DE1231899B - Process for the production of graft polymers - Google Patents

Process for the production of graft polymers

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DE1231899B DE1962H0046032 DEH0046032A DE1231899B DE 1231899 B DE1231899 B DE 1231899B DE 1962H0046032 DE1962H0046032 DE 1962H0046032 DE H0046032 A DEH0046032 A DE H0046032A DE 1231899 B DE1231899 B DE 1231899B
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Description

Verfahren zur Herstellung von Pfropfpolymeren Es ist bekannt, daß Pfropfpolymere z. B. dadurch hergestellt werden, daß in hochpolymere Verbindungen Radikale oder leicht Radikale bildende Gruppen eingeführt werden, z. B. durch Bestrahlen oder durch Peroxydation, die dann unter den Polymerisationsbedingungen in Gegenwart eines Monomeren dessen Pfropfpolymerisation auslösen. Doch besteht ein ganz prinzipieller Nachteil dieser Methode darin, daß neben den Pfropfpolymeren immer auch Homopolymere des beigegebenen Monomeren entstehen. Der molare Anteil des Homopolymeren gegenüber dem Pfropfpolymeren hängt von der Polymerisationsaktivität der verschiedenen auftretenden Radikale sowie von der Ubertragungskonstante des wachsenden Makroradikals mit seinem Monomeren und dem Lösungsmittel ab. Außerdem treten bei der Pfropfpolymerisation nach radikalischem Mechanismus häufig Vernetzungen au?, die zur Folge haben, daß die Pfropfpolymeren unlöslich werden und damit für viele Anwendungszwecke nicht mehr geeignet sind.Process for the preparation of graft polymers It is known that Graft polymers e.g. B. be produced in that in high polymer compounds Radical or slightly radical-forming groups are introduced, e.g. B. by irradiation or by peroxidation, which then takes place under the polymerization conditions in the presence of a monomer which trigger graft polymerization. But there is a very fundamental one The disadvantage of this method is that in addition to the graft polymers, there are always homopolymers of the added monomer arise. The molar fraction of homopolymer versus the graft polymer depends on the polymerization activity of the various occurring Radicals as well as the transfer constant of the growing macroradical with his Monomers and the solvent. Also occur in the graft polymerization according to a radical mechanism, often cross-links which have the consequence that the graft polymers become insoluble and therefore not for many applications are more suitable.

Es ist außerdem bekannt, daß Metallamide, auch N-substituierte und N,N-disubstituierte, von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems die anionische Polymerisation von Vinylmonomeren anregen, wobei in Kohlenwasserstoffen als Polymerisationsmedium bevorzugt sterisch einheitlich gebaute, z. B. isotaktische oder syndiotaktische Polymere entstehen. It is also known that metal amides, also N-substituted and N, N-disubstituted, of metals of main groups I and II of the periodic table stimulate the anionic polymerization of vinyl monomers, being in hydrocarbons as a polymerization medium, preferably sterically uniform, e.g. B. isotactic or syndiotactic polymers arise.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Pfropfpolymeren durch anionische Polymerisation von Monomeren auf hochmolekulare Umsetzungsprodukte zwischen Stickstoff enthaltenden Polymeren und metallorganischen Verbindungen der I. oder II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man hochmolekulare siliciumhaltige N-substituierte Metallamide oder Metallimide, die durch Addition von siliciumsubstituierten metallorganischen Verbindungen der I. oder II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems an nitril- oder pyridingruppenhaltige Makromoleküle bei 100 bis +200"C und Drücken bis zu 200 atm hergestellt worden sind, mit anionisch polymerisierbaren Monomeren bei - 100 bis +200"C und Drücken bis zu 200 atm vorzugsweise in inerten Lösungsmitteln und unter inerter Atmosphäre umsetzt. There has now been a process for the preparation of graft polymers by anionic polymerization of monomers to high molecular weight reaction products between Nitrogen-containing polymers and organometallic compounds of I. or II. Main group or the II. Subgroup of the Periodic table found that by is characterized in that one has high molecular weight silicon-containing N-substituted metal amides or metal imides, which are formed by the addition of silicon-substituted organometallic Compounds of main group I or II or subgroup II of the periodic table to macromolecules containing nitrile or pyridine groups at 100 to +200 "C and pressures up to 200 atm have been produced with anionically polymerizable monomers at -100 to +200 "C and pressures up to 200 atm, preferably in inert solvents and reacted under an inert atmosphere.

