DE1301084B - Process for the production of copolymers - Google Patents

Process for the production of copolymers

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DE1301084B
DE1301084B DE1965G0044800 DEG0044800A DE1301084B DE 1301084 B DE1301084 B DE 1301084B DE 1965G0044800 DE1965G0044800 DE 1965G0044800 DE G0044800 A DEG0044800 A DE G0044800A DE 1301084 B DE1301084 B DE 1301084B
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acrylonitrile
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oxygen
isobutylene
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Woodard Dudley Gibson
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/42Nitriles

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Description

1 21 2

Die Mischpolymerisation von Acrylnitril mit Iso- Gemäß dem Verfahren der Erfindung hat man sobutylen durch Emulsionspolymerisation in wäßrigem wohl das Reaktionsgefäß als auch alle flüssigen Medium in Gegenwart von freie Radikale bildenden Reaktionspartner so weitgehend von Sauerstoff beKatalysatoren und von Emulgatoren unter weit- freit, daß weniger als 1 Gewichtsteil Sauerstoff je gehendem Sauerstoffausschluß ist bereits bekannt. 5 106 Gewichtsteile des aus dem flüssigen Reaktions-Diese bekannten Verfahren erfordern aber lange An- medium und den vorhandenen Gasen bestehenden lauf- und Reaktionszeiten, d. h. Umsetzungszeiten. Reaktionssystems vorhanden ist. Es wurde übervon 60 (USA.-Patentschrift 2 549 913) bzw. 120 bis raschend gefunden, daß durch Ausführen der Um-144 Stunden (USA.-Patentschrift 2 537 146). Bei Setzung in einem System mit einem solchen extrem einem anderen vorbekannten Verfahren (USA.-Pa- io niedrigen Sauerstoffgehalt eine erhebliche Erhöhung tentschrift 2 749 330, Beispiel 2) sind 63 Stunden er- der Reaktionsgeschwindigkeit erreicht wird. So geforderlich, um eine 65%ige Umsetzung zu erreichen, lang es beispielsweise, Acrylnitril und Isobutylen in obwohl ein aliphatisches Mercaptan als Beschleu- nur 3 Stunden zu 60 % umzusetzen, niger Verwendung findet. Auch bei einem wei- Zur Befreiung von Sauerstoff können das PoIyteren vorbekannten Verfahren (USA.-Patentschrift 15 mensationsgef äß und die Reaktionspartner mit einem 2 531196, Beispiel 1) sind 137 Stunden erforderlich. Inertgas, wie Argon, Helium, Neon oder Stickstoff, Derart lange Reaktionszeiten sind für die technische gespült werden. Stickstoff steht als handelsübliches Durchführung dieser Verfahren ein großer Nachteil. Produkt am leichtesten zur Verfügung, enthält aberThe copolymerization of acrylonitrile with iso- According to the process of the invention, one has sobutylene by emulsion polymerization in aqueous well the reaction vessel as well as all liquid medium in the presence of free radical-forming reactants so largely of oxygen catalysts and emulsifiers under far free that less than 1 part by weight of oxygen per oxygen exclusion is already known. 5 10 6 parts by weight of the processes known from the liquid reaction, but these require long run-time and reaction times, ie conversion times, which are present in the gases present. Reaction system is present. It has been found over from 60 (U.S. Patent 2,549,913) or 120 to surprisingly that by performing the Um-144 hours (U.S. Patent 2,537,146). When placed in a system with such an extremely different previously known process (USA.-Paio low oxygen content, a considerable increase in tentschrift 2 749 330, Example 2), 63 hours are required for the reaction rate to be achieved. So necessary to achieve a 65% conversion, as long as acrylonitrile and isobutylene are used in less than 3 hours, although an aliphatic mercaptan can only be converted to 60% as an accelerator. 137 hours are required for liberation of oxygen, the polymer (US patent 15 mensationsgef äß and the reactants with a 2,531,196, example 1). Inert gas, such as argon, helium, neon or nitrogen, such long reaction times are necessary for the technical to be purged. As a commercial implementation of this process, nitrogen is a major disadvantage. Product most easily available but contains

gewöhnlich etwas Sauerstoff, der die Polymerisations-usually some oxygen, which the polymerization

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von ao zeit nachteilig beeinflussen kann. Jedoch kann manThere has now been a method of making ao that can adversely affect time. However, you can

