DE1202495B - Process for the production of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde - Google Patents

Process for the production of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde

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DE1202495B
DE1202495B DEM56088A DEM0056088A DE1202495B DE 1202495 B DE1202495 B DE 1202495B DE M56088 A DEM56088 A DE M56088A DE M0056088 A DEM0056088 A DE M0056088A DE 1202495 B DE1202495 B DE 1202495B
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formaldehyde
copolymers
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polymer
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DEM56088A
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Inventor
Valentino Zamboni
Marco Binaghi
Nino Oddo
Giulio Natta
Giancarlo Pozzi
Giorgio Mazzanti
Gianfranco Pregaglia
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Montedison SpA
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Montedison SpA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2/00Addition polymers of aldehydes or cyclic oligomers thereof or of ketones; Addition copolymers thereof with less than 50 molar percent of other substances
    • C08G2/18Copolymerisation of aldehydes or ketones
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

C08gC08g

Deutsche Kl.: 39 c -19German class: 39 c -19

Nummer: 1202495Number: 1202495

Aktenzeichen: M 56088IV d/39 cFile number: M 56088IV d / 39 c

Anmeldetag: 13. März 1963 Filing date: March 13, 1963

Auslegetag: 7. Oktober 1965Opening day: October 7, 1965

Es ist bereits bekannt, Copolymerisate des Formaldehyds herzustellen, indem man Formaldehyd mit Comonomeren in Gegenwart von tertiären Aminen, Pyridinen, Chinolinen, Phosphinen oder Stibinen polymerisiert.It is already known that formaldehyde copolymers can be prepared by using formaldehyde Comonomers in the presence of tertiary amines, pyridines, quinolines, phosphines or stibines polymerized.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen linearen Copolymerisaten des Formaldehyds durch Polymerisation von wasserfreiem Formaldehyd mit Comonomeren in einem wasserfreien inerten Lösungsmittel in Gegenwart von aliphatischen, aromatischen oder cycloaliphatischen tertiären Aminen, Pyridinen, Chinolinen, Phosphinen oder Stibinen bei Temperaturen von —100 bis +700C, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Comonomere Verbindungen der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the preparation of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde by polymerizing anhydrous formaldehyde with comonomers in an anhydrous inert solvent in the presence of aliphatic, aromatic or cycloaliphatic tertiary amines, pyridines, quinolines, phosphines or stibines at temperatures from -100 to +70 0 C, which is characterized in that the comonomers are compounds of the general formula

R1 χR 1 χ

R.R.

verwendet, in der R1 und R2 gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste bedeuten.used, in which R 1 and R 2 are identical or different alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms or phenyl radicals.

Als sehr aktive Katalysatoren erwiesen sich die ersten Glieder der aliphatischen Reihe tertiärer Amine mit Alkylradikalen von 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tripropylamin, Methaläthylpropylamin und Diäthylmonobutylamin.The first members of the aliphatic series of tertiary amines proved to be very active catalysts with alkyl radicals of 1 to 5 carbon atoms, such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, Methaläthylpropylamin and Diethylmonobutylamin.

Vorzugsweise werden Katalysatormengen zwischen 0,001 und 2%, vorzugsweise zwischen 0,01 und 1 Gewichtsprozent, in bezug auf das bei der Polymerisation verwendete inerte Lösungsmittel eingesetzt.Preferably, amounts of catalyst between 0.001 and 2%, preferably between 0.01 and 1 percent by weight, based on the inert solvent used in the polymerization.

Als Lösungsmittel können organische Lösungsmittel, welche mit den Monomeren oder mit den Katalysatoren unter den Polymerisationsbedingungen nicht reagieren und welche vorzugsweise bei der Reaktionstemperatur nicht erstarren, verwendet werden. Beispielsweise können verwendet werden: aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe wie Propan, Propen, Buten-1, Buten-2, Isobuten, Pentane, n-Heptan, Isooktan, Toluol und Mischungen davon, wie beispielsweise die durch Erdölkrackung erhaltene C4-Fraktion, oder Petroläther oder Äther wie Diäthyläther. Organic solvents which do not react with the monomers or with the catalysts under the polymerization conditions and which preferably do not solidify at the reaction temperature can be used as solvents. For example, it is possible to use: aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons such as propane, propene, butene-1, butene-2, isobutene, pentanes, n-heptane, isooctane, toluene and mixtures thereof, such as, for example, the C 4 fraction obtained by petroleum cracking, or petroleum ether or ethers such as diethyl ether.

Die Polymerisation wird vorzugsweise in Gegenwart von niedrigsiedenden Lösungsmitteln oder niedrigsiedenden Lösungsmittelmischungen durchgeführt, wobei beim Siedepunkt der Lösungsmittel gearbeitet wird.The polymerization is preferably carried out in the presence of low-boiling solvents or low-boiling solvents Solvent mixtures carried out, working at the boiling point of the solvent.

Die Polymerisation kann unter verschiedenen Arbeitsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen linearen Copolymerisaten des FormaldehydsThe polymerization can be both continuous and under different working conditions Process for the production of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde

Anmelder:Applicant:

Montecatini Societä Generale per l'Industria
Mineraria e Chimica, Mailand (Italien)
Montecatini Societä Generale per l'Industria
Mineraria e Chimica, Milan (Italy)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.
J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,
Patentanwälte, München 15, Haydnstr. 5
Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.
J. Reitstötter and Dr.-Ing. W. Bunte,
Patent Attorneys, Munich 15, Haydnstr. 5

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Giulio Natta,Giulio Natta,

Gianfranco Pregaglia,Gianfranco Pregaglia,

Giorgio Mazzanti,Giorgio Mazzanti,

Marco Binaghi,Marco Binaghi,

Giancarlo Pozzi,Giancarlo Pozzi,

Nino Oddo,Nino Oddo,

Valentino Zamboni, Mailand (Italien)Valentino Zamboni, Milan (Italy)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Italien vom 16. März 1962 (5233)Italy March 16, 1962 (5233)

absatzweise durchgeführt werden. Der Katalysator oder eine Lösung kann beispielsweise der Mischung der Monomeren oder der Monomerlösung zugesetzt werden. Bei der Copolymerisation von Dimethylketen kann ein gasförmiger Formaldehydstrom in eine Aminlösung eingeleitet werden, während Dimethylketen im flüssigen Zustand nach und nach während der Reaktion zugesetzt wird.can be carried out intermittently. The catalyst or a solution can, for example, be the mixture be added to the monomers or the monomer solution. In the copolymerization of dimethylketene a gaseous formaldehyde stream can be introduced into an amine solution, while dimethyl ketene in the liquid state is gradually added during the reaction.

Beispiele von Ketenen der Formel
Rix
Examples of ketenes of the formula
Rix

in der R1 und R2 die vorerwähnte Bedeutung haben,in which R 1 and R 2 have the aforementioned meaning,

509 690/491509 690/491

3 43 4

sind: Dimethylketen, Methyläthylketen, Diäthylketen, Unter diese Copolymeren fallen solche, derenare: dimethyl ketene, methyl ethyl ketene, diethyl ketene, These copolymers include those whose

Dipropylketen, Diisopropylketen, Dibutylketen, Di- Makromoleküle monomere—C—CH2-Einheiten und hexylketen, Dicyclohexylketen und Diphenylketen.Dipropyl ketene, diisopropyl ketene, dibutyl ketene, di macromolecules monomeric — C — CH 2 units and hexyl ketene, dicyclohexyl ketene and diphenyl ketene.