Die metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. und II. Haupt- oder II. Nebengruppe des Periodensystems addieren sich an die Kohlenstoff-Stickstoff-Mehrfachbindungen der nitrilgruppenhaltigen oder pyridingruppenhaltigen Polymeren unter Ausbildung von N-substituierten Metallamid-bzw. Metallimidgruppen, die über Hauptvalenzbildungen mit dem Polymeren verbunden sind. The organometallic compounds of metals of the I. and II. Main or II. Subgroups of the periodic table add to the carbon-nitrogen multiple bonds of the nitrile group-containing or pyridine group-containing polymers to form N-substituted metal amide or. Metal imide groups that are connected to the polymer via major valence formations.

Dabei können die anionisch polymerisierbaren Monomeren gegebenenfalls in einer bevorzugt stereospezifischen Anordnung auf das >)Rückgrat«-Polymere aufwachsen, wobei Pfropfpolymere entstehen, deren Seitenäste eine bevorzugt isotaktische oder syndiotaktische Anordnung besitzen. The anionically polymerizable monomers can optionally in a preferably stereospecific arrangement on the "backbone" polymer grow up, creating graft polymers, whose side branches one preferably have an isotactic or syndiotactic arrangement.

Als nitrilgruppenhaltige oder pyridingruppenhaltige Polymere eignen sich Polymere, die in Struktureinheiten Nitril- und/oder Pyridinsubstituenten enthalten, wie z. B. Polymere des Acrylnitrils, Methacrylnitrils oder Vinylidencyanids, sowie auch anderer äthylenisch ungesättigter nitrilgruppenhaltiger Verbindungen, oder deren Copolymere untereinander oder mit äthylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie Äthylen, Propylen, Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluolen, a-Vinylnaphthalin, oder mit Dienen, z. B. Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, bzw. Polymere der Vinylpyridine, z. B. des 2- oder SVinylpyridins, oder kernsubstituierter Vinylpyridine, wie der Vinylpicoline, oder deren Copolymere untereinander oder mit äthylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen bzw. Dienen, wie den vorstehend erwähnten, sowie auch äthylenisch ungesättigten nitrilgruppenhaltigen Verbindungen. Die mittleren Molekulargewichte der nitrilgruppenhaltigen oder pyridingruppenhaltigen Polymeren erstrecken sich über einen Bereich von etwa 104 bis etwa 5 106, doch können erfindungsgemäß auch nitril- bzw. pyridingruppenhaltige Polymere mit niedrigerem oder auch höherem Molekulargewicht verwendet werden. Suitable as polymers containing nitrile groups or pyridine groups polymers which contain nitrile and / or pyridine substituents in structural units, such as B. Polymers of acrylonitrile, methacrylonitrile or vinylidenecyanide, and also other ethylenically unsaturated compounds containing nitrile groups, or their copolymers with one another or with ethylenically unsaturated hydrocarbons, such as ethylene, propylene, styrene, a-methylstyrene, vinyltoluenes, a-vinylnaphthalene, or with serving, e.g. B. butadiene, isoprene, dimethylbutadiene, or polymers of vinyl pyridines, z. B. of 2- or SVinylpyridins, or ring-substituted vinylpyridines, such as the Vinyl picolines, or their copolymers with one another or with ethylenically unsaturated Hydrocarbons or dienes, such as those mentioned above, as well as ethylenic unsaturated compounds containing nitrile groups. The mean molecular weights the polymers containing nitrile groups or pyridine groups extend over a range from about 10 4 to about 5 106, but can also according to the invention Polymers containing nitrile or pyridine groups and having a lower or higher molecular weight be used.