Mischpolymerisaten durch Mischpolymerisation von den Stickstoff nach verschiedenen bekannten Me-Copolymers by copolymerization of the nitrogen according to various known methods

s n\ τ l· 1 ο-, τ%· i_ «_ m ..,., thoden von Sauerstoff befreien, beispielsweise indems n \ τ l · 1 ο-, τ% · i_ «_ m ..,., methods of freeing oxygen, for example by

a) (I) Isobutylen, 3,3-Dimethylbuten:(l), 2-Methyl- man ilm durch eine ^^^ pyrOgallollösunga) (I) isobutylene, 3,3-dimethylbutene : (l), 2-methyl- man ilm through a ^^^ p yrO gallol solution

penten-(l), Hexen-(l) oder Diisobutylen mit leitet.pentene (l), hexene (l) or diisobutylene with conducts.

(II) Acrylnitril, Methacrylnitril, niederen Alkyl- 25 Die zum Austreiben des Sauerstoffs aus den Re-(II) Acrylonitrile, methacrylonitrile, lower alkyl 25 The to drive out the oxygen from the re-

acrylaten, -methacrylaten, -maleaten oder aktionspartnern benötigte Zeit hängt von deren Vo-The time required for acrylates, methacrylates, maleates or partners depends on their

-fumaraten, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinyl- lumen ab. So müssen beispielsweise 2 bis 51 destil-fumarates, vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl lumen. For example, 2 to 51 distilled

idenchlorid, Styrol und dessen Derivaten oder liertes Wasser 1 bis 5 Stunden durchgespült werden,idene chloride, styrene and its derivatives or lated water are rinsed through for 1 to 5 hours,

Methylvinylketon, um den Gehalt an gelöstem freiem Sauerstoff aufMethyl vinyl ketone to increase the level of dissolved free oxygen

_ . , ,... . _ „ „ „ nn ,. 30 unter etwa 0,2 Teile pro Million Teile zu senken._. ,, .... _ """ Nn,. 30 below about 0.2 parts per million parts.

ei nem Gewichtsverhaltms von I: Π = 10:90 bis Andeieisats kann sic£ das Durchspülen von frische in G em ewichtsverhaltms of I: Π = 10:90 to Andeieisats can sic £ the flushing of freshly

yu: IU, oder destilliertem Wasser (innerhalb von 1 bis 12 Stundenyu: IU, or distilled water (within 1 to 12 hours

b) von Isobutylen, Acrylnitril und einem der nach dem Destillieren) erübrigen, da dessen Gehalt unter (II) genannten Monomeren, ausgenom- an gelöstem Sauerstoff gewöhnlich unter 0,5 Teilen men Acrylnitril, in einem Gewichtsverhältnis 35 pro Million Teile liegt.b) of isobutylene, acrylonitrile and one of the after distillation) superfluous, as its content under (II) mentioned monomers, with the exception of dissolved oxygen usually less than 0.5 parts men acrylonitrile, in a weight ratio of 35 per million parts.

von 10 bis 65:50 bis 70:5 bis 35 Die übrigen flüssigen Reaktionspartner können auffrom 10 to 65:50 to 70: 5 to 35 The remaining liquid reactants can on

die gleiche Weise gereinigt werden wie das Wasser.cleaned in the same way as the water.

in wäßriger Emulsion in Gegenwart von freie Radi- Die festen Reaktionsteilnehmer können trocken oder kale liefernden Katalysatoren, Emulgatoren und einer gelöst in von Sauerstoff befreitem Wasser zugesetztin aqueous emulsion in the presence of free radi- The solid reactants can be dry or Kale-supplying catalysts, emulsifiers and one dissolved in deoxygenated water are added

zur Einstellung eines pH-Wertes von 2 bis 5 ausrei- 40 werden.be sufficient to adjust a pH value of 2 to 5.

chenden Säuremenge bei Temperaturen von 25 bis Die freie Radikale liefernden Katalysatoren wer-appropriate amount of acid at temperatures of 25 to The free radical-generating catalysts are