Formaldehyd wird in wasserfreiem Zustand ver- Ri OFormaldehyde is decomposed in an anhydrous state. Ri O

wendet und kann flüssig oder gasförmig sein. In der 5 I Iiturns and can be liquid or gaseous. In the 5 I Ii

Praxis wird ein praktisch wasserfreier Formaldehyd, C — CPractice is a practically anhydrous formaldehyde, C - C

enthaltend weniger als 0,5 % und vorzugsweise weniger |containing less than 0.5% and preferably less |

als 0,1% Wasser verwendet, welcher nach irgend- Rused as 0.1% water, which according to any- R

einem der bekannten Verfahren, wie der Pyrolyseone of the known processes, such as pyrolysis

von p-Formaldehyd oder einem Trioxan oder einem io Monomereinheiten in einem Molverhältnis größer als 1 Hemiformal, erhalten werden kann. enthalten, wobei R1 und R2 vorzugsweise Methylof p-formaldehyde or a trioxane or a 10 monomer unit in a molar ratio greater than 1 hemiformal can be obtained. contain, where R 1 and R 2 are preferably methyl

Das Molverhältnis zwischen den beiden Mono- oder Phenyl sind, und Copolymere, deren Makromeren (Formaldehyd und Keten) kann innerhalb moleküle
weiter Grenzen variieren. Es hat einen beträchtlichen
The molar ratio between the two are mono- or phenyl, and copolymers whose macromers (formaldehyde and ketene) can be within molecules
further limits vary. It has a sizeable one

Einfluß auf den Ablauf der Copolymerisation und 15 γInfluence on the course of the copolymerization and 15 γ

ermöglicht es, eine Reihe von Copolymeren mit I Hallows a number of copolymers with I H

verschiedenen Anteilen an monomeren Einheiten in C — C —different proportions of monomeric units in C - C -

den Makromolekülen zu erhalten. Durch Aufrecht- |to preserve the macromolecules. By upright |

erhalten einer Ketenkonzentration größer als jene CH3 obtain a ketene concentration greater than that of CH 3

des Formaldehyds in der flüssigen Phase, in welcher 20of formaldehyde in the liquid phase, in which 20

die Copolymerisation stattfindet, können bei Ver- monomere Einheiten in Anteilen unter 20 Gewichtswendung symmetrischer (R1 = R2) Ketene kristalline prozent und vorzugsweise unter 10 Gewichtsprozent Copolymere von Polyesterstruktur erhalten werden, enthalten.the copolymerization takes place, in the case of monomeric units in proportions of less than 20 percent by weight of symmetrical (R 1 = R 2 ) ketenes, crystalline percentages and preferably less than 10 percent by weight of copolymers of polyester structure can be obtained.

in deren Makromolekülen die von den beiden Mono- Die Struktur solcher Copolymeren wird aus denin the macromolecules of the two mono- The structure of such copolymers is derived from the

meren sich ableitenden Einheiten abwechselnd auf- 25 F i g. 1 bis 4 ersichtlich, in welchen
einanderfolgen. Wird mit einem großen Keten- F i g. 1 das Infrarotspektrum einer reinen Polyoxy-
The deriving units alternate between 25 F i g. 1 to 4 can be seen in which
follow one another. Is marked with a large chain F i g. 1 the infrared spectrum of a pure polyoxy-

überschuß und mit extrem langen Reaktionszeiten methylenprobe zeigt,shows excess methylene sample with extremely long reaction times,

gearbeitet, können Copolymere erhalten werden, in F i g. 2 das Infrarotspektrum eines nicht alterweichen Folgen von monomeren Einheiten vor- nierenden Formaldehyd-Dimethylketen-Copolymerikommen, die sich nur von den Ketenen ableiten. 30 sats, erhalten gemäß Beispiel 1, und
Andererseits wurden durch Arbeiten mit einem Fig. 3 das Infrarotspektrum eines alternierenden
worked, copolymers can be obtained in FIG. 2 the infrared spectrum of a formaldehyde-dimethyl ketene copolymers which are not age-old and which are derived only from the ketenes. 30 sats, obtained according to Example 1, and
On the other hand, by working with a Fig. 3, the infrared spectrum of an alternating

Formaldehydüberschuß Copolymere erhalten, die Dimethylketen-Formaldehyd-CopolymerisatsvonPoly-Folgen monomerer Einheiten enthielten, die sich vom esterstruktur darstellt.Excess formaldehyde copolymers obtained, the dimethylketene-formaldehyde copolymers of poly-sequences contained monomeric units, which is represented by the ester structure.

Formaldehyd ableiten und die eine Polyacetalstruktur, Die Proben der F i g. 1 und 2 wurden unter analogenDerive formaldehyde and which has a polyacetal structure, the samples of FIG. 1 and 2 were under analog

getrennt durch Estergruppen 35 Reaktionsbedingungen hergestellt. Ihre Grenzviskosiseparated by ester groups 35 reaction conditions prepared. Your limit viscosi

täten sind fast gleich. Es ist deutlich ersichtlich, daßactions are almost the same. It can be clearly seen that

0 im Spektrum des Polymerisats der F i g. 2 einige Il besondere Absorptionen im Bereich von 5,76, 8,60,0 i m spectrum of the polymer of F i g. 2 some Il special absorptions in the range of 5.76, 8.60,

C-C — O — CH2 — 11,55 und 13,08 μ. vorliegen, die nicht den Polyoxy-CC - O - CH 2 - 11.55 and 13.08 µ. are present that do not contain the polyoxy

I 40 methylenketten (F i g. 1) zugeschrieben werden können,I can be assigned 40 methyl chains (Fig. 1),

R2 jedoch für Estergruppen charakteristisch sind.However, R 2 are characteristic of ester groups.

In F i g. 4 sind die Röntgenbeugungsspektra, aufenthielten. Durch Modifizieren der Arbeitsbedingungen genommen mit einem Geigerzähler, von einem reinen und der Zugabegeschwindigkeit der Monomeren Polyoxymethylen (A) und von einem alternierenden können die genannten Estergruppen in die Polyacetal- 45 Formaldehyd-Dimethylketen-Copolymerisat mit PoIyketten entweder in wahlloser Verteilung oder in block- esterstruktur (B) dargestellt.In Fig. 4 are the X-ray diffraction spectra. Taken with a Geiger counter, by modifying the working conditions, from a pure one and the rate of addition of the monomers polyoxymethylene (A) and of an alternating one the ester groups mentioned can be incorporated into the polyacetal formaldehyde-dimethylketene copolymer with poly chains shown either in random distribution or in a block ester structure (B).

mäßiger Verteilung eingebaut werden (wie in Form In Tabelle I sind die Eigenschaften wie die Infrarot-moderate distribution (as shown in Table I, the properties such as the infrared

von Kettenanteilen, die aus alternierenden Polyester- bestimmung der Estergruppen in den Ketten und der Polyoxymethylen-Folgen bestehen). Copolymere, bei endständigen Hydroxylgruppen von Copolymeren, welchen die von Formaldehyd und einem Keten sich 50 erhalten aus Formaldehyd und Dimethylketen, verableitenden monomeren Einheiten in nicht wechselnder glichen mit jenen eines reinen Polyoxymethylens, Folge verteilt sind, stellen neue Produkte dar. hergestellt unter denselben Bedingungen dargestellt.of chain fractions resulting from alternating polyester determination of the ester groups in the chains and the Polyoxymethylene consequences exist). Copolymers, with terminal hydroxyl groups of copolymers, which those obtained from formaldehyde and a ketene are derived from formaldehyde and dimethyl ketene monomeric units in unchanging resemblance to those of a pure polyoxymethylene, Sequence are distributed, represent new products. Manufactured under the same conditions.

Nach dem Verfahren der Erfindung werden hoch- Besonders soll darauf hingewiesen werden, daß die molekulare lineare Copolymere, bei welchen die Zahl der endständigen Hydroxylgruppen in reinem Makromoleküle monomere — O — CH2-Einheiten 55 Polyoxymethylen beträchtlich höher ist. Dies zeigt, und monomere Einheiten der Formel daß bei den Copolymeren einige Estergruppen Ketten-According to the method of the invention, it should be pointed out that molecular linear copolymers in which the number of terminal hydroxyl groups in pure macromolecules monomeric - O - CH 2 units 55 polyoxymethylene is considerably higher. This shows and monomeric units of the formula that in the copolymers some ester groups are chain

endgruppen bilden. Aus den in Tabelle I wieder-Ri 9 gegebenen Werten kann gleichfalls die höhere ther-form end groups. From the in Table I again-Ri 9 given values, the higher thermal

1 ii mische Stabilität der nicht alternierenden Copolymeren C — C — 60 (F i g. 2) gegenüber reinem Polyoxymethylen bemerkt1 ii mixed stability of the non-alternating copolymers C - C - 60 (Fig. 2) noted versus pure polyoxymethylene

werden. Der Kristallinitätsanteil der nicht alter-R2 nierenden Copolymeren, enthaltend weniger als 10%will. The crystallinity of the non-old-R 2 alternating copolymers containing less than 10%