Unter siliciumhaltigen metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. oder II. Haupt- oder der II. Nebengruppe sind solche Verbindungen der Metalle der I. und II. Hauptgruppe sowie der II. Nebengruppe des Perioden systems zu verstehen, in denen das Metall durch mindestens eine Hauptvalenzbindung mit einem Kohlenstoffatom einer siliciumorganischen Verbindung verbunden ist. So eignen sich z. B. siliciumsubstituierte Alkyle, Cycloalkyle, Aralkyle oder Aryle der Alkali- und Erdalkalimetalle sowie der Metalle der II. Nebengruppe oder siliciumsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-und Arylmetallhalogenide der II. Haupt- oder Nebengruppe des Periodensystems, z. B. Trimethylsilylmethyllithium, Trimethylsilylphenylnatrium, Triphenylsilylmethyllithium sowie entsprechende Beryllium-, Magnesium-, Calcium-, Cadmium- oder Zinkderivate, ferner siliciumorganische Grignardverbindungen, wie z. B. Trimethylsilylmethylmagnesiumhalogenide, Dimethylsilylmethylmagnesiumhalogenide, Dimethylsilylphenylmagnesiumhalogenide, Trimethylsilylbenzylmagnesiumhalogenide sowie auch die entsprechenden Zink- und Cadmiumhalogenide. Among organometallic compounds of metals containing silicon the I. or II. main group or the II. subgroup are compounds of the metals to understand the I. and II. main group as well as the II. subgroup of the periodic table, in which the metal has at least one major valence bond with a carbon atom an organosilicon compound is connected. So are z. B. silicon-substituted Alkyls, cycloalkyls, aralkyls or aryls of the alkali and alkaline earth metals as well of the metals of the II. subgroup or silicon-substituted alkyl, cycloalkyl, Aralkyl and aryl metal halides of the II. Main or subgroup of the periodic table, z. B. trimethylsilylmethyllithium, trimethylsilylphenylsodium, triphenylsilylmethyllithium as well as corresponding beryllium, magnesium, calcium, cadmium or zinc derivatives, also organosilicon Grignard compounds, such as. B. Trimethylsilylmethylmagnesium halides, Dimethylsilylmethylmagnesium halides, dimethylsilylphenylmagnesium halides, Trimethylsilylbenzylmagnesium halides as well as the corresponding zinc and Cadmium halides.

Der Grund für die erlindungsgemäße Verwendung ausschließlich siliciumhaltiger metallorganischer Verbindungen der I. und II. Hauptgruppe sowie der II. Nebengruppe des Periodensystems liegt darin, daß die daraus mit nitril- oder pyridingruppenhaltigen Polymeren herstellbaren hochmolekularen metallorganischen Anlagerungsverbindungen auch nach der Addition vieler Moleküle der metallorganischen Verbindungen löslich bleiben. Erst dadurch wird bei der anschließenden Pfropfreaktion ein in weiten Grenzen variierbarer Pfropfungsgrad erreicht, der für die günstigen technischen Eigenschaften der Produkte entscheidend ist. The reason for the use in accordance with the invention is exclusively silicon-containing organometallic compounds of the I. and II. main group as well as the II. subgroup of the periodic table is that those derived therefrom with nitrile or pyridine groups High molecular weight organometallic addition compounds that can be prepared from polymers soluble even after the addition of many molecules of the organometallic compounds stay. Only in this way does the subsequent grafting reaction have a wide range variable degree of grafting achieved, which for the favorable technical properties of the products is crucial.

Prinzipiell kann man nämlich auch beliebige siliciumfreie metallorganische Verbindungen der I. und II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems an nitril- oder pyridingruppenhaltige Polymere an lagern. Im Gegensatz zu den entspre- chenden siliciumhaltigen Produkten werden hier die Polymeren jedoch schon nach der Anlagerung von 1 oder höchstens 2 Molekülen der metallorganischen Verbindung pro Makromolekül unlöslich und fallen aus der Lösung aus, wodurch jede weitere Anlagerung der Organometallverbindung völlig verhindert wird. In principle, any silicon-free organometallic Compounds of main group I and II or subgroup II of the periodic table store on polymers containing nitrile or pyridine groups. In contrast to the corresponding related In silicon-containing products, however, the polymers become already after the addition of 1 or at most 2 molecules of the organometallic compound per macromolecule insoluble and fall out of solution, eliminating any further attachment of the organometallic compound is completely prevented.