75° C unter dem Eigendruck des Reaktionssystems den der Mischung aus den copolymerisierbaren75 ° C under the autogenous pressure of the reaction system that of the mixture of the copolymerizable

in sauerstoffarmer Atmosphäre gefunden, bei dem Monomeren und der wäßrigen Phase zugesetzt. Bei-found in a low-oxygen atmosphere, added to the monomers and the aqueous phase. At-

man hohe Reaktionsgeschwindigkeiten erreichen spiele für geeignete Katalysatoren sind Kaliumpersul-one can achieve high reaction rates. Suitable catalysts are potassium persul-

kann, wenn man das Reaktionsgefäß und alle flüs- 45 fat/Natriumbisulfit, Wasserstoffperoxyd/Eisen(III)-45 fat / sodium bisulfite, hydrogen peroxide / iron (III) -

sigen Reaktionsteilnehmer so weit von Sauerstoff be- salze oder organische Peroxyde und Hydroperoxyde,dry reactants so far from oxygen salts or organic peroxides and hydroperoxides,

freit hat, daß weniger als 1 Gewichtsteil Sauerstoff Bei dem System K2S2O8ZNaHSO3 werden die beidenFreit has that less than 1 part by weight of oxygen. In the system K 2 S 2 O 8 ZNaHSO 3 , the two

je 106 Gewichtsteile des aus dem flüssigen Reaktions- Katalysatorkomponenten im allgemeinen im Ge-per 10 6 parts by weight of the liquid reaction catalyst components in general in general

medium und den vorhandenen Gasen bestehenden wichtsverhältnis 1:1 eingesetzt und der Emulsion inmedium and the existing gases existing weight ratio 1: 1 and the emulsion in

Reaktionssystems vorhanden ist. 50 Mengen von 3 bis 8 Gewichtsteilen je 100 Gewichts-Reaction system is present. 50 quantities of 3 to 8 parts by weight per 100 parts by weight

Es ist zwar auf Grund des obengenannten Standes teile Gesamtmonomeres zugesetzt. Bei dem Kataly-Although it is due to the above state parts total monomer added. At the catalyst

der Technik bereits bekannt, mit dem Erhitzen der satorsystem H2O2/Fa(III) werden die beiden Kom-already known in the art, when the H 2 O 2 / Fa (III) sator system is heated, the two compo-

Reaktionspartner erst zu beginnen, nachdem das Re- ponenten im allgemeinen im GewichtsverhältnisReactant to begin only after the reponent is generally in the weight ratio

aktionssystem mit einem Inertgas gespült worden ist, 400:1 eingesetzt und der Emulsion in Mengen vonaction system has been purged with an inert gas, 400: 1 and the emulsion in amounts of

um den Sauerstoffgehalt zu erniedrigen, doch hat 55 2 bis 4 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile Gesamt-to lower the oxygen content, but 55 has 2 to 4 parts by weight per 100 parts by weight of total

man bislang dieses Spülen nicht mit ausreichender monomeres zugesetzt.so far this rinsing has not been added with sufficient monomer.

Gründlichkeit durchgeführt und hat es außerdem Als Emulgatoren können alle für diesen ZweckCarried out meticulously and has it as well as emulsifiers can all be used for this purpose

unterlassen, auch die Reaktionspartner selbst von bekannten Emulgatoren verwendet werden. Beson-refrain from using the reactants themselves from known emulsifiers. Special

Sauerstoff zu befreien. . ders geeignet sind beispielsweise Natriumlaurylsulfat,Free oxygen. . Sodium lauryl sulfate, for example, is particularly suitable,

Bei der Herstellung der Bipolymeren liegt das Ge- 60 die Natriumalkylbenzolsulfonate, Dinatrium-4-dode-In the production of the bipolymers, the 60 sodium alkylbenzenesulfonates, disodium-4-dodec-

wichtsverhältnis der Monomeren I: II vorzugsweise cyl-oxydibenzolsulfonat, dieAlkylbenzol-polyäthylen-weight ratio of the monomers I: II preferably cyl-oxydibenzenesulfonate, the alkylbenzene-polyethylene

zwischen 30:70 und 80:20 und insbesondere zwischen glykoläther und Isooctylphenyl-polyäthylenglykol-between 30:70 and 80:20 and especially between glycol ether and isooctylphenyl polyethylene glycol

40:60 und 60:40. Bei Verwendung von Isobutylen, äther.40:60 and 60:40. When using isobutylene, ether.