Einheiten, die sich vom Keten ableiten, ist gemäß derUnits derived from keten are according to the

worin R1 und R2 gleich oder verschieden sind und Röntgenbestimmung praktisch gleich jenem von Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder 65 reinem Polyoxymethylen. Die Schmelztemperaturen Phenylreste bedeuten, enthalten, wobei die genannten der Copolymeren sind andererseits etwas niedriger verschiedenen monomeren Einheiten zumindest teil- und können zwischen 140 und 1750C liegen. Dies weise in nicht abwechselnder Folge verteilt sind. stellt vom praktischen Standpunkt aus einen be-where R 1 and R 2 are the same or different and X-ray determination is practically the same as that of alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms or pure polyoxymethylene. Denote the melting temperatures phenyl radicals containing, wherein the copolymers mentioned the other hand, are slightly lower various monomeric units at least in part and may be 140-175 0 C. These are wisely distributed in a non-alternating sequence. from a practical point of view

trächtlichen Vorteil dar, da die mechanischen Eigenschaften des nicht abwechselnden Copolymerisats praktisch gleich wie jene des reinen Polyoxymethylene bleiben, da deren Kristallinität praktisch äquivalent ist, der etwas niedrigere Schmelzpunkt hingegen die Verarbeitung des Polymerisats bei der Herstellung geformter Gegenstände erleichtert, indem er die Zersetzungsreaktionen beschränkt.considerable advantage because of the mechanical properties of the non-alternating copolymer remain practically the same as that of the pure polyoxymethylene, since their crystallinity is practically equivalent is, the slightly lower melting point, however, the processing of the polymer during production molded objects by limiting the decomposition reactions.

Die erfindungsgemäß hergestellten Copolymeren sind für Anwendungen auf dem Kunststoffgebiet, insbesondere zur Herstellung geformter Gegenstände geeignet. Die durch alternierende Copolymerisation erhaltenen hochkristallinen Copolymeren können durch Extrudieren im geschmolzenen Zustand oder aus Lösungen Fasern ergeben, welche durch Recken orientiert werden können. Sie zeigen ein hohes Maß an Kristallinität längs der Faserachse und können als Textilfasern Verwendung finden. Die nicht alternierenden Copolymeren mit überwiegend Polyacetalstruktur ergeben durch Formpressen bei 160 bis 180° C homogene durchscheinende Filme, welche eine hohe Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen wiederholte Biegebeanspruchung besitzen. Thermisch stabile Copolymeren reich an Formaldehyd können erhalten werden, indem während der Polymerisation das Verhältnis zwischen den beiden Monomeren variiert wird und Bedingungen angewendet werden, bei welchen die Reaktion eher langsam abläuft. Es ist auf diese Weise möglich, Markomoleküle zu erhalten, die eine Polyacetalstruktur besitzen, jedoch endständige Abschnitte enthalten, die aus Kettenteilen mit Polyesterstruktur und damit aus alternierenden Formaldehyd-Keten-Folgen bestehen.The copolymers produced according to the invention are for applications in the plastics field, particularly suitable for making shaped objects. The obtained by alternating copolymerization Highly crystalline copolymers can be produced by extrusion in the molten state or from solutions Result in fibers which can be oriented by stretching. They show a high degree of crystallinity along the fiber axis and can be used as textile fibers. The non-alternating copolymers with predominantly polyacetal structure result in homogeneous compression molding at 160 to 180 ° C translucent films, which have high toughness and resistance to repeated bending stress own. Thermally stable copolymers rich in formaldehyde can be obtained by varying the ratio between the two monomers during the polymerization and Conditions are used in which the reaction proceeds rather slowly. It's that way possible to obtain macromolecules that have a polyacetal structure, but terminal sections Contain that from chain parts with polyester structure and thus from alternating formaldehyde-ketene sequences exist.

Die thermische Stabilität dieser Copolymeren mit überwiegend Polyacetalstruktur kann auch in bekannter Weise durch nachfolgende chemische Maßnahmen, wie der Blockierung der Endgruppen der Polyoxymethylenfolgen, die in einer Hemiacetalgruppe enden, erzielt werden. Diese Blockierung kann durch Acetylieren erreicht werden. Antioxydantien, Thermostabilisatoren, optische Stabilisatoren, Gleitmittel, Weichmacher oder Pigmente, können dem Copolymerisat zugesetzt werden, um es für bestimmte Verarbeitungsbedingungen oder Anwendungsgebiete geeignet zu machen.The thermal stability of these copolymers with a predominantly polyacetal structure can also be known in Way by subsequent chemical measures, such as blocking the end groups of the Polyoxymethylene sequences ending in a hemiacetal group can be achieved. This blockage can be caused by Acetylation can be achieved. Antioxidants, thermal stabilizers, Optical stabilizers, lubricants, plasticizers or pigments can be added to the copolymer can be added to it for specific processing conditions or areas of application to make suitable.

Die Eigenschaften der in den Beispielen angeführten Copolymeren können wie folgt bestimmt werden:The properties of the copolymers listed in the examples can be determined as follows:

1. Grenzviskosität ^inherent) 1. Limiting viscosity ^ inherent)

In relative ViskositätIn relative viscosity

^inherent ^ inherent -

worin die relative Viskosität das Verhältnis zwischen der Viskosität der Lösung und jener des Lösungsmittels und C die Konzentration des gelösten Stoffes in Gramm je 100 ml Lösung bedeutet. Die Bestimmung wurde bei 15O0C in Dimethylformamid, enthaltend 1% Diphenylamin in Konzentrationen von 0,5 g/100 ml, durchgeführt.where the relative viscosity is the ratio between the viscosity of the solution and that of the solvent and C is the concentration of the solute in grams per 100 ml of solution. The determination was ml at 15O 0 C in dimethylformamide containing 1% diphenylamine in concentrations of 0.5 g / 100 is performed.

2. Gewichtsverlust bei 16O0C. Die Bestimmung wurde ausgeführt, indem etwa 0,1 g des Produktes in Gegenwart von Luft in einen auf 1600C gehaltenen Ofen eingebracht und der Gewichtsverlust der Probe nach 60 Minuten bestimmt wurde.2. Weight loss at 16O 0 C. The determination was performed by placing about 0.1 g of the product in the presence of air in a held at 160 0 C oven introduced and the weight loss of the sample was determined after 60 minutes.

3. Bestimmung der endständigen Hydroxyl- und Estergruppen.3. Determination of the terminal hydroxyl and ester groups.

a) Der Prozentanteil an im Polymerisat enthaltenen Hydroxylgruppen wird ausgedrückt als Mole — CH2OH-Gruppen je 1000 g Polymerisat. Die Bestimmung wird durch Infrarotabsorptionsspektrographie auf Basis der Intensität der Bande infolge der Valenzschwingung der Hydroxylgruppen durchgeführt. Die Probe wird in Form eines durch Hochdrucksinterung erhaltenen Laminats mit einer Stärke von 0,1 bis 0,2 mm untersucht. Die mit einem Komparimeter bestimmte Dicke ist mit einer Toleranz von 10% über das gesamte Laminat gleichmäßig.a) The percentage of hydroxyl groups contained in the polymer is expressed as moles - CH 2 OH groups per 1000 g of polymer. The determination is carried out by infrared absorption spectrography on the basis of the intensity of the band due to the stretching vibration of the hydroxyl groups. The sample is examined in the form of a laminate obtained by high pressure sintering with a thickness of 0.1 to 0.2 mm. The thickness determined with a comparimeter is uniform over the entire laminate with a tolerance of 10%.

b) Der Prozentanteil an Stergruppen im Polymerisat, ausgedrückt als Anteil an Dimethylketen, wird durch Infrarotabsorptionsspektroskopie auf Basis der Intensität der Bande infolge der Valenzschwingungen der Gruppeb) The percentage of sterile groups in the polymer, expressed as the proportion of dimethylketene, is determined by infrared absorption spectroscopy on the basis of the intensity of the band due to the stretching vibrations of the group

Il
— C — (OR)
Il
- C - (OR)

bestimmt. Die Probe wird als Film untersucht, wie er durch schnelles Schmelzen einer Probe in einer Presse bei 170° C in einer Stärke von etwa 0,1000 mm erhalten wird.
Die Infrarotabsorption wird in einem Perking-Elmer-Zweistrahlspektrophotometer mit Natriumchloridprisma in der Zone zwischen 2,1 und 6,8 μ gemessen.
Die gefundene optische Dichte wird durch den Absorptionskoeffizienten der — CH2OH- und
certainly. The sample is examined as a film obtained by rapidly melting a sample in a press at 170 ° C. to a thickness of about 0.1000 mm.
The infrared absorption is measured in a Perking-Elmer two-beam spectrophotometer with a sodium chloride prism in the zone between 2.1 and 6.8 μ.
The optical density found is given by the absorption coefficient of the - CH 2 OH and

Il
— C — O — CH2-Gruppen
Il
- C - O - CH 2 groups

und durch die Dicke in Mikron dividiert.and divided by the thickness in microns.