Man erhält deshalb mit siliciumfreien Organometallverbindungen nur Makromoleküle mit einer oder höchstens zwei Startstellen pro Molekül. Diese können bei der Pfropfreaktion auch nur Produkte mit einem äußerst geringen Pfropfungsgrad ergeben, die technisch keine interessanten Eigenschaften besitzen, wie aus anderen Beispielen bekannt ist.Therefore, silicon-free organometallic compounds are only obtained Macromolecules with one or at most two starting sites per molecule. these can in the graft reaction only products with an extremely low degree of grafting result, which have no technically interesting properties, as from others Examples is known.

Die Umsetzung der metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. oder II. Haupt- oder der II. Nebengruppe mit nitrilgruppenhaltigen oder pyridingruppenhaltigen Polymeren wird vorzugsweise in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungs- oder Dispergiermittel durchgeführt, wofür sich z. B. aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sowie geradkettige oder cyclische Äther eignen, wie z. B. Pentan, Hexan, Heptan oder höhere geradkettige oder verzweigte Paraffine, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylole, Tetrahydronaphthalin, Dekahydronaphthalin oder deren Mischungen untereinander, sowie Dimethyläther, Diäthyläther, höhere geradkettige oder verzweigte Dialkyläther, Äthylenglykoldimethyläther, Äthylenglykoldiäthyläther, Diäthylenglykoldiäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan, ferner auch Gemische verschiedener Äther untereinander oder mit Kohlenwasserstoffen. Bei Verwendung tiefsiedender Lösungsmittel wird zweckmäßigerweise unter Druck gearbeitet, der ohne weiteres bis auf 200 atm gesteigert werden kann. Implementation of the organometallic compounds of metals I. or II. Main group or the II. Subgroup with nitrile groups or pyridine groups Polymer is preferably in a solution inert under the reaction conditions or dispersants carried out, for which z. B. aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons as well as straight-chain or cyclic ethers are suitable, such as B. pentane, hexane, heptane or higher straight-chain or branched paraffins, Cyclohexane, benzene, toluene, xylenes, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene or their mixtures with one another, as well as dimethyl ether, diethyl ether, higher straight-chain or branched dialkyl ethers, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, Diethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, and also mixtures of different Ether with each other or with hydrocarbons. When using low-boiling solvents it is expedient to work under pressure, which is easily up to 200 atm can be increased.

Die Umsetzung der siliciumhaltigen metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. oder II. Haupt- oder der II. Nebengruppe des Periodensystems mit nitrilgruppenhaltigen oder pyridingruppenhaltigen Polymeren findet in vielen Fällen schon bei sehr tiefen Temperaturen oder Raumtemperatur statt, jedoch erfordert sie in anderen Fällen erhöhte Reaktionstemperaturen, die jedoch die Zersetzungstemperaturen der metallorganischen Verbindungen nicht überschreiten dürfen. The implementation of silicon-containing organometallic compounds of metals of main group I or II or subgroup II of the periodic table with polymers containing nitrile groups or pyridine groups is found in many Cases take place at very low temperatures or room temperature, but this is required in other cases they have increased reaction temperatures, which, however, reduce the decomposition temperatures of organometallic compounds must not exceed.

Zur Aufpfropfung eignen sich alle anionisch polymerisierbaren Monomeren, z. B. Acryl- und Methacrylsäurederivate, wie -ester, -nitrile, -amide, z. B. Methacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, sowie anionisch polymerisierbare äthylenisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe, z. B. Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluole, Vinylnaphthaline, Diene, wie Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, Chloropren, ferner substituierte Styrole, z. B. Halogenstyrole, wie p-Chlorstyrol, p-Bromstyrol, sowie Vinylpyridine, wie 2- und 4-Vinylpyridin, und ihre Abkömmlinge, wie Vinylpicoline, ferner N-Vinylheterocyclen, z. B. N-Vinylcarbazol, sowie cyclische Lactone und Cyclopolysiloxane. All anionically polymerizable monomers are suitable for grafting, z. B. acrylic and methacrylic acid derivatives, such as esters, nitriles, amides, e.g. B. methacrylate, Butyl acrylate, methyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, as well anionically polymerizable ethylenically unsaturated hydrocarbons, e.g. B. styrene, α-methylstyrene, vinyltoluenes, vinylnaphthalenes, dienes, such as butadiene, isoprene, dimethylbutadiene, Chloroprene, also substituted styrenes, e.g. B. halostyrenes, such as p-chlorostyrene, p-bromostyrene, as well as vinyl pyridines, such as 2- and 4-vinyl pyridine, and their derivatives, such as vinyl picolines, also N-vinyl heterocycles, e.g. B. N-vinylcarbazole, as well as cyclic ones Lactones and cyclopolysiloxanes.