Acrylnitril und einem weiteren der unter II genann- Die Polymersation wird vorzugsweise bei Tempe-Acrylonitrile and another of those mentioned under II- The polymerization is preferably carried out at Tempe-

ten äthylenisch ungesättigten Monomeren wird inner- 65 raturen zwischen 40 und 60° C durchgeführt,th ethylenically unsaturated monomers is carried out within 65 temperatures between 40 and 60 ° C,

halb des obengenannten Bereichs vorzugsweise mit Zur Koagulation kann die erhaltene Emulsion ent-half of the above range, preferably with For coagulation, the emulsion obtained can be

mit einem Gewichtsverhältnis von (5 bis 13): (4 weder in Isopropylalkohol eingerührt werden, derwith a weight ratio of (5 to 13): (4 neither can be stirred into isopropyl alcohol, the

bis 12): 1 gearbeitet. vorzugsweise eine geringe Menge, etwa 5 bis 10%,to 12): 1 worked. preferably a small amount, about 5 to 10%,

3 43 4

einer schwach sauren Substanz, wie Essigsäure, ent- Hierzu wurde ein 1-1-Druckgefäß aus rostfreiem hält, oder unter Rühren zu einer verdünnten (z.B. Stahl mit einem Deckel mit einer Probeentnahme-2°/oigen) Lösung von Salzen mehrwertiger Kationen, öffnung, einem Thermoelement, einer Zufuhrleitung beispielsweise einer Aluminiumchloridlösung, gege- für die Reaktionskomponenten und je einer Argonben werden. Das Copolymere fällt dabei in Form 5 einlaß- und -auslaßleitung zunächst bei Raumtempeeines weißen, feinkörnigen Pulvers aus, das durch ratur 5- bis lOmal abwechselnd evakuiert und mit Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt werden Argon gefüllt und dann gleichzeitig mit dem größten kann. Teil des zum Entlüften 24 Stunden unter einema weakly acidic substance such as acetic acid. A 1-1 stainless steel pressure vessel was used for this purpose holds, or with stirring to a diluted (e.g. steel with a lid with a sampling-2%) Solution of salts of polyvalent cations, opening, a thermocouple, a supply line for example an aluminum chloride solution, for the reaction components and an argon gas each will. The copolymer falls in Form 5 inlet and outlet lines initially at room temperature white, fine-grained powder, which is alternately evacuated and with Centrifugation or filtration are separated argon and then filled simultaneously with the largest can. Part of the ventilating 24 hours under one

Acrylnitril-Isobutylen-Copolymeren mit hohem Argonstrom gekochten destillierten Wassers, demAcrylonitrile-isobutylene copolymers with high argon flow boiled distilled water, the

Acrylnitrilgehalt sind in Acetonitril und Nitro- ίο von Sauerstoff befreiten Emulgator und der sauer-Acrylonitrile content is in acetonitrile and nitro- ίο deoxygenated emulsifier and the acidic

alkanen, beispielsweise Nitromethan oder Nitro- stofffreien Säure beschickt. Anschließend wurden deralkanes, for example nitromethane or nitro-free acid charged. Then the

äthan, löslich und in Kohlenwasserstoffen unlöslich Katalysator mit dem restlichen Wasser und dann dieEthane, soluble and insoluble in hydrocarbons with the remaining water and then the catalyst

und weisen unerwartet hohe Erweichungspunkte im vermischten reinen destillierten Monomeren einge-and have unexpectedly high softening points in the mixed pure distilled monomers.

Bereich von 95 bis 110° C auf. Dies ist höchst über- bracht, und das Gefäß wurde verschlossen. Die Ein-Range from 95 to 110 ° C. This has been most brought on, and the vessel has been sealed. The A-

raschend, da der Erweichungspunkt von Polyiso- 15 führung aller Komponenten in das Gefäß erfolgtesurprising, since the softening point of polyiso- 15 led all components into the vessel

butylen wesentlich unter Raumtemperatur liegt. unter Argondruck.butylene is significantly below room temperature. under argon pressure.