4. Der Schmelzpunkt wird unter einem Polarisationsmikroskop mit gekreuzten Nicols mit einer Heizgeschwindigkeit von l°C/min an einem nach vorherigem Schmelzen kristallisierten Produkt bestimmt.4. The melting point is under a polarizing microscope with crossed Nicols with a Heating rate of 1 ° C./min on a product which has crystallized after prior melting certainly.

5. Thermische Abbaukonstante. Die thermische Stabilität wurde auf Basis der Konstante der Abbaugeschwindigkeit bei 220°C unter Stickstoff bestimmt. Der Versuch wurde ausgeführt mittels einer automatisch schreibenden thermischen Wägeapparatur von Eyraud-Typ, indem der Verlust an flüchtigen Bestandteilen bei 222° C von 150 mg Polymerisat bis zu einem Rückstand kleiner als 40% gemessen wurde.5. Thermal degradation constant. The thermal stability was based on the constant of the degradation rate determined at 220 ° C under nitrogen. The experiment was carried out by means of an automatically writing thermal weighing device of Eyraud type by reducing the loss of volatile matter at 222 ° C of 150 mg Polymer was measured down to a residue of less than 40%.

Unerwartete technische Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren sind folgende:Unexpected technical advantages of the method according to the invention over the known methods are the following:

A. Gegenüber den bekannten Copolymerisaten, die man durch kationische Polymerisation erhält:A. Compared to the known copolymers obtained by cationic polymerization:

1. Es ist nicht nötig, von Trioxan auszugehen, um Copolymerisate mit hohem Molekulargewicht zu erhalten.1. It is not necessary to start from trioxane in order to produce high molecular weight copolymers obtain.

2. Eine sorgfältige Reinigung ist nicht nötig, um die Reste des sauren Katalysators zu entfernen (da basische Katalysatoren verwendet werden).2. Careful cleaning is not necessary to remove the residues of the acidic catalyst (since basic catalysts are used).

B. Gegenüber den bekannten, durch anionische Polymerisation erhaltenen Copolymerisaten:B. Compared to the known copolymers obtained by anionic polymerization:

1. Die Copolymerisate nach der Erfindung sind thermisch stabiler, ohne daß es der Acetylierung bedarf.1. The copolymers according to the invention are thermally more stable without causing acetylation requirement.

2. Eine Reinigung ist nicht erforderlich, um die sauren Reste der Acetylierung zu entfernen.2. Purification is not required to remove the acidic residues of the acetylation.

Es sei noch bemerkt, daß die Copolymerisate nachIt should also be noted that the copolymers after

IR-AnalyseIR analysis

— CH2OH-Gruppen 0,08 Mol/kg- CH 2 OH groups 0.08 mol / kg

CopolymerisiertesDimethylketen ungefähr 2,5Ge-Copolymerized dimethylketene about 2.5Ge

wichtsprozentweight percent

Schmelzpunkt 1690CMelting point 169 ° C

VergleichsversuchComparative experiment

Zum Vergleich wurde eine analoge Herstellung in Abwesenheit von Dimethylketen vorgenommen. ManFor comparison, an analogous preparation was carried out in the absence of dimethylketene. Man

dem Verfahren der Erfindung einen um etwa 100C io erhielt 20 g eines Produktes mit den nachstehendenAccording to the process of the invention, 20 g of a product with the following was obtained by about 10 ° C

Eigenschaften:Characteristics:

Grenzviskosität 1,2Intrinsic viscosity 1.2

Gewichtsverlust (bei 1600C) 8°/0 Weight loss (at 160 0 C) at 8 ° / 0

IR-AnalyseIR analysis

— CH2OH-Gruppen 0,26 Mol/kg- CH 2 OH groups 0.26 mol / kg

Estergruppen abwesendEster groups absent

Schmelzpunkt 1750CMelting point 175 ° C

Die F i g. 1 und 2 stellen die Infrarotspektren dieserThe F i g. 1 and 2 represent the infrared spectra of these

niedrigeren Schmelzpunkt als die Homopolymerisate aufweisen. Dies ist ein bemerkenswerter Vorteil, daß diese Copolymerisate bei niedrigeren Temperaturen verwendet werden können, also Zersetzungsreaktionen vermieden werden.have a lower melting point than the homopolymers. This is a notable advantage in that these copolymers can be used at lower temperatures, that is, decomposition reactions be avoided.

Ein anderer Vorteil, der Copolymerisate nach der Erfindung ist ihr weiter Schmelzbereich und die Tatsache, daß sie daher plastisch werden, bevor sie schmelzen. ,., _ , , ,Another advantage of the copolymers according to the invention is their wide melting range and the The fact that they therefore become plastic before they melt. ,., _,,,

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung. 20 Demen WoduKte aar-The following examples illustrate the invention. 20 Demen VoduKte aar -

Beispiel 2 Beispiel 1Example 2 Example 1

Aus einem mit einem Rührer versehenen und auf 20° C gehaltenen Glasreaktor wurde durch wiederholtesFrom a glass reactor provided with a stirrer and kept at 20 ° C., repeated

abwechselndes Spülen und Evakuieren mit Stickstoff 25 aldehydzufuhr und 5 ml nach Beendigung der Formdie Luft entfernt. 300 ml wasserfreies Toluol, ent- aldehydzufuhr. Man erhielt 21 g eines Produktes mit haltend 10,36 ml gelöstes Triäthylamin (0,1 Gewichtsprozent in bezug auf das Lösungsmittel), wurden hierauf unter Vakuum eingefüllt. Der Restdruck im Reaktor betrug etwa 100 mm Hg. 30alternating flushing and evacuation with nitrogen 25 aldehyde supply and 5 ml after completion of the mold Air removed. 300 ml anhydrous toluene, entaldehyde supply. 21 g of a product were obtained holding 10.36 ml of dissolved triethylamine (0.1 weight percent based on the solvent) were then filled in under vacuum. The residual pressure in the reactor was about 100 mm Hg. 30

Gesondert wurden 200 g im wesentlichen wasserfreies Cyclohexylformal durch Erhitzen auf 135 bis 145 0C zersetzt. Der so entwickelte gasförmige wasserfreie Formaldehyd wird durch drei in Serie geschaltete und auf —15°C gehaltene Glasschlangen geschickt 35 und danach dem das Toluol enthaltenden Reaktor zugeführt. Die Zersetzungstemperatur des Hemiformals wird so geregelt, daß im Reaktor ein konstanter Druck von etwa 600 mm Hg aufrechterhalten wird. Gleichzeitig werden nach und nach (insgesamt 40 5 Minuten zugesetzt, wobei die Zugabe des einen 5 ml) Dimethylketen in den Reaktor eingebracht. Monomeren während der Zugabe des anderen Mono-Nach 20 Minuten wird die Zufuhr der beiden Mono- meren unterbrochen wird. Nach 25 Minuten wird die meren beendet und die Reaktionsmischung unter Monomerenzufuhr beendet und die Reaktionsmischung Rühren während weiteren 15 Minuten auf 200C unter Rühren während weiterer 15 Minuten auf 200C gehalten. Der Druck im Reaktor sinkt während dieses 45 gehalten. Man erhält ein Produkt der nachstehenden Zeitraumes auf seinen Anfangswert ab. Die Sus- Eigenschaften:Separately, 200 g of essentially anhydrous cyclohexyl formal were decomposed by heating to 135 to 145 ° C. The gaseous anhydrous formaldehyde developed in this way is passed through three glass coils connected in series and kept at -15 ° C. and then fed to the reactor containing the toluene. The decomposition temperature of the hemiform is controlled so that a constant pressure of about 600 mm Hg is maintained in the reactor. At the same time, gradually (a total of 40 5 minutes, the addition of one 5 ml) of dimethylketene are introduced into the reactor. Monomers during the addition of the other mono- After 20 minutes, the supply of the two monomers is interrupted. After 25 minutes, the mixture is terminated and the reaction mixture is terminated with the addition of monomers and the reaction mixture is kept stirring at 20 ° C. for a further 15 minutes with stirring at 20 ° C. for a further 15 minutes. The pressure in the reactor decreases during this 45 period. A product of the following period is obtained from its initial value. The Sus properties:

Die Verfahrensbedingungen des Beispiels 1 wurden angewendet jedoch 10 ml Dimethylketen in zwei Ansätzen verwendet: 5 ml vor Beginn der Form-The process conditions of Example 1 were used, but 10 ml of dimethylketene in two Approaches used: 5 ml before starting the molding

den nachstehenden Eigenschaften:the following properties:

Grenzviskosität 0,9Intrinsic viscosity 0.9

Gewichtsverlust (bei 160° C) 5%Weight loss (at 160 ° C) 5%

IR-AnalyseIR analysis

— CH2OH-Gruppen 0,06 Mol/kg- CH 2 OH groups 0.06 mol / kg

Copolymerisiertes Dimethylketen ungefähr 6,5 Gewichtsprozent Schmelzpunkt 160°CCopolymerized dimethylketene about 6.5 percent by weight, melting point 160 ° C

Beispiel 3Example 3

Es wird wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch die Zugabegeschwindigkeiten und Bedingungen der beiden Monomeren variiert. Sie werden abwechselnd währendThe procedure is as in Example 1, but the addition rates and conditions of the two Monomers varied. They will take turns during

pension des Copolymerisats wird im Vakuum filtriert, das Produkt wiederholt mit Aceton gewaschen und danach während 4 Stunden bei 6O0C getrocknet. Man erhält 26 g des Produkts mit den nachstehenden Eigenschaften:pension of the copolymer is filtered under vacuum, the product is repeatedly washed with acetone and then for 4 hours at 6O 0 C dried. 26 g of product are obtained with the following properties:

Grenzviskosität 1,3Intrinsic viscosity 1.3

Gewichtsverlust (bei 160° C) 2,0%Weight loss (at 160 ° C) 2.0%

Grenzviskosität 1,1Intrinsic viscosity 1.1

Gewichtsverlust (bei 1600C) 6°/0 Weight loss (at 160 0 C) 6 ° / 0

IR-AnalyseIR analysis

— CH2OH-Gruppen 0,12 Mol/kg- CH 2 OH groups 0.12 mol / kg

CopolymerisiertesDimethylketen ungefähr 3 Gewichtsprozent Copolymerized dimethyl ketene about 3 weight percent

Schmelzpunkt 1670CMelting point 167 ° C

Eigenschaftenproperties Probenrehearse Grenz
viskosität
Limit
viscosity
Tabelle I
der Formaldehyd-Dimethylketen-Copolymeren
Table I.
the formaldehyde-dimethylketene copolymers
Copolymerisiertes
Dimethylketen in
Gewichtsprozent2)
Copolymerized
Dimethyl ketene in
Weight percent 2 )
Röntgen-
kristallinität
°/o
Roentgen-
crystallinity
° / o
Thermische Abbau
konstante -ST2211
%/min
Thermal degradation
constant -ST 2211
% / min
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 3
Reines Polyoxymethylene
example 1
Example 2
Example 3
Pure polyoxymethylene
1,3
0,9
1,1
1,2
1.3
0.9
1.1
1.2
Endständige '
— CH2OH-
Gruppen
Mol/kg
Final '
- CH 2 OH-
groups
Moles / kg
etwa 2,5
etwa 6,5
etwa 3
abwesend
about 2.5
about 6.5
about 3
absent
74
76
75
75
74
76
75
75
2,5
2
4
10
2.5
2
4th
10
0,08
0,06
0,12
0,26
0.08
0.06
0.12
0.26

2) Polyoxymethylene, erhalten unter den gleichen Bedingungen wie in den vorstehenden Beispielen (s. Beispiel 1). 2 ) Polyoxymethylenes obtained under the same conditions as in the previous examples (see Example 1).

2) CH3 O
— C — C- Gruppen.
2 ) CH 3 O
- C - C groups.

CH3 CH 3

9 109 10

B e i s pi ele 4 bi s 6Example 4 to 6

Es wurde wie im Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurden die in der nachfolgenden Tabelle II angeführten Katalysatoren verwendet. Die Eigenschaften der erhaltenen Polymeren sind gleichfalls der Tabelle zu entnehmen.The procedure was as in Example 1, except that those listed in Table II below were given Catalysts used. The properties of the polymers obtained are also given in the table remove.

Tabelle IITable II

Beispielexample Katalysatorcatalyst Konzentration
mit Bezug
auf das
Lösungsmittel
in Gewichts
prozent
concentration
with reference
on the
solvent
in weight
percent
Erhaltenes
Polymerisat
g
Received
Polymer
G
GrenzviskositätIntrinsic viscosity IR-Analyse
copolymerisiertes
Dimethylketen
%
IR analysis
copolymerized
Dimethylketene
%
4
5
ί 6
4th
5
ί 6
Tributylamin
Hexamethylentetramin
Pyridin
Tributylamine
Hexamethylenetetramine
Pyridine
0,2
0,1
0,3
0.2
0.1
0.3
20
14
24
20th
14th
24
1
0,7
1,9
1
0.7
1.9
3
3
3,5
3
3
3.5

Beispiel 7Example 7

300 ml Toluol und ein Glasröhrchen, enthaltend 0,4 ml Triethylamin [N(C2H5)3] wurden in einen 500-ml-Glasreaktor bei 200C unter Stickstoff eingebracht. Der Innendruck wird durch Anschließen des Reaktors an eine Wasserstrahlpumpe auf 100 mm Hg reduziert und danach das Röhrchen unter Vakuum zerbrochen.300 ml of toluene, and a glass tube containing 0.4 ml of triethylamine [N (C 2 H 5) 3] were placed in a 500 ml glass reactor at 20 0 C under nitrogen. The internal pressure is reduced to 100 mm Hg by connecting the reactor to a water jet pump and then the tube is broken under vacuum.

Der Reaktor wird mit einem Generator gasförmigen wasserfreien Formaldehyds verbunden und unmittelbar danach 30 ml Dimethylketen über einen Tropftrichter schnell zugegeben. Die Zufuhr gasförmigen Formaldehyds wird derartig geregelt, daß der Druck im Reaktor auf etwa 600 mm Hg gehalten wird. Die Lösung entfärbt sich langsam; nach 30 Minuten wird die Aldehydzufuhr unterbrochen und das Rühren während weiterer 15 Minuten fortgesetzt, um den noch vorhandenen Formaldehyd aufzubrauchen. Das Reaktionsprodukt wird mit Methanol behandelt, wobei ein feinverteiltes weißes Polymerisat langsam abdekantiert. Nach wiederholtem Waschen mit Methanol wird das Polymerisat filtriert und bei 40 bis 50°C unter Vakuum getrocknet; es hat ein Gewicht von 24 g.The reactor is connected to a generator of gaseous anhydrous formaldehyde and immediately then 30 ml of dimethylketene were quickly added via a dropping funnel. The supply gaseous Formaldehyde is regulated in such a way that the pressure in the reactor is kept at about 600 mm Hg. The solution slowly becomes discolored; after 30 minutes, the aldehyde feed is interrupted and that Stirring continued for a further 15 minutes in order to use up the formaldehyde still present. The reaction product is treated with methanol, leaving a finely divided white polymer slowly decanted. After repeated washing with methanol, the polymer is filtered and treated with 40 to 50 ° C dried under vacuum; it has a weight of 24 g.