Die anionisch polymerisierbaren Monomeren werden gewöhnlich bei Temperaturen zwischen -100 und +200-C dem Anlagerungsprodukt aus nitrilgruppenhaltigen oder pyridingruppenhaltigen Polymeren und siliciumhaltigen metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. oder II. Haupt- oder der II. Nebengruppe des Periodensystems zugesetzt, und zwar entweder in Substanz oder mit einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel verdünnt. Auch können Gemische von zwei oder mehreren Monomeren zugesetzt werden, wobei je nach den Elektroaffinitäten der anionisch polymerisierbaren Monomeren Pfropfpolymere entstehen, deren Seitenäste in sich Copolymerisate oder Blockpolymerisate darstellen. Bei Verwendung tiefsiedender Monomeren kann die erfindungsgemäße Umsetzung auch unter Anwendung von Druck durchgeführt werden, der ohne Schaden bis auf 200 atm gesteigert werden kann. The anionically polymerizable monomers are usually at temperatures between -100 and + 200-C the adduct of nitrile groups or pyridine groups Polymers and organometallic compounds containing silicon from metals of the I. or II. Main or II. Subgroup of the periodic table added, namely either in substance or with one under the reaction conditions inert solvent diluted. Mixtures of two or more monomers can also be used be added, depending on the electroaffinity of the anionically polymerizable Monomeric graft polymers are formed, the side branches of which are copolymers or Represent block polymers. When using low-boiling monomers, the inventive Implementation can also be carried out with the application of pressure, without any harm up can be increased to 200 atm.

Da sowohl die siliciumhaltigen metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. oder II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems sowie ihre Anlagerungsverbindungen an nitrilgruppen- oder pyridingruppenhaltigen Polymeren als auch die während der anionischen Pfropfpolymerisation auftretenden polymeren Carbanionen von Wasser, Alkoholen bzw. anderen Protonendonatoren und Sauerstoff zerstört werden, ist es meist unerläßlich, die Umsetzungen nur in trockenen Lösungsmitteln oder Dispergiermitteln und unter inerten Schutzgasen durchzuführen. Als Schutzgase sind außer allen Edelgasen insbesondere Stickstoff und Wasserstoff geeignet. Since both the silicon-containing organometallic compounds of Metals of main group I or II or subgroup II of the periodic table and their addition compounds to those containing nitrile groups or pyridine groups Polymers as well as those occurring during anionic graft polymerization polymeric carbanions of water, alcohols or other proton donors and oxygen are destroyed, it is usually essential, the reactions only in dry solvents or dispersants and to be carried out under inert protective gases. As protective gases In addition to all noble gases, nitrogen and hydrogen are particularly suitable.

In vielen Fällen treten im Verlauf der Pfropfpolymerisation der anionisch polymerisierbaren Monomeren beträchtliche Polymerisationswärmen auf, die durch eine geeignete Kühlung des Reaktionsgefäßes von außen oder auch durch ein inertes Verdünnungsmittel von entsprechendem Siedepunkt abgeführt werden können. In many cases, the anionic reactions occur in the course of the graft polymerization polymerizable monomers to considerable heat of polymerization, which by a suitable external cooling of the reaction vessel or by an inert diluent can be removed from the corresponding boiling point.

Tm Verlauf der Pfropfpolymerisation der dem Reaktionsgemisch zugesetzten Monomeren ist es oft vorteilhaft, das Reaktionsgut in Bewegung zu halten, um eine gute Durchmischung der Reaktionskomponenten zu erreichen. During the course of the graft polymerization, the amount added to the reaction mixture Monomers, it is often advantageous to keep the reaction mixture in motion in order to achieve a to achieve good mixing of the reaction components.