Überzüge und Filme, die durch Aufgießen oder Der ganze Ansatz wurde unter seinem Eigendruck Aufsprühen von Lösungen der erfindungsgemäß her- von etwa 4,2 kg/cm2 auf einer Temperatur von 50° C gestellten Copolymeren oder Terpolymeren in Aceto- gehalten, um das Isobutylen flüssig zu halten. Innernitril oder Nitroalkanen auf Unterlagen wie Glas-, 20 halb V2 Stunde wurde die wäßrige Phase weiß und Holz- oder Metallflächen erhalten werden, sind zäh undurchsichtig, und nach 1 Stunde war ein 60%iger und elastisch, für Chemikalien wie Säuren und Umsatz erreicht. Nach 5 Stunden betrug die Copoly-Alkalien undurchlässig, witterungsfest und form- merisatausbeute 71%, und die Emulsion hatte das beständig und schrumpfen selbst bei Berührung mit Aussehen eines typischen feinteilgen Latex. Durch kochendem Wasser nicht merklich. Die erfindungs- 25 Eingießen in eine Mischung aus 300 Teilen Isoprogemäß hergestellten Copolymeren und Terpolymeren pylalkohol und 20 Teilen Eisessig wurde die Emulsind ferner zur Herstellung von Formkörpern, sion gebrochen und koaguliert. Nach etwa 3stündi-Fasern und Folien geeignet. Für bestimmte Zwecke, gem Stehen fiel das Copolymere als körniger Niederbeispielsweise zum Imprägnieren oder Beschichten schlag aus. Der Eisessig wurde auf einem Filter ausvon Texilien und Papier, kann der Polymerisatlatex 30 gewaschen, das Copolymere in Isopropylalkohol aufverwendet werden. Die Polymeren können für sich genommen und der Alkohol mit Äther extrahiert, allein oder in Verbindung mit anderen Harzen, Nach Abziehen des Äthers wurde ein Copolymeres Weichmachern, Füllstoffen oder sonstigen modifizie- in Form eines körnigen Pulvers erhalten, das 76% renden Stoffen verwendet werden. Acrylnitril und 24% Isobutylen enthielt und eineCoatings and films made by pouring or spraying on solutions of the copolymers or terpolymers produced according to the invention from about 4.2 kg / cm 2 at a temperature of 50 ° C. in aceto under its own pressure, around the isobutylene to keep fluid. Nitrile or nitroalkanes on substrates such as glass; the aqueous phase became white and wood or metal surfaces were obtained after 1 hour, and after 1 hour a 60% strength and elasticity was achieved for chemicals such as acids and conversion. After 5 hours, the copolyalkali was impermeable, weatherproof and the merizate yield was 71%, and the emulsion was stable and shrank even when it came into contact with the appearance of a typical fine-particle latex. Not noticeable by boiling water. The inventive 25 pouring into a mixture of 300 parts of copolymers and terpolymers prepared in accordance with the invention and 20 parts of glacial acetic acid, the emuls are also broken and coagulated for the production of moldings. Suitable after about 3 hours. Fibers and foils. For certain purposes, on standing, the copolymer precipitated as a granular base, for example for impregnation or coating. The glacial acetic acid was applied to a filter made of textiles and paper, the polymer latex 30 can be washed, the copolymers can be used in isopropyl alcohol. The polymers can be taken alone and the alcohol extracted with ether, alone or in combination with other resins. After stripping off the ether, a copolymer of plasticizers, fillers or other modifying agents was obtained in the form of a granular powder, the 76% of which are used. Acrylonitrile and 24% isobutylene and contained one

In den folgenden Beispielen beziehen sich alle 35 reduzierte spezifische Viskosität von 0,70 aufwies. Mengenangaben auf das Gewicht.In the following examples, all 35 relate to a reduced specific viscosity of 0.70. Quantities based on weight.

Die nach den Beispielen erhaltenen Copolymeren Beispiel 2The copolymers obtained according to the examples, Example 2

wurden wie folgt untersucht: _ ..„ Ώ . . , , , .were examined as follows: _ .. " Ώ . . ,,,.

Der Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalt wurde Gemaß BeisPiel 1τά& das Reaktionsgefaß mitThe carbon and hydrogen content was measured according to Beis P iel 1τά & the reaction vessel with

nach Lieb ig quantitativ bestimmt. Die Stickstoff- 40 GewichtsteileQuantitatively determined according to Liebig. The nitrogen - 40 parts by weight

elementaranalyse wurde nach dem üblichen Kjeldahl- Wasser 100elemental analysis was 100 after the usual Kjeldahl water

Verfahren durchgeführt. Der Sauerstoffgehalt wurde Acrylnitril 50Procedure carried out. The oxygen content became acrylonitrile 50

direkt nach der Methode von Unterzaucher (vgl. Be- Isobutylen 50directly according to the Unterzaucher method (cf.be isobutylene 50

richte, 1940, Bd. 73 B, S. 391) gemessen. Aus der Natriumlaurylsulfat .............. 3Richter, 1940, Vol. 73 B, p. 391). From the sodium lauryl sulfate .............. 3