Das rohe, hochkristalline Polymerisat schmilzt bei etwa 2100C. Das Infrarotspektrum zeigt die Anwesenheit einiger weniger Polyoxymethylenfolgen zusammen mit einem hohen Anteil (etwa 80 Molprozent) eines Polymerisats von Polyesterstruktur. Die in Tetrahydronaphthalin bei 1500C bestimmte Grenzviskosität beträgt 0,27. Wird das Polymerisat während 30 Minuten auf 2000C erhitzt, zeigt es einen Gewichtsverlust von 5%.The crude, highly crystalline polymer melts at about 210 ° C. The infrared spectrum shows the presence of a few polyoxymethylene sequences together with a high proportion (about 80 mol percent) of a polymer with a polyester structure. The determined in tetrahydronaphthalene at 150 0 C intrinsic viscosity is 0.27. If the polymer is heated to 200 ° C. for 30 minutes, it shows a weight loss of 5%.

BeispieleExamples

300 ml Toluol werden in einen mit einem Kühlmantel, einem Propellerrührer und einem Tropftrichter versehenen 500-ml-Glasreaktor eingebracht. Die Temperatur des Kühlmantels wird durch Zirkulieren einer Lösung von Kohlensäure in Methanol auf — 200C eingeregelt und der Reaktor durch Anschließen an eine Wasserstrahlpumpe auf einen Druck von 20 mm Hg gebracht. Unter Vakuum werden über eine Kautschukmembran mittels eines Hebers 0,4 ml Triethylamin eingebracht und die Apparatur mit einer Quelle gasförmigen Formaldehyds verbunden. Die Zufuhr von gasförmigem Formaldehyd wird so eingeregelt, daß der Druck im Reaktor etwa auf 600 mm Hg gehalten wird. Unmittelbar danach werden 30 ml Dimethylketen eingeführt, wobei die Masse in Bewegung gehalten wird. Zu der fast farblosen Mischung werden nach 10 Minuten300 ml of toluene are placed in a 500 ml glass reactor equipped with a cooling jacket, a propeller stirrer and a dropping funnel. The temperature of the cooling jacket is by circulating a solution of carbonic acid in methanol - regulated 20 0 C and the reactor brought by connecting it to a water jet pump to a pressure of 20 mm Hg. Under vacuum, 0.4 ml of triethylamine are introduced through a rubber membrane using a siphon and the apparatus is connected to a source of gaseous formaldehyde. The supply of gaseous formaldehyde is regulated so that the pressure in the reactor is kept at about 600 mm Hg. Immediately thereafter, 30 ml of dimethylketene are introduced, the mass being kept in motion. The mixture becomes almost colorless after 10 minutes

ao weitere 20 ml Dimethylketen zugesetzt. Formaldehyd wird noch weitere 10 Minuten eingeleitet und danach die Reaktion durch Zugabe von Methanol unterbrochen. Das Polymerisat wird abdekantiert und wiederholt mit Methanol gewaschen und an der Luft bei etwa 500C getrocknet. Man erhält so 29 g Polymerisat.ao a further 20 ml of dimethylketene were added. Formaldehyde is passed in for a further 10 minutes and then the reaction is interrupted by adding methanol. The polymer is decanted and repeatedly washed with methanol and dried in air at about 50 0 C. 29 g of polymer are obtained in this way.

Das Infrarotspektrum zeigt die Abwesenheit einer Polyacetalstruktur im Polymerisat. Das rohe Polymerisat schmilzt bei 215° C.The infrared spectrum shows the absence of a polyacetal structure in the polymer. The crude polymer melts at 215 ° C.

Beispiel 9Example 9

300 ml wasserfreies Toluol werden in einen mit einem auf — 200C gekühlten Kühlmantel, einem Rührer, einem Tropftrichter und einem Formaldehydeinleitungsrohr versehenen 500-ml-Glaskolben eingebracht. Mittels einer Wasserstrahlpumpe wird danach der Innendruck auf 20 mm Hg (absolut) eingestellt. Während die Apparatur unter Vakuum gehalten wird, werden mittels einer Pipette 4 ml einer l,lmolaren Lösung von Trimethylamin in Toluol durch einen Kautschukstopfen eingebracht. Unmittelbar danach wird mit der Einleitung gasförmigen Formaldehyds begonnen, und gleichzeitig werden 50 ml Dimethylketen über den Tropftrichter zugesetzt. Nach 20 Minuten wird die Einleitung von Formaldehyd unterbrochen und nach weiteren 5 Minuten die Mischung mit Methanol aufgenommen.300 ml of anhydrous toluene are placed in a a on - introduced equipped cooled 20 0 C cooling jacket, a stirrer, a dropping funnel and a formaldehyde inlet tube 500-ml glass flask. The internal pressure is then adjusted to 20 mm Hg (absolute) using a water jet pump. While the apparatus is kept under vacuum, 4 ml of a 1.1 molar solution of trimethylamine in toluene are introduced through a rubber stopper by means of a pipette. Immediately thereafter, the introduction of gaseous formaldehyde is started, and at the same time 50 ml of dimethylketene are added via the dropping funnel. After 20 minutes, the introduction of formaldehyde is interrupted and, after a further 5 minutes, the mixture is taken up with methanol.

Der Niederschlag wiegt nach wiederholtem Waschen mit Methanol und Trocknen an der Luft bei 4O0C 39 g und ist zu 94% in siedendem Chloroform löslich. Die in Chloroform lösliche Fraktion hat einen Schmelzpunkt von 136°C und scheint gemäß der Infrarotuntersuchung etwa 10% Formaldehyd zu enthalten, dessen monomere Einheiten an den Estergruppen teilhaben. Polyacetalfolgen sind abwesend.The precipitate weighs after repeated washing with methanol and drying in air at 4O 0 C 39 g and is soluble to 94% in boiling chloroform. The fraction soluble in chloroform has a melting point of 136 ° C. and, according to infrared analysis, appears to contain about 10% formaldehyde, the monomeric units of which participate in the ester groups. Consequences of polyacetal are absent.

Beispiel 10Example 10

300 ml wasserfreies Toluol werden in einen 500-ml-Reaktor eingebracht, welcher mittels eines Kühlmantels auf 0° C gekühlt wird und einen Tropftrichter und ein Formaldehydeinleitungsrohr besitzt. Mittels einer Wasserstrahlpumpe wird der Innendruck auf300 ml of anhydrous toluene are placed in a 500 ml reactor introduced, which is cooled to 0 ° C by means of a cooling jacket and a dropping funnel and has a formaldehyde introduction pipe. The internal pressure is increased by means of a water jet pump

6g etwa 20 mm Hg eingestellt. Während die Apparatur unter einem Vakuum gehalten wird, werden mittels einer Pipette 0,4 ml Triäthylamin eingespritzt. Unmittelbar danach wird mit der Zufuhr gasförmigen6g set about 20 mm Hg. While the apparatus is kept under a vacuum, means are used injected 0.4 ml of triethylamine into a pipette. Immediately thereafter, the supply becomes gaseous

509 690/491509 690/491

Formaldehyds (aus irgendeiner beliebigen geeigneten Quelle) begonnen und gleichzeitig 20 ml einer 50volumprozentigen Lösung von Diphenylketen in Toluol über den Tropftrichter zugesetzt. Unter Fortsetzung des Einleitens von Formaldehyd derart, daß der Innendruck etwa 600 mm Hg beträgt, werden 5 ml einer Lösung von Diphenylketen in Toluol viermal in Abständen von 3 Minuten, insgesamt 20 ml, zugesetzt. Nach 18 Minuten wird die Reaktion durch Zugabe von Methanol unterbrochen. Die Polymerisatmenge beträgt nach wiederholtem Waschen mit Methanol und Trocknen an der Luft bei 40° C 21g. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 150° C.Formaldehyde (from any suitable source) and at the same time 20 ml of one 50 percent by volume solution of diphenylketene in toluene added via the dropping funnel. Under Continuing the introduction of formaldehyde so that the internal pressure is about 600 mm Hg 5 ml of a solution of diphenylketene in toluene four times at 3 minute intervals, in total 20 ml, added. After 18 minutes the reaction is interrupted by adding methanol. the After repeated washing with methanol and drying in air at 40 ° C., the amount of polymer is 21g. The melting point is around 150 ° C.