Die Polymerisation der anionisch polymerisierbaren Monomeren kommt zu ihrem Ende, wenn alle im Reaktionsgemisch vorhandenen Monomeren verbraucht sind. Sie kann aber schon vor diesem Zeitpunkt gestoppt werden, z. B. durch Zugabe von kettenabbrechenden Substanzen, wie Wasser, Alkoholen, Säuren, Aminen und anderen Protonendonatoren. The polymerization of the anionically polymerizable monomers occurs to its end when all of the monomers present in the reaction mixture have been consumed. But it can be stopped before this point in time, e.g. B. by adding chain-breaking substances such as water, alcohols, acids, amines and others Proton donors.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pfropfpolymeren haben je nach Wahl der Ausgangspolymeren, der aufgepfropften Monomeren sowie der Zahl und Länge der aufgepfropften Seiten äste eine Vielzahl technisch interessanter und neuer Eigenschaften. Besonders interessant sind solche Produkte, bei denen entweder die Hauptketten oder die aufgepfropften Seitenäste eine innere Weichmachung der Pfropfpolymeren bewirken. The graft polymers produced by the process according to the invention have depending on the choice of the starting polymers, the grafted monomers and the The number and length of the grafted-on sides make a multitude of technically interesting ones and new features. Particularly interesting are those products where either the main chains or the grafted side branches an internal softening of the Cause graft polymers.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachstehenden Beispiele veranschaulicht. Gewichtsteile und Volumteile stehen im gleichen Verhältnis zueinander wie Gramm und Milliliter. The process of the invention is illustrated by the examples below illustrated. Parts by weight and parts by volume are in the same ratio to one another like grams and milliliters.

Beispiel 1 11 Gewichtsteile eines Copolymeren von Styrol und Acrylnitril mit einer mittleren molaren Zusammensetzung von 4,6 Molekülen Styrol pro Molekül Acrylnitril im Copolymeren und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1,8 105 werden in 500 Volumteilen Tetrahydrofuran gelöst und 10 Volumteile einer 1,8molaren Lösung von Trimethylsilylmethylmagnesiumchlorid in Äther unter raschem Rühren und Stickstoff langsam zugegeben, wobei sich die Lösung hellgrün färbt. Nach Abkühlen auf 0°C werden 50 Volumteile Acrylnitril unter raschem Rühren zugegeben, wobei sich das Reaktionsgemisch sofort dunkelgelb färbt. Nach 5 Stunden Rühren bei 0° C wird das Polymerisat in Methanol ausgefällt und im Vakuum getrocknet. Man erhält 22 bewichtsteile hellgelbes Pfropfpolymerisat, das in Benzol, einem Lösungsmittel für das Ausgangspolymerisat, nur noch quillt, sich aber in Dimethylformamid löst. Example 1 11 parts by weight of a copolymer of styrene and acrylonitrile with an average molar composition of 4.6 molecules of styrene per molecule Acrylonitrile in the copolymer and an average molecular weight of about 1.8 105 are dissolved in 500 parts by volume of tetrahydrofuran and 10 parts by volume of a 1.8 molar Solution of trimethylsilylmethylmagnesium chloride in ether under rapid Stir and Nitrogen was slowly added, the solution turning light green. After cooling down at 0 ° C., 50 parts by volume of acrylonitrile are added with rapid stirring, with the reaction mixture immediately turns dark yellow. After stirring at 0 ° C. for 5 hours, the mixture becomes the polymer precipitated in methanol and dried in vacuo. You get 22 weight parts light yellow graft polymer, which is dissolved in benzene, a solvent for the starting polymer, only swells, but dissolves in dimethylformamide.

Sein IR-Spektrum zeigt die Anwesenheit von polymerem Acrylnitril neben den charakteristischen Banden des Ausgangscopolymeren. - Analog verläuft die Umsetzung, wenn man an Stelle von Trimethylsilylmethylmagnesiumchlorid Trimethylsilylmethylmagnesiumjodid verwendet.Its IR spectrum shows the presence of polymeric acrylonitrile besides the characteristic bands of the starting copolymer. - The implementation proceeds in the same way, if, instead of trimethylsilylmethylmagnesium chloride, trimethylsilylmethylmagnesium iodide used.