Elementarzusammensetzung wurde die Polymerisat- 45 WasserstoffperoxydlösungElemental composition, the polymerizate was 45 hydrogen peroxide

zusammensetzung ermittelt. (30 Gewichtsprozent) 6composition determined. (30 percent by weight) 6

In allen Beispielen wurde das Reaktionsgefäß aus- Eisen(III)-chlorid-hexahydrat 0,005In all examples, the ferric chloride hexahydrate reaction vessel was 0.005

reichend lange gereinigt oder gespült, so daß das Essigsäure 2,5cleaned or rinsed long enough so that the acetic acid 2.5

System weniger als 1 Gewichtsteil gelösten SauerstoffSystem less than 1 part by weight of dissolved oxygen

je Million Teile enthielt. 50 beschickt und die Polymerisation im übrigen nachcontained per million parts. 50 charged and the rest of the polymerization after

Die reduzierte spezifische Viskosität wurde in Beispiel 1 durchgeführt. Nach einer halben StundeThe reduced specific viscosity was carried out in Example 1. After half an hour

0,1 gewichtsprozentiger Lösung in Dimethylformamid wurde die wäßrige Phase weiß und undurchsichtig,0.1 percent by weight solution in dimethylformamide, the aqueous phase was white and opaque,

bei 50° C bestimmt. Die absolute Viskosität wurde und nach 3 Stunden betrug die Copolymerisataus-determined at 50 ° C. The absolute viscosity was and after 3 hours the copolymer output was

durch Messung verschieden konzentrierter Copoly- beute 60%. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Emulsionby measuring differently concentrated copolytes 60%. At this point the emulsion had

merisatlösungen in Dimethylformamid bei 50° C 55 das Aussehen eines typischen feinteilgen Latex. Dasmerisate solutions in dimethylformamide at 50 ° C 55 give the appearance of a typical finely divided latex. That

und Extrapolieren auf die Konzentration Null er- Copolymere wurde koaguliert, gereinigt und gemäßand extrapolating to zero concentration. Copolymers were coagulated, purified, and according to

mittelt. Beispiel 1 als körniges Pulver isoliert, das 65%averages. Example 1 isolated as a granular powder containing 65%

Beispiel 1 Acrylnitril und 35% Isobutylen enthielt und eineExample 1 contained acrylonitrile and 35% isobutylene and a

Es wurde ein Ansatz aus: reduzierte spezifische Viskosität von 0,37 aufwies.An approach consisting of: had a reduced specific viscosity of 0.37.

Gewichtsteile 60 _ ... „Parts by weight 60 _ ... "

Wasser 100 BeispielsWater 100 example

Acrylnitril 50 Das Gefäß wurde mit dem Ansatz gemäß Beispiel 2Acrylonitrile 50 The vessel was made with the approach according to Example 2

Isobutylen 50 beschickt und die Polymerisation gemäß Beispiel 1Isobutylene 50 charged and the polymerization according to Example 1

Natriumlaurylsulfat 3 durchgeführt, wobei jedoch jetzt mit Stickstoff ge-Sodium lauryl sulfate 3 carried out, but now with nitrogen

Kaliumpersulfat 2 65 spült und die Reaktion unter Stickstoff durchgeführtPotassium persulfate 2 65 and the reaction carried out under nitrogen

Natriumbisulfit 2 wurde. Innerhalb 1 Stunde setzte die PolymerisationSodium bisulfite 2 was. The polymerization continued within 1 hour

Essigsäure 2,5 ein, und nach 4 Stunden wurde eine Ausbeute vonAcetic acid 2.5 and after 4 hours a yield of

zur Polymerisation gebracht. 67% eines Copolymeren mit einem Gehalt von 62%brought to polymerization. 67% of a copolymer with a content of 62%

Acrylnitril und 38% Isobutylen und einer absoluten Viskosität von 1,7 erhalten.Acrylonitrile and 38% isobutylene and an absolute viscosity of 1.7.

Beispiel 4Example 4

Ein Ansatz gemäß Beispiel 2 wurde nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 umgesetzt, wobei jedoch jetzt 90 Gewichtsteile Acrylnitril und 10 Gewichtsteile Isobutylen verwendet wurden. Nach 3 Stunden betrug die Ausbeute 67 %. Das Copolymere hatte einen Gehalt von 91% Acrylnitril und 9% Isobutylen und eine reduzierte spezifische Viskosität von 1,09.An approach according to Example 2 was implemented according to the method according to Example 1, but with 90 parts by weight of acrylonitrile and 10 parts by weight of isobutylene were now used. After 3 hours it was the yield 67%. The copolymer had a content of 91% acrylonitrile and 9% isobutylene and a reduced specific viscosity of 1.09.