Beispiel 11 ,.Example 11,.

Es wird ein 1-1-Reaktor verwendet, welcher ausgestattet ist mit einem Rührer, Kühlmantel, zwei Tropf trichtern, Formaldehydeinleitungsrohr und einem weiteren Rohr, welches mit einer Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Innendruckes des Reaktors auf wenige Millimeter Hg über Atmosphärendruck verbunden ist. Durch wiederholtes Ausspulen mit Stickstoff wird die Luft aus dem Reaktor entfernt, der Kühlmantel auf —30°C gekühlt und in den Reaktor 450 ml wasserfreies n-Heptan eingebracht, as 37,5 mg Triphenylphosphin, gelöst in 50 ml n-Heptan, werden über den einen Tropftrichter und 46 ml n-Heptan und 4 ml Dimethylketen über den anderen Tropftrichter zugeführt. Sobald die Innentemperatur -2O0C erreicht, werden 14 ml Triphenylphosphinlösung aus dem ersten Tropftrichter eingetropft und unmittelbar danach mit dem Einleiten von gasförmigem wasserfreiem Formaldehyd mit einer Geschwindigkeit von 2,1 g/min begonnen. Gleichzeitig wird aus dem zweiten Tropftrichter die Dimethylketenlösung in einer Geschwindigkeit von 2,5 ml/min zugetropft. 2 Minuten nach der Zugabe des Katalysators und danach alle 2 Minuten werden etwa 3 ml Triphenylphosphinlösung zugesetzt. 20 Minuten nach Beginn wird ein Methanolüberschuß zugesetzt und die Formaldehydzufuhr unterbrochen. Das Polymerisat wird filtriert, mit Methanol gewaschen und während 24 Stunden an der Luft bei 40° C getrocknet. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in Tabelle III wiedergegeben.A 1-1 reactor is used, which is equipped with a stirrer, cooling jacket, two dropping funnels, formaldehyde inlet pipe and another pipe which is connected to a device for maintaining the internal pressure of the reactor at a few millimeters Hg above atmospheric pressure. The air is removed from the reactor by repeated flushing with nitrogen, the cooling jacket is cooled to -30 ° C. and 450 ml of anhydrous n-heptane are introduced into the reactor, as 37.5 mg of triphenylphosphine dissolved in 50 ml of n-heptane are over one dropping funnel and 46 ml of n-heptane and 4 ml of dimethylketene fed through the other dropping funnel. As soon as the internal temperature reaches -2O 0 C, 14 ml of triphenylphosphine solution are added dropwise from the first dropping funnel and immediately thereafter the introduction of gaseous anhydrous formaldehyde at a rate of 2.1 g / min is started. At the same time, the dimethyl ketene solution is added dropwise from the second dropping funnel at a rate of 2.5 ml / min. About 3 ml of triphenylphosphine solution are added 2 minutes after the addition of the catalyst and then every 2 minutes. An excess of methanol is added 20 minutes after the start and the supply of formaldehyde is interrupted. The polymer is filtered, washed with methanol and dried in air at 40 ° C. for 24 hours. The properties of the product obtained are given in Table III.

Beispiel 12Example 12

Es wird die gleiche Apparatur wie im Beispiel 11 verwendet, hinsichtlich des Verfahrens jedoch die Sc nachstehenden Abänderungen getroffen:It is the same apparatus as in Example 11 is used, however, made with regard to the method, the Sc following amendments:

1. In den ersten Tropf trichter werden 30 mg Triphenylphosphin in 50 ml n-Heptan gegeben.1. 30 mg triphenylphosphine in 50 ml n-heptane are added to the first dropping funnel.

2. In den zweiten Tropf trichter werden 47 ml n-Heptan und 3 ml Dimethylketen eingefüllt.2. 47 ml of n-heptane and 3 ml of dimethylketene are poured into the second dropping funnel.

3. Zu Beginn der Polymerisation werden 15 ml Triphenylphosphinlösung eingebracht und danach alle 2 Minuten weitere 5 ml der gleichen Lösung zugesetzt.3. At the beginning of the polymerization, 15 ml of triphenylphosphine solution are introduced and then every 2 minutes a further 5 ml of the same solution is added.

4. Die Dimethylketenlösung wird mit einer Geschwindigkeit von 3,4 ml/min zugesetzt.4. The dimethyl ketene solution is added at a rate of 3.4 ml / min.

5. Der gasförmige Formaldehyd wird mit einer Geschwindigkeit von 3 g/min eingeleitet.5. The gaseous formaldehyde is introduced at a rate of 3 g / min.

6. Die Polymerisation wird 15 Minuten nach Beginn unterbrochen.6. The polymerization is interrupted 15 minutes after the start.

Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in Tabelle III wiedergegeben.The properties of the product obtained are given in Table III.

Beispiel 13Example 13

Die Polymerisation wird in der Apparatur und gemäß der Technik des Beispiels 12 durchgeführt, der Kühlmantel jedoch auf +100C gehalten. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in Tabelle III wiedergegeben.The polymerization is carried out in the apparatus and according to the technique of Example 12, but the cooling jacket kept at +10 0C. The properties of the product obtained are given in Table III.

Beispiel 14Example 14

Es wird das Verfahren des Beispiels 12 angewendet, jedoch die Katalysatorlösung in zwei Anteilen von 25 ml, einer zu Beginn und der andere nach 8 Minuten zugefügt. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in Tabelle III wiedergegeben.The procedure of Example 12 is followed, but the catalyst solution in two proportions of 25 ml, one added at the beginning and the other after 8 minutes. The properties of the product obtained are given in Table III.

Beispiel 15Example 15

Es wird das Verfahren des Beispiels 12 angewendet, jedoch an Stelle der Triphenylphosphinlösung eine Lösung von 0,016 ml Triäthylamin in 50 ml n-Heptan verwendet. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind in Tabelle III angegeben.The procedure of Example 12 is used, but one instead of the triphenylphosphine solution Solution of 0.016 ml of triethylamine in 50 ml of n-heptane is used. The properties of the product obtained are given in Table III.

Beispiel 16Example 16

Bei gleicher Arbeitsweise wie im Beispiel 12 wird eine Lösung von 0,016 ml Triäthylamin in 50 ml n-Heptan verwendet und der gesamte Katalysator zu Beginn der Polymerisation zugesetzt.Using the same procedure as in Example 12, a solution of 0.016 ml of triethylamine in 50 ml n-heptane is used and all of the catalyst is added at the beginning of the polymerization.

In den gemäß den Beispielen 11 bis 16 erhaltenen Copolymeren ist eine bei 16O0C instabile Fraktion anwesend, die aus niedermolekularen Formaldehydhomopolymeren besteht. Dieser Anteil wird durch 6stündiges Erhitzen auf 165° C entfernt. Die Eigenschaften der gereinigten Polymeren sind in Tabelle III wiedergegeben.In the Examples 11 to 16 obtained according to copolymers unstable at 16O 0 C fraction is present, which consists of low molecular weight formaldehyde homopolymers. This portion is removed by heating to 165 ° C for 6 hours. The properties of the purified polymers are given in Table III.

Tabelle IIITable III

RohesRaw Bei 1650CAt 165 0 C EndständigeTerminal ones CopolymerisiertesCopolymerized GrenzviskositätIntrinsic viscosity Thermische AbbauThermal degradation Beispielexample PolymerisatPolymer instabiler Anteilunstable part CH1OHCH 1 OH DimethylketenDimethylketene konstante Km constant km gG in Gewichtsprozentin percent by weight Mol/kgMoles / kg in Gewichtsprozentin percent by weight 0,60.6 %/min% / min 1212th 45,345.3 2525th 0,050.05 3,73.7 0,630.63 0,150.15 1313th 4343 2020th 0,040.04 2,42.4 0,730.73 0,210.21 1414th 3434 1616 0,0350.035 1,61.6 0,570.57 0,120.12 1515th 3737 1818th 0,0450.045 2,52.5 0,650.65 0,240.24 1616 4444 2727 0,0450.045 2,62.6 0,570.57 0,050.05 1717th 4646 2424 0,040.04 2,62.6 0,080.08

Beispiel 17Example 17

Es wird ein mit einem Rührer, einem Kühlmantel, zwei Tropftrichtern, einem Formaldehydeinleitungsrohr und einem Rückflußkühler versehener 1-1-Reaktor verwendet. An der Spitze des Rückflußkühlers ist eine Vorrichtung angeschlossen, um den Innendruck des Reaktors auf wenige Millimeter Hg über Atmosphärendruck zu halten.It is equipped with a stirrer, a cooling jacket, two dropping funnels, and a formaldehyde inlet tube 1-1 reactor equipped with a reflux condenser was used. At the top of the reflux condenser is a device attached to the internal pressure of the reactor to a few millimeters Hg above atmospheric pressure to keep.