Beispiel 2 10 Gewichtsteile eines Styrol-4-Vinylpyridin-Copolymeren der molaren Zusammensetzung von 5,3 Molekülen Styrol pro Molekül 4-Vinylpyridin im Copolymeren und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 8,8 104 werden in 300 Volumteilen Tetrahydrofuran gelöst und 14 Volumteile einer molaren Lösung von Trimethylsilylmethyllithium in Äther unter raschem Rühren zugetropft, wobei sich die Lösung grüngelb färbt. Hierzu werden unter Rühren bei 20"C 20 Volumteile Acrylnitril zugegeben und das Reaktionsgemisch 20 Minuten bei dieser Temperatur gerührt, dann in Methanol ausgefällt. Man erhält 15 Gewichtsteile eines gelben Pfropfpolymeren, das in heißem Toluol, einem Lösungsmittel für das Ausgangspolymerisat, nur noch quillt, sich aber in Dimethylformamid auflöst. Example 2 10 parts by weight of a styrene-4-vinylpyridine copolymer the molar composition of 5.3 molecules of styrene per molecule of 4-vinylpyridine in copolymer and an average molecular weight of about 8.8 104 are in 300 Parts by volume of tetrahydrofuran dissolved and 14 parts by volume of a molar solution of trimethylsilylmethyllithium in ether was added dropwise with rapid stirring, the solution turning green-yellow. To this end, 20 parts by volume of acrylonitrile are added with stirring at 20 "C. The reaction mixture was stirred at this temperature for 20 minutes, then precipitated in methanol. 15 parts by weight of a yellow graft polymer are obtained, which is dissolved in hot toluene, a solvent for the starting polymer, only swells, but turns into dimethylformamide dissolves.

Sein IR-Spektrum zeigt die charakteristischen Banden des Rückgratpolymeren und der Seitenäste.Its IR spectrum shows the characteristic bands of the backbone polymer and the side branches.

Beispiel 3 Zur Lösung von 5 Gewichtsteilen Styrol-Acrylnitril-Copolymeres (vgl. Beispiel 1) in 80Volumteilen Tetrahydrofuran werden unter Spülen mit Stickstoff und Rühren bei Raumtemperatur 6 Volumteile einer 1,48molaren Lösung von Dimethylsilylmethylmagnesiumchlorid in Tetrahydrofuran zugetropft, wobei die Mischung sich hellgrün färbt. Nach 30 Minuten Rühren bei Rückflußtemperatur wird sie auf 30"C abgekühlt und 20 Volumteile 4-Vinylpyridin zugegeben. Die Lösung färbt sich zitronengelb, ihre Viskosität nimmt rasch zu, und innerhalb 25 Minuten erstarrt sie zu einer klaren, gelatinösen Masse. Durch Verrühren mit 5 Volumteilen Äthanol wird die Polymerisation abgebrochen und das Polymerisat in 100 Volumteilen Dimethylformamid gelöst. Nach Ausfällen in Wasser und Trocknen im Vakuum erhält man 14,18 Gewichtsteile kautschukelastisches farbloses Pfropfpolymeres. - Analog verläuft die Umsetzung, wenn man an Stelle von Dimethylsilylmethylmagnesiumchlorid das Trimethylsilylmethylmagnesiumchlorid verwendet. Example 3 For the solution of 5 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer (see Example 1) in 80 parts by volume of tetrahydrofuran are flushed with nitrogen and stirring at room temperature 6 parts by volume of a 1.48 molar solution of dimethylsilylmethylmagnesium chloride added dropwise in tetrahydrofuran, the mixture turning light green. After 30 minutes Stirring at reflux temperature, it is cooled to 30 ° C. and 20 parts by volume of 4-vinylpyridine admitted. The solution turns lemon yellow, its viscosity increases rapidly, and within 25 minutes it solidifies to a clear, gelatinous mass. By stirring with 5 parts by volume of ethanol, the polymerization is terminated and the polymer dissolved in 100 parts by volume of dimethylformamide. After precipitation in water and drying 14.18 parts by weight of rubber-elastic, colorless graft polymer are obtained in vacuo. - The reaction proceeds analogously if one takes the place of dimethylsilylmethylmagnesium chloride the trimethylsilylmethylmagnesium chloride is used.