Beispiel 5Example 5

Nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde ein Ansatz gemäß Beispiel 2 umgesetzt, wobei jedoch jetzt 75 Gewichtsteile Acrylnitril und 25 Gewichtsteile Isobutylen verwendet wurden. Nach 2 Stunden betrug die Ausbeute 95%. Das Copolymere enthielt 74% Acrylnitril und 26% Isobutylen und hatte eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,5.According to the method according to Example 1, an approach according to Example 2 was implemented, but with now 75 parts by weight of acrylonitrile and 25 parts by weight of isobutylene were used. After 2 hours the yield was 95%. The copolymer contained 74% acrylonitrile and 26% isobutylene and had one reduced specific viscosity of 0.5.

Beispiel 6Example 6

Nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde ein Ansatz gemäß Beispiel 2 umgesetzt, wobei jedoch jetzt 25 Gewichtsteile Acrylnitril und 75 Gewichtsteile Isobutylen verwendet wurden. Nach 6 Stunden betrug die Ausbeute 28%. Das Copolymere enthielt 38% Acrylnitril und 62% Isobutylen und hatte eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,65.According to the method according to Example 1, an approach according to Example 2 was implemented, but with now 25 parts by weight of acrylonitrile and 75 parts by weight of isobutylene were used. After 6 hours the yield was 28%. The copolymer contained 38% acrylonitrile and 62% isobutylene and had one reduced specific viscosity of 0.65.

Beispiel 7Example 7

Nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde ein ίο Ansatz gemäß Beispiel 2 umgesetzt, wobei jedoch jetzt 10 Gewichtsteile Acrylnitril und 90 Gewichtsteile Isobutylen verwendet wurden. Nach 21 Stunden betrug die Copolymerisatausbeute 16%. Das Produkt enthielt 38% Acrylnitril und 62% Isobutylen und hatte eine reduzierte spezifische Viskosität von 0,57.According to the method according to Example 1, a ίο approach according to Example 2 was implemented, but now 10 parts by weight of acrylonitrile and 90 parts by weight of isobutylene were used. After 21 hours the copolymer yield was 16%. The product contained 38% acrylonitrile and 62% isobutylene and had a reduced specific viscosity of 0.57.

Beispiele 8 bis 14Examples 8-14

Gemäß Beispiel 1 wurden aus einer Reihe von Monomerenmischungen Copolymeren hergestellt. Die Zusammensetzung der Monomerenmischungen, die Reaktionsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Polymeren sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt:According to Example 1, copolymers were prepared from a series of monomer mixtures. the Composition of the monomer mixtures, the reaction conditions and the properties of the obtained Polymers are compiled in the following table I:

Tabelle ITable I.

Verwendete MonomerenMonomers used IsobutylenIsobutylene ÄthylacrylatEthyl acrylate ZusammenTogether Um
wand
lung
Around
Wall
lung
Verweil
zeit
Stay
Time
ZusammenTogether Re
duzierte
spezifische
re
dued
specific
Beispielexample IsobutylenIsobutylene VinylidenchloridVinylidene chloride setzung
des
Monomeren-
gemisches
settlement
of
Monomeric
mixed
setzung
des
Polymeren
M1 -Mo
settlement
of
Polymers
M 1 -Mo
Viskositätviscosity
IsobutylenIsobutylene VinylacetatVinyl acetate Mi = M2 Mi = M 2 IVJ.I . 1VX2IVJ.I. 1VX2 Mi I M2 Wed IM 2 3,3-Dimethylbuten-(l)3,3-dimethylbutene- (l) ÄthylacrylatEthyl acrylate (Gewichts(Weight %% Stundenhours (Gewichts(Weight 3,3-Dimethylbuten-(l)3,3-dimethylbutene- (l) AcrylnitrilAcrylonitrile prozent)percent) 8080 1616 prozent)percent) 1,21.2 88th 2-Methylpenten-(l)2-methylpentene- (l) ÄthylacrylatEthyl acrylate 50:5050:50 6363 2121 20,5:79,520.5: 79.5 1,41.4 99 2-MethyIpenten-(l)2-methylpentene- (l) AcrylnitrilAcrylonitrile 22:7822:78 4545 1818th 27:7327:73 1,31.3 1010 50:5050:50 6161 2222nd 22:7822:78 0,360.36 1111 40:6040:60 5050 22,522.5 10:9010:90 0,410.41 1212th 60:4060:40 6767 2222nd 26:7426:74 0,560.56 1313th 40:6040:60 6868 1818th 20:8020:80 0,240.24 1414th 60:4060:40 35:6535:65