Durch wiederholtes Spülen mit Stickstoff wird die Luft aus dem Reaktor entfernt und danach der Kühlmantel auf — 100C gekühlt und im Kühler ein auf -7O0C gekühltes Methanol cirkuliert.The air from the reactor is removed by repeated purging with nitrogen and then the cooling jacket - 10 0 C and cooled to -7O cirkuliert a cooled 0 C methanol in the cooler.

In den Reaktor werden 450 ml wasserfreies Buten-1 eingebracht, während in einen der beiden Trichter 56 mg Tributylamin, verdünnt mit 50 ml n-Heptan, eingefüllt werden. Gleichzeitig werden in den anderen Trichter 4 ml Dimethylketen und 46 ml n-Heptan eingefüllt. Der Reaktor wird mit der Formaldehydquelle verbunden (2,7 g CH2O pro Minute) und gleichzeitig 15 ml der Tributylammlösung und 15 ml der Dimethylketenlösung über die Trichter eingebracht. Der Rest der Lösungen wird danach gleichzeitig in einer Geschwindigkeit von 5 ml/2 min zugesetzt. 450 ml of anhydrous butene-1 are introduced into the reactor, while 56 mg of tributylamine, diluted with 50 ml of n-heptane, are poured into one of the two funnels. At the same time, 4 ml of dimethylketene and 46 ml of n-heptane are poured into the other funnel. The reactor is connected to the formaldehyde source (2.7 g CH 2 O per minute) and at the same time 15 ml of the tributylammon solution and 15 ml of the dimethyl ketene solution are introduced via the funnel. The rest of the solutions are then added simultaneously at a rate of 5 ml / 2 min.

15 Minuten nach Beginn wird die Polymerisation durch Zugabe von Methanol unterbrochen.15 minutes after the start, the polymerization is interrupted by adding methanol.

Das so abgeschiedene Polymerisat besitzt nach Waschen mit Methanol und Trocknen an der Luft bei 4O0C während 24 Stunden ein Gewicht von 40,5 g und hat die nachfolgenden Eigenschaften:The thus separated polymer has, after washing with methanol and drying in air at 4O 0 C for 24 hours, a weight of 40.5 g and has the following properties:

Bei 1650C instabiler Anteil 16%At 165 0 C unstable portion 16%

Abbaugeschwindigkeit bei 222° C .. 0,06%/min
Grenzviskosität 0,6
Degradation rate at 222 ° C .. 0.06% / min
Intrinsic viscosity 0.6

Beispiel 18Example 18

3535

Es wird die gleiche Apparatur, wie im Beispiel 17 beschrieben, verwendet, jedoch als Lösungsmittel eine aus 250 ml n-Heptan und 200 ml Buten-1 bestehende Mischung verwendet. Die Eigenschaften des so erhaltenen Polymerisats sind in Tabelle IV wiedergegeben.The same apparatus as described in Example 17 is used, but as a solvent a mixture consisting of 250 ml of n-heptane and 200 ml of butene-1 was used. The properties of the polymer thus obtained are shown in Table IV.

Beispiel 19Example 19

Das Verfahren wird, wie in den Beispielen 17 und 18 beschrieben, durchgeführt, der Reaktorkühlmantel jedoch auf — 500C gekühlt und als Lösungsmittel 450 ml Propylen verwendet. Die Eigenschaften des so erhaltenen Polymerisats sind in Tabelle IV wiedergegeben.The process is as described in Examples 17 and 18, but carried out, the reactor cooling jacket at - 50 0 C cooled and used as a solvent 450 ml of propylene. The properties of the polymer thus obtained are shown in Table IV.

Beispiel 20Example 20

Die Polymerisation wird gemäß den Richtlinien der Beispiele 17 bis 19 durchgeführt, jedoch alsThe polymerization is carried out according to the guidelines of Examples 17 to 19, but as

Lösungsmittel 450 ml Petroläther mit einem Siedepunkt zwischen 30 und 5O0C verwendet und der Reaktor nicht über den Kühlmantel gekühlt. Die Eigenschaften des so erhaltenen Polymerisats sind in Tabelle IV wiedergegeben.Solvent 450 ml petroleum ether with a boiling point between 30 and 50 0 C used and the reactor is not cooled by the cooling jacket. The properties of the polymer thus obtained are shown in Table IV.

Beispiel 21Example 21

Das Verfahren wird wie im Beispiel 17 beschrieben durchgeführt, jedoch als Lösungsmittel 450 ml einer aus Kohlenwasserstoffen mit 4 Kohlenstoffatomen bestehenden Mischung, die durch Fraktionierung der aus der Erdölkrackung resultierenden Produkte erhalten wird, verwendet. Die Eigenschaften des so erhaltenen Polymerisats sind in Tabelle IV wiedergegeben. The process is carried out as described in Example 17, but 450 ml of a solvent Mixture composed of hydrocarbons with 4 carbon atoms obtained by fractionation of the products resulting from petroleum cracking is used. The characteristics of the so obtained polymer are shown in Table IV.

Tabelle IVTable IV

PolyPoly Nichtnot ThermischeThermal GrenzLimit °/o
Dimethyl
° / o
Dimethyl
Beiat merisatmerisat SIaDUCSIaDUC Stabilitätstability visvis keten imketen im spielgame gG Fraktion
bei 165° C
fraction
at 165 ° C
kositätkosity Copoly-
merisat
Copoly-
merisat
1919th 36,836.8 1010 0,10.1 1,241.24 2,8,2.8, 2020th 3434 1212th 0,10.1 0,80.8 3,23.2 2121 2424 1515th 0,080.08 0,60.6 3,23.2 2222nd 3838 1212th 0,080.08 0,840.84 3,13.1

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen linearen Copolymerisaten des Formaldehyds durch Polymerisation von wasserfreiem Formaldehyd mit Comonomeren in einem wasserfreien inerten Lösungsmittel in Gegenwart von aliphatischen, aromatischen oder cycloaliphatischen tertiären Aminen, Pyridinen, Chinolinen, Phosphinen oder Stibinen bei Temperaturen von —100 bis +7O0C, dadurch gekennzeichnet, daß man als Comonomere Verbindungen der allgemeinen FormelProcess for the production of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde by polymerizing anhydrous formaldehyde with comonomers in an anhydrous inert solvent in the presence of aliphatic, aromatic or cycloaliphatic tertiary amines, pyridines, quinolines, phosphines or stibines at temperatures from -100 to +7O 0 C, characterized in that the comonomers used are compounds of the general formula verwendet, in der R1 und R2 gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste bedeuten.used, in which R 1 and R 2 are identical or different alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms or phenyl radicals. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 037 705,1 065 173; USA.-Patentschrift Nr. 2 296 249.German Auslegeschriften No. 1,037,705,1 065 173; U.S. Patent No. 2,296,249. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings 509 690/491 9.65 © Bundesdruckerei Berlin509 690/491 9.65 © Bundesdruckerei Berlin
DEM56088A 1962-03-16 1963-03-13 Process for the production of high molecular weight linear copolymers of formaldehyde Pending DE1202495B (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2296249A (en) * 1940-08-26 1942-09-22 Du Pont Polymers of formaldehyde
DE1037705B (en) * 1952-08-30 1958-08-28 Du Pont Process for the polymerization of formaldehyde
DE1065173B (en) * 1955-12-01 1959-09-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company, Wilmington, Del. (V. St. A.) Process for the preparation of polyoxymethylenes modified with a fluoroaldehyde

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SE305959B (en) 1968-11-11
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