Beispiel 4 Zur Lösung von 5 Gewichtsteilen Styrol-Acrylnitril-Copolymeres (vgl. Beispiel 1) in 80 Volumteilen Tetrahydrofuran werden unter Rühren und Stickstoffatmosphäre bei 20°C 6 Volumteile einer 1,48molaren Lösung von Dimethylsilylmethylmagnesiumchlorid in Tetrahydrofuran zugetropft, wobei die Lösung sich hellgrün färbt. Sie wird 30 Minuten zum Rückfluß erhitzt, auf - 60 C abgekühlt und unter raschem Rühren 20 Volumteile Acrylnitril zugegeben. Die Lösung färbt sich hellgelb, nach 10 Minuten tritt eine zunehmende Trübung auf, begleitet von einer Zunahme der Viskosität, und nach 1 Stunde ist die Reaktionsmasse gelartig erstarrt. Durch Zugabe von 3 Volumteilen Wasser wird die Polymerisation abgebrochen und das Polymerisat in 40 Volumteilen Dimethylformamid gelöst. Nach Ausfällen in Methanol und Trocknen im Vakuum erhält man 12,60 Gewichtsteile Pfropfpolymeres als hellgelbes Pulver, das in warmem Toluol quillt und in Dimethylformamid löslich ist. - Analog verläuft die Umsetzung, wenn man an Stelle von Dimethylsilylmethylmagnesiumchlorid das p-Dimethylsilylphenylmagnesiumchlorid verwendet. Example 4 For the solution of 5 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer (cf. Example 1) in 80 parts by volume of tetrahydrofuran are added with stirring and under a nitrogen atmosphere at 20 ° C 6 parts by volume of a 1.48 molar solution of dimethylsilylmethylmagnesium chloride added dropwise in tetrahydrofuran, the solution turning light green. She turns 30 Minutes heated to reflux, cooled to - 60 C and under rapid Stirring 20 parts by volume of acrylonitrile added. The solution turns light yellow after 10 minutes there is an increasing cloudiness, accompanied by an increase in viscosity, and after 1 hour the reaction mass has solidified like a gel. By adding 3 parts by volume Water, the polymerization is terminated and the polymer in 40 parts by volume Dissolved dimethylformamide. Obtained after precipitation in methanol and drying in vacuo one 12.60 parts by weight of graft polymer as a light yellow powder in warm toluene swells and is soluble in dimethylformamide. - The implementation is analogous if instead of dimethylsilylmethylmagnesium chloride, p-dimethylsilylphenylmagnesium chloride is used used.

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Pfropfpolymeren durch anionische Polymerisation von Monomeren auf hochmolekulare Umsetzungsprodukte zwischen Stickstoff enthaltenden Polymeren und metallorganischen Verbindungen der I. oder II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems, dadurch gekennze.chn e t, daß man hochmolekulare siliciumhaltige N-substituierte Metallamide oder Metallimide, die durch Addition von siliciumsubstituierten metallorganischen Verbindungen der I. oder II. Hauptgruppe oder der II. Nebengruppe des Periodensystems an nitril- oder pyridingruppenhaltige Makromoleküle bei -100 bis + 200°C und Drücken bis zu 200 atm hergestellt worden sind, mit anionisch polymerisierbaren Monomeren bei - 100 bis +200cC und Drücken bis zu 200 atm vorzugsweise in inerten Lösungsmitteln und unter inerter Atmosphäre umsetzt. Claim: Process for the production of graft polymers by anionic polymerization of monomers on high molecular weight reaction products between Nitrogen-containing polymers and organometallic compounds of I. or II. Main group or the II. Subgroup of the periodic table, thereby gekennze.chn e t that one can use high molecular weight silicon-containing N-substituted metal amides or metal imides, the addition of silicon-substituted organometallic compounds of the I. or II. Main group or the II. Subgroup of the periodic table of nitrile or macromolecules containing pyridine groups at -100 to + 200 ° C and pressures up to 200 atm, with anionically polymerizable monomers at - 100 to + 200cC and pressures up to 200 atm, preferably in inert solvents and reacted under an inert atmosphere. In Betracht gezogene Druckschriften: Ausgelegte Unterlagen des belgischen Patents Nr. 585 104. Publications considered: Documentation laid out by the Belgian Patent No. 585,104.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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BE585104A (en) * 1958-11-29

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