Nach dieser Arbeitsweise wurden ferner Copolymeren aus Isobutylen und Diäthylfumarat, Diäthylmaleat, p-Chlorstyrol, Methylvinylketon, Methacrylnitril oder Vinylchlorid hergestellt und in allen Fällen innerhalb von 10 bis 25 Stunden gute Ausbeuten an Copolymeren erhalten.According to this procedure, copolymers of isobutylene and diethyl fumarate, diethyl maleate, p-chlorostyrene, methyl vinyl ketone, methacrylonitrile or vinyl chloride and in all cases obtained good yields of copolymers within 10 to 25 hours.

Beispiele 15 bis 20Examples 15-20

Gemäß Beispiel 1 wurden verschiedene Ansätze aus je 100 Gewichtsteilen Wasser, 100 Gewichtsteilen Monomerengemisch, 3 Gewichtsteilen Natriumlaurylsulfat und 2,5 Gewichtsteilen Essigsäure in Gegenwart von 1 Gewichtsteil Kaliumpersulfat und 0,5 Gewichtsteilen Natriumbisulfit emulsionspolymerisiert. Die wäßrige Phase wurde jeweils innerhalb 1It Stunde weiß und undurchsichtig und lieferte nach 10 bis 17 Stunden typische feinteilige Latices. Die Zusammensetzung des Monomerengemisches, die Verweilzeit und die Umwandlung sowie die Eigenschaften der erhaltenen Terpolymeren sind in Tabelle II zusammengestellt.According to Example 1, various batches of 100 parts by weight of water, 100 parts by weight of monomer mixture, 3 parts by weight of sodium lauryl sulfate and 2.5 parts by weight of acetic acid were emulsion-polymerized in the presence of 1 part by weight of potassium persulfate and 0.5 part by weight of sodium bisulfite. The aqueous phase became white and opaque within 1 hour and gave typical finely divided latices after 10 to 17 hours. The composition of the monomer mixture, the residence time and the conversion as well as the properties of the terpolymers obtained are shown in Table II.

Tabelle!!Tabel!!

Beispielexample Monomerengemisch
aus Isobutylen (Mi)
und Acrylnitril (M2) und als M3
Monomer mixture
made of isobutylene (Mi)
and acrylonitrile (M2) and as M3
Zusammensetzung
des Monomeren
gemisches
M2: Mi: Ms
(Gewichtsprozent)
composition
of the monomer
mixed
M2: Wed: Ms
(Weight percent)
Um
wand
lung
°/o
Around
Wall
lung
° / o
Verweil
zeit
Stunden
Stay
Time
hours
Zusammensetzung
des Polymeren
Mi:M2:M3
(Gewichtsprozent)
composition
of the polymer
Wed: M 2 : M 3
(Weight percent)
Re
duzierte
spezifische
Viskosität
re
dued
specific
viscosity
15
16
17
18
19
20
15th
16
17th
18th
19th
20th
Methylacrylat
Methylacrylat
Methylacrylat
Butylacrylat
Vinylacetat
Diäthylfumarat
Methyl acrylate
Methyl acrylate
Methyl acrylate
Butyl acrylate
Vinyl acetate
Diethyl fumarate
50:46:4
50:40:10
50:30:20
50:46:4
50:40:10
50:40:10
50: 46: 4
50:40:10
50:30:20
50: 46: 4
50:40:10
50:40:10
49
67
30
63
69
51
49
67
30th
63
69
51
13
12
10
17
17
12
13th
12th
10
17th
17th
12th
68,7:25,1:6,2
58,5:21,4:20,2
50,2:19,0:30,8
69,5:19,0:11,5
63,3:20,3:16,4
52,0:25,1:22,9
68.7: 25.1: 6.2
58.5: 21.4: 20.2
50.2: 19.0: 30.8
69.5: 19.0: 11.5
63.3: 20.3: 16.4
52.0: 25.1: 22.9
1,31
1,99
1,38
4,88
1,50
1,59
1.31
1.99
1.38
4.88
1.50
1.59

Die auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltenen Terpolymeren zeigen gegenüber den Acrylnitril-