1717th 7373 4G4G 0,01170.0117 4H4H 0,01170.0117

Es sei bemerkt, daß die Kontrollproben 4A, 4 B und 4 C eine cis-Struktur von 9 bzw. 8 bzw. 9% und eine trans-Struktur von 75 bzw. 76 bzw. 75 % zeigen, in guter Übereinstimmung miteinander und mit den früheren Kontrollproben. Die Zusätze Bis~(l-phenyll,3-butandiono)-kobalt in Probe 4E und Natriumcobaltoacetylacetonat in Probe 4F erhöhen beide den Prozentgehalt an cis-Struktur und erniedrigen den Prozentgehalt an trans-Struktur in ungefähr dem gleichen Ausmaß wie Cobaltoacetylacetonat in Probe 4G. Das Bis-(1,3-diphenyl-l,3-propandiono)-kobalt in Probe 4 D ist selbst in einer stark verringerten Menge ungefähr halb so wirksam wie das Cobaltoacetylacetonat in Probe 4 G. Andererseits zeigt das Cobaltoacetylacetonat in Probe 4 H wenig oder keine Tendenz in bezug auf Erhöhung der cis-Struktur.It should be noted that the control samples 4A, 4 B and 4 C un a cis structure of 9 or 8 or 9% of a trans-structure of 75 and 76 and 75% show, in good agreement with each other and with the previous control samples. The additions of bis ~ (1-phenyl, 3-butanediono) cobalt in Sample 4E and sodium cobaltoacetylacetonate in Sample 4F both increase the percentage of cis structure and decrease the percentage of trans structure to about the same extent as cobaltoacetylacetonate in Sample 4G. The bis (1,3-diphenyl-1,3-propanediono) cobalt in Sample 4 D is about half as effective as the cobaltoacetylacetonate in Sample 4G even in a greatly reduced amount. On the other hand, the cobaltoacetylacetonate in Sample 4H shows little or no tendency to increase the cis structure.

Dieses Beispiel zeigt vier Cobaltosalze von /3-Diketonen, nämlich Cobaltoacetylacetonat, Natriumcobaltoacetylacetonat, Bis-(l-phenyl-l,3-butandiono)-kobalt und Bis-(l,3-diphenyl-l,3-propandiono)-kobalt, die für die Erhöhung des Prozentgehaltes der cis-Struktur und Erniedrigung des Prozentgehaltes der trans-Struktur von in ihrer Gegenwart hergestellten Polybutadienen wirksam sind.This example shows four cobalto salts of / 3-diketones, namely cobaltoacetylacetonate, sodium cobaltoacetylacetonate, bis (1-phenyl-1, 3-butanediono) cobalt and bis (l, 3-diphenyl-l, 3-propanediono) cobalt, which are used to increase the percentage of the cis structure and lowering the percentage of the trans structure of those made in their presence Polybutadienes are effective.

Beispiel 5Example 5

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich eines vulkanisierten Kautschuks, der bei 5° C in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat hergestelltes Polybutadien enthält, mit einem vulkanisierten Kautschuk, der bei 5°C ohne Cobaltosalz hergestelltes Polybutadien enthält, und mit einem vulkanisierten Kautschuk, der bei 50 0C ohne Cobaltosalz hergestelltes Polybutadien enthält.This example shows a comparison of vulcanized rubber containing at 5 ° C in the presence of Cobaltoacetylacetonat prepared polybutadiene, with a vulcanized rubber containing polybutadiene produced at 5 ° C without Cobaltosalz, and without having a vulcanized rubber at 50 0 C Contains polybutadiene made from cobalto salt.

Auf die oben angegebene Art werden drei Proben Polybutadien 5 A, 5 B und 5 C hergestellt. Die folgenden Rezepturen werden verwendet.Three samples of polybutadiene 5 A, 5 B and 5 C are prepared in the manner indicated above. The following Recipes are used.

5A5A

5B5B

5C5C

Cobaltoacetylacetonat Cobalt acetylacetonate

Destilliertes Wasser Distilled water

Kaliumoleat Potassium oleate

Kaliumcarbonat Potassium carbonate

Kaliumpersulfat Potassium persulfate

Reglermischung wie im Beispiel 1. Dodecylmercaptan Regulator mixture as in Example 1. Dodecyl mercaptan

200
4,5*
0,5
200
4.5 *
0.5

0,560.56

200
5
0,5
200
5
0.5

0,370.37

200 5200 5

0,5 0,50.5 0.5

0,760.76

(Spülen mit Stickstoff)(Flushing with nitrogen)

Natriumformaldehydsulfoxylat Sodium formaldehyde sulfoxylate

Trinatriumsalz von ÄthylendiamintetraessigsäureTrisodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid

FeSO4 ■ 7 H2O FeSO 4 7H 2 O

Destilliertes Wasser Distilled water

Butadien Butadiene

(Verschließen)(Closing)

Diisopropylbenzolhydroperoxyd Diisopropylbenzene hydroperoxide

Polymerisation:Polymerisation:

Temperatur, 0C Temperature, 0 C

Zeit, Stunden Time, hours

Unterbrechung Interruption

0,20.2 0,20.2 0,0420.042 0,0420.042 0,0280.028 0,0280.028 9,739.73 9,739.73 100100 100100

0,30.3

43
Hydrochinon
43
Hydroquinone

0,30.3

5
7
Hydrochinon
5
7th
Hydroquinone

Methanol**
76
Methanol **
76

Salzsäure
66
hydrochloric acid
66

Antioxydans*** Antioxidant ***

Koagulation Coagulation

Umwandlung des Monomeren zu Polymerisat, % · · ·Conversion of the monomer to polymer,% · · ·

* Nach 161Za Stunden werden zusätzlich 2,5 Teile Kaliumoleat (als 10°/0ige Lösung) hinzugegeben. ** Ebenfalls in Essigsäure eingeweicht, in Methanol eingeweicht und mit Methanol gewaschen. * * * NjisT-Di-zS-naphthyl-p-phenylendiamin.* After 16 hours Za 1 additional 2.5 parts of potassium oleate (as a 10 ° / 0 solution) are added. ** Also soaked in acetic acid, soaked in methanol and washed with methanol. * * * NjisT-Di-zS-naphthyl-p-phenylenediamine.

100100

50 2250 22

Kaliumdimethyldithiocarbamat Potassium dimethyldithiocarbamate

Salzsäure 73Hydrochloric acid 73

Die erhaltenen Polybutadiene wurden geprüft und die folgenden Ergebnisse erzielt.The obtained polybutadienes were examined and the following results were obtained.

IOIO

Gelgehalt, % Gel content,%

Viskosität in verdünnterViscosity in dilute

Lösung solution

ML-4-100°C ML-4-100 ° C

Verhältnis Vinyl zu transRatio of vinyl to trans

(durch Infrarotanalyse) ..(by infrared analysis) ..

Dann werden die drei Kautschukmischungen 5 D, 5 E und 5 F hergestellt, die Polybutadien der Proben 5 A bzw. 5 B und 5 C enthalten, gemischt mit Ruß wie folgt:Then the three rubber mixtures 5 D, 5 E and 5 F are produced, the polybutadiene of the samples 5 A or 5 B and 5 C, mixed with carbon black as follows:

5A5A

2,21 512.21 51

0,280.28

5B5B

2,07 492.07 49

0,220.22

SCSC

2,35 522.35 52

0,270.27

PolybutadienPolybutadiene

von Probe 5 A ....from sample 5 A ....

von Probe 5 B ....from sample 5 B ....

von Probe 5 C ....from sample 5 C ....

Ruß soot

Zinkoxyd Zinc oxide

Asphalt asphalt

Stearinsäure Stearic acid

Mercaptobenzthiazol
Diphenylguanidin ..
Schwefel
Mercaptobenzothiazole
Diphenylguanidine ..
sulfur

5D5D 5E5E 9595 - 100100 5050 5050 55 55 55 55 6,56.5 1,51.5 1,51.5 1,51.5 0,40.4 0,40.4 22 22 165,4165.4 165,4165.4

Anteile dieser Mischungen werden bei 144,4° C je 30, 45 und 60 Minuten in einer 2,54-mm-Form vulkanisiert, und ein Teil jeder dieser Massen wird 45 Minuten bei 144,4° C in einer 12,7-mm-Matrizenform vulkanisiert. Mit den vulkanisierten Proben werden verschiedene Prüfungen durchgeführt, und es werden die folgenden Ergebnisse erzielt:Portions of these mixtures are in a 2.54 mm mold at 144.4 ° C for 30, 45 and 60 minutes vulcanized, and a portion of each of these masses is 45 minutes at 144.4 ° C in a 12.7 mm die vulcanized. Various tests are performed on the vulcanized samples, and there will be achieved the following results:

3030th

5D I 5E I 5F5D I 5E I 5F

Vulkanisationszeit in Minuten bei 144,4° C
I 60 I 30 45 I 60 I 30 45
Vulcanization time in minutes at 144.4 ° C
I 60 I 30 45 I 60 I 30 45

Zugfestigkeit, kg/cm2 ...Tensile strength, kg / cm 2 ...

Dehnung, % Strain, %

Durometer ADurometer A

(ASTM-D 676) (ASTM-D 676)

Modul bei 200%, kg/cm2
Modul bei 300%, kg/cm2
Modulus at 200%, kg / cm 2
Modulus at 300%, kg / cm 2

Torsionshysterese bei
Zimmertemperatur ....
Torsional hysteresis at
Room temperature ....

Torsionshysterese bei
140°C
Torsional hysteresis at
140 ° C

Rückprall, %
(ASTM-D 1054)
Rebound,%
(ASTM-D 1054)

*10% Erholung bei
*30% Erholung bei
*50% Erholung bei
*70% Erholung bei
* 10% recovery at
* 30% recovery at
* 50% recovery at
* 70% recovery at

Verarbeitung processing

* Bei 150% Dehnung.* At 150% elongation.

0C.
0C.
0C.
3C.
0 C.
0 C.
0 C.
3 C.

133,57 600133.57 600

47,647.6

88,288.2

0,351 0,1870.351 0.187

-70,6 -63,2 -54,3 -44,4-70.6 -63.2 -54.3 -44.4

124,25 540124.25 540

6565

53,253.2

98,798.7

0,330 0,1950.330 0.195

4747

-68,7 -64,0 -55,3 -46,2-68.7 -64.0 -55.3 -46.2

113,05 510113.05 510

53,9 101,553.9 101.5

0,346 0,2000.346 0.200

-67,4 -63,9 -55,8 -46,2-67.4 -63.9 -55.8 -46.2

am besten 161,00
690
best of 161.00
690

6060

37,45
72,1
37.45
72.1

0,314
0,191
0.314
0.191

-50,7
-32
-23,2
-16,2
-50.7
-32
-23.2
-16.2

157,5
650
157.5
650

6262

43,75
84
43.75
84

0,317
0,183
0.317
0.183

5151

-57,2
-35,8
-25,6
-19,4
-57.2
-35.8
-25.6
-19.4

mittelmäßigmediocre

112,7112.7 125,65125.65 560560 540540 6262 5959 44,144.1 48,348.3 85,7585.75 9191 0,3190.319 0,3250.325 0,1890.189 0,1720.172 -56,6-56.6 -69,8-69.8 -36,5-36.5 -62,7-62.7 -26,9-26.9 -51,3-51.3 -10,0-10.0 -40,0-40.0 gG am son s

129,85 560129.85 560

6060

50,450.4

92,7592.75

0,325 0,1810.325 0.181

47 -70,247 -70.2

63,4 -53,2 -42,563.4 -53.2 -42.5

128,8 550128.8 550

-68,4 -64,0 -54,4 -43,0-68.4 -64.0 -54.4 -43.0

Es ist ersichtlich, daß die Zugfestigkeits-, Dehnungsund Modulwerte für Probe 5 D, die Kautschuk ist, der Polybutadien enthält, das bei 5°C in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat hergestellt ist, den Werten der Probe 5 F, die Kautschuk ist, welcher Polybutadien enthält, das bei 50°C ohne Cobaltosalz hergestellt ist, ähnlicher sind als den Werten der Probe 5 E, die Kautschuk ist, der Polybutadien enthält, das bei 50C ohne Cobaltosalz hergestellt ist. Zwischen den Werten der Kältebeständigkeit der Proben 5 D und 5 F ist eine auffallende Ähnlichkeit, da die Erholungstemperaturen innerhalb 2 oder 30C übereinstimmen. Andererseits neigt die Probe 5 E, welche einen niedrigeren Prozentgehalt an cis-Struktur als 5 D oder 5 F hat, dazu, zu kristallisieren und hat deshalb viel höhere Erholungstemperaturen. Dieses Beispiel zeigt daher, daß eine Kautschukmischung, die ein Polybutadien enthält, das in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat bei 50C hergestellt ist, nämlich Probe 5 D, eine bessere Kältebeständigkeit hat als ein Kautschuk, der ein Polybutadien enthält, das bei der gleichen Temperatur, 5°C, ohne Cobaltosalz hergestellt ist, nämlich Probe 5 E.It can be seen that the tensile strength, elongation, and modulus values for Sample 5 D, which is rubber containing polybutadiene made at 5 ° C in the presence of cobaltoacetylacetonate, are the values for Sample 5 F, which is rubber containing polybutadiene that is prepared at 50 ° C without Cobaltosalz, similar as are the values of the sample 5 e, the rubber containing polybutadiene, which is prepared at 5 0 C without Cobaltosalz. There is a striking similarity between the cold resistance values of samples 5 D and 5 F, since the recovery temperatures coincide within 2 or 3 ° C. On the other hand, Sample 5 E, which has a lower percentage of cis structure than 5 D or 5 F, tends to crystallize and therefore has much higher recovery temperatures. This example therefore shows that a rubber composition containing a polybutadiene, which is prepared in the presence of Cobaltoacetylacetonat at 5 0 C, namely, Sample 5 D, a better low temperature resistance than a rubber containing a polybutadiene at the same temperature, 5 ° C, is made without cobalto salt, namely sample 5 E.

Beispiel 6Example 6

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung von Cobaltoacetylacetonat auf die Struktur eines Mischpolymerisats aus Butadien und Styrol (75% Butadien, 25% Styrol).This example shows the effect of cobalt acetylacetonate on the structure of a copolymer from butadiene and styrene (75% butadiene, 25% styrene).

Wie oben beschrieben, werden drei Proben 6 A, 6 B und 6 C eines Mischpolymerisats aus Butadien und Styrol hergestellt. Probe 6 A ist ein Mischpolymerisat, das bei 5°C in Gegenwart von 1 Teil Cobaltoacetyl-As described above, three samples 6 A, 6 B and 6 C of a copolymer of butadiene and Made of styrene. Sample 6 A is a copolymer that is produced at 5 ° C in the presence of 1 part of cobaltoacetyl

acetonat hergestellt ist. Probe 6 B ist ein ähnliches Mischpolymerisat, welches bei der gleichen Temperatur, 5 0C, ohne Cobaltosalz hergestellt ist. Probe 6 Cacetonate is produced. Sample 6 B is a similar copolymer, which is made at the same temperature, 5 0 C without Cobaltosalz. Sample 6 C

ist ein ähnliches Mischpolymerisat, welches ohne Cobaltosalz bei 500C hergestellt ist. Die folgenden Rezepturen werden verwendet:is a similar copolymer, which is prepared without Cobaltosalz at 50 0 C. The following recipes are used:

6A6A

6B6B

6C6C

Cobaltoacetylacetonat Cobalt acetylacetonate

Destilliertes Wasser Distilled water

Kaliumoleat Potassium oleate

Kaliumcarbonat Potassium carbonate

Kaliumhydroxyd Potassium hydroxide

Kaliumpersulfat Potassium persulfate

Reglermischung wie im Beispiel 1 Regulator mixture as in example 1

Dodecylmercaptan Dodecyl mercaptan

Styrol Styrene

(Mit Stickstoff spülen)(Flush with nitrogen)

Natriumformaldehydsulfoxylat Sodium formaldehyde sulfoxylate

Trinatriumsalz von Äthylendiamintetraessigsäure ....Trisodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid ....

FeSO4 · 7 H2O FeSO 4 · 7H 2 O

Destilliertes Wasser (Kühlen mit Eis) Distilled water (cooling with ice)

Butadien Butadiene

(Verschließen)(Closing)

Diisopropylbenzolhydroperoxyd Diisopropylbenzene hydroperoxide

Polymerisation:Polymerisation:

Temperatur, °C Temperature, ° C

Zeit, Stunden: Minuten Time, hours: minutes

Unterbrecher (bei allen) Breaker (for all)

Antioxydans*** Antioxidant ***

Koagulation Coagulation

Umwandlung von Butadien zum Polymerisat, % Conversion of butadiene to polymer,%

187,5*
4,5*
0,5
187.5 *
4.5 *
0.5

0,560.56

2525th

0,20
0,042
0,028
9,73
75
0.20
0.042
0.028
9.73
75

0,30.3

5
32:20
5
32:20

200
5
200
5

0,3
0,12
0.3
0.12

0,37
25
0.37
25th

0,20
0,042
0,028
9,73
75
0.20
0.042
0.028
9.73
75

0,30.3

5
14:38
5
14:38

200 5 0,5200 5 0.5

0,50.5

0,47 250.47 25

7575

50 14:2550 14:25

0,625 Teile Kaliumdimethyldithiocarbamat0.625 parts potassium dimethyldithiocarbamate

Methanol**
56,6
Methanol **
56.6

Methanol
55
Methanol
55

Methanol 72,5Methanol 72.5

* Bei 20%iger Umwandlung werden zusätzlich 2,5 Teile Kaliumoleat in 22,5 Teile Wasser hinzugegeben. ** Polymerisat wird in lOvolumprozentiger Essigsäure, dann in Methanol eingeweicht. * * * N,N'-Di-|8-naphthyl-p-phenylendiamin.* At 20% conversion, an additional 2.5 parts of potassium oleate in 22.5 parts of water are added. ** Polymer is soaked in 10 percent by volume acetic acid, then in methanol. * * * N, N'-di- | 8-naphthyl-p-phenylenediamine.

Es werden drei bis sechs Gefäße jedes Probepräparats gleichzeitig polymerisiert und gemischt. Mit den so erhaltenen Produkten werden verschiedene Prüfungen durchgeführt, die Ergebnisse dieser Prüfungen gaben die folgenden Eigenschaften.Three to six vessels of each sample preparation are polymerized and mixed at the same time. With Various tests are carried out on the products thus obtained, the results of these tests gave the following properties.

Gelgehalt, 0/0 Gel content, 0/0

Viskosität in verdünnterViscosity in dilute

Lösung solution

Ml-4-100°C Ml -4-100 ° C

trans-Struktur, % trans structure,%

Vinyl-Struktur, % Vinyl structure,%

cis-Struktur, % cis structure,%

Gesamt °/0 Total ° / 0

6A6A 6B6B 00 00 3,053.05 2,452.45 110110 5555 65,365.3 76,776.7 15,915.9 15,115.1 18,818.8 8,28.2 100100 100100

6C6C

1,96 47
68,6
15,7
15,7
1.96 47
68.6
15.7
15.7

100100

* Der Prozentsatz der Struktur ist nur auf Basis des Butadiengehalts angegeben, so daß leichter ein Vergleich mit Homopolymerisaten durchgeführt werden kann.* The percentage of structure is based on the butadiene content only indicated, so that a comparison with homopolymers can be carried out more easily.

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß Cobaltoacetylacetonat für die Änderung der Struktur des Butadiens in einem Mischpolymerisat von Butadien und Styrol ebenso wie in einem Homopolymerisat von Butadien wirksam ist.From these results it can be seen that cobaltoacetylacetonate is responsible for changing the structure of the Butadiene in a copolymer of butadiene and styrene as well as in a homopolymer of Butadiene is effective.

Beispiel 7Example 7

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich eines vulkanisierten Kautschuks, der ein in Gegenwart von Cobaltoacetylacetonat bei 5° C hergestelltes Butadien-Styrol-Mischpolymerisat enthält, mit einem vulkanisierten Kautschuk, der ein bei 5°C ohne Cobaltosalz hergestelltes Butadien-Styrol-Mischpolymerisat enthält, und mit einem vulkanisierten Kautschuk, der ein bei 5O0C ohne Cobaltosalz hergestelltes Butadien-Styrol-Mischpolymerisat enthält.This example shows a comparison of a vulcanized rubber which contains a butadiene-styrene copolymer produced in the presence of cobaltoacetylacetonate at 5 ° C., with a vulcanized rubber which contains a butadiene-styrene copolymer produced at 5 ° C. without a cobalto salt, and with a vulcanized rubber containing a manufactured at 5O 0 C without Cobaltosalz butadiene-styrene copolymer.

Es werden drei Kautschukmassen 7 A, 7 B und 7 C hergestellt. Proben 7 A, 7 B und 7 C enthalten die Butadien-Styrol-Mischpolymerisate von Proben 6A bzw. 6B bzw. 6C mit Ruß gemischt wie folgt:Three rubber compounds 7 A, 7 B and 7 C are produced. Samples 7 A, 7 B and 7 C contain the Butadiene-styrene copolymers from samples 6A or 6B or 6C mixed with carbon black as follows:

7A7A

7B7B

7C7C

Mischpolymerisat von Probe 6A von Probe 6B von Probe 6CCopolymer from sample 6A from sample 6B from sample 6C

Ruß soot

Zinkoxyd Zinc oxide

Asphalt asphalt

Stearinsäure Stearic acid

MercaptobenzthiazolMercaptobenzothiazole

Diphenylguanidin ..Diphenylguanidine ..

Schwefel sulfur

100100

50 5 550 5 5

6,5 1,5 0,4 26.5 1.5 0.4 2

100100

—·- · 100100 5050 5050 55 55 55 55 6,56.5 6,56.5 1,51.5 1,51.5 0,40.4 0,40.4 22 22

Anteile dieser Massen werden bei 144,4° C 30, 45 und 60 Minuten vulkanisiert. Mit diesen vulkanisierten Proben werden verschiedene Prüfungen durchgeführt, und es werden die folgenden Ergebnisse erhalten:Portions of these masses are vulcanized at 144.4 ° C. for 30, 45 and 60 minutes. Vulcanized with these Samples are run through various tests and the following results are obtained:

3030th 7A7A 7B7B 3030th 4545 6060 3030th 7C7C 6060 6666 6565 6666 6767 6262 6868 205,10205.10 254,10254.10 249,90249.90 2 68,802 68.80 221,90221.90 4545 218,40218.40 Durometer A Durometer A 430430 Vulkanisationszeit in Minuten bei 144,0° CVulcanization time in minutes at 144.0 ° C 600600 530530 540540 560560 6464 500500 Zugfestigkeit, kg/cm2 ...Tensile strength, kg / cm 2 ... 59,5059.50 45 ι 6045 ι 60 41,3041.30 48,6548.65 39,9039.90 43,0543.05 198,70198.70 39,2039.20 Dehnung strain 104,30104.30 68 6868 68 73,5073.50 87,5087.50 70,7070.70 78,0578.05 470470 73,5073.50 Modul bei 200%, kg/cm2 Modulus at 200%, kg / cm 2 211,40 183,40211.40 183.40 48,3048.30 Modul bei 300%, kg/cm2 Modulus at 300%, kg / cm 2 0,310.31 380 j 350380 j 350 0,350.35 0,330.33 0,340.34 0,350.35 90,3090.30 0,330.33 Torsionshysterese beiTorsional hysteresis at 68,25 69,3068.25 69.30 Zimmertemperatur ...Room temperature ... 0,150.15 127,40 130,20
I
127.40 130.20
I.
0,170.17 0,160.16 0,160.16 0,150.15 0,330.33 0,150.15
Torsionshysterese beiTorsional hysteresis at II. VJ J. I VJ J. I 4646 14O0C 14O 0 C 0,30 j 0,300.30 j 0.30 0,150.15 Rückprall, % Rebound,% II. 4141 ErholungstemperaturRecovery temperature 0,12 0,130.12 0.13 prüfung (gemessentest (measured -53,1-53.1 i
46 —
i
46 -
-48,6-48.6 -48,4-48.4 -47,8-47.8 -51,0-51.0 -49,6-49.6
bei 150%)at 150%) -47,5-47.5 jj -42,9-42.9 -42,9-42.9 -42,1-42.1 -44,9-44.9 -44,2-44.2 10% Erholung bei °C10% recovery at ° C -42,1-42.1 -37,4-37.4 -37,7-37.7 -36,6-36.6 -40,0-40.0 -50,5-50.5 -38,4-38.4 30% Erholung bei 0C30% recovery at 0 C -34,5-34.5 jj -30,2-30.2 -30,3-30.3 -29,3-29.3 -31,7-31.7 -44,7-44.7 -31,3-31.3 50% Erholung bei 0C50% recovery at 0 C AmAt the -51,8 -51,7-51.8 -51.7 am bestenpreferably amat the -38,7-38.7 nächstbestennext best 70% Erholung bei 0C70% recovery at 0 C -46,6 !-46,4-46.6! -46.4 -31,2-31.2 Verarbeitung processing -41,3 |-41,1-41.3 | -41.1 -33,8 i-33,5-33.8 i-33.5 schier.htestenschier.htesten (Mooney zu hoch)(Mooney too high)

Obwohl der Kautschuk der Probe 7 A einen übermäßigen Mooney-Viskositätswert hat (was ersichtlich ist aus den Verarbeitungseigenschaften, dem Versteifungsmodul bei 300 % und der kurzen Streckung in Probe 7 A), ist diese in der Kältebeständigkeit sowohl der Probe 7 B (Kautschuk, der das ohne Cobaltosalz bei 50C hergestellte Mischpolymerisat enthält) als auch der Probe 7 C (Kautschuk, der das bei 500C ohne Cobaltosalz hergestellte Mischpolymerisat enthält) überlegen. Die Verbesserung der Kältebeständigkeit von Probe 7 A gegenüber Probe 7 B beträgt ungefähr 2,2 bis 2,75° C und gegenüber Probe 7C ungefähr 1,1O0C.Although the rubber of Sample 7 A has an excessive Mooney viscosity value (as can be seen from the processing properties, the stiffening modulus at 300% and the short stretch in Sample 7 A), it is in the cold resistance of both Sample 7 B (rubber, the the copolymer prepared without Cobaltosalz at 5 0 C contains) as superior to the sample 7 C (rubber containing the copolymer prepared at 50 0 C without Cobaltosalz). The improvement of the cold resistance of Sample 7 Sample 7 A over B is approximately 2.2 to 2.75 ° C and over Sample 7C about 1,1O 0 C.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Emulsionspolymerisation von 1,3-Butadien-Kohlenwasserstoffen oder deren Mischungen mit Styrol im wäßrigen Medium in Gegenwart von üblichen Emulgiermitteln und Polymerisationskatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man in zusätzlicher Gegenwart von zweiwertigen Kobaltsalzen von /9-Diketonen der Formel1. Process for the emulsion polymerization of 1,3-butadiene hydrocarbons or mixtures thereof with styrene in an aqueous medium in the presence of customary emulsifiers and polymerization catalysts, characterized in that that in the additional presence of divalent cobalt salts of / 9-diketones of the formula R. ρ /"1XJ c R'R. ρ / " 1 XJ c R ' 409 537/596409 537/596 19 2019 20 in der R und R' gesättigte aliphatische, aromatische, tCobaltsalze der /S-Diketone pro 100 Gewichtsteile Alkaryl- oder Aralkyl-Kohlenwasserstoffreste sind, der Monomeren durchführt,
polymerisiert. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
in which R and R 'are saturated aliphatic, aromatic, cobalt salts of the / S-diketones per 100 parts by weight of alkaryl or aralkyl hydrocarbon radicals which carry out monomers,
polymerized. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gekennzeichnet, daß man die Polymerisation bei zeichnet, daß man die Polymerisation in Gegen- 5 Temperaturen im Bereich von 0 bis 500C durchwart von 0,5 bis 50 Millimol der zweiwertigen führt.2. The method of claim 1, marked characterized in that to draw in the polymerization that the polymerization is performed in counter-5 temperatures in the range of 0 to 50 0 C by waiting from 0.5 to 50 millimoles of divalent. 409 537/596 2.64 © Bundesdruckerei Berlin409 537/596 2.64 © Bundesdruckerei Berlin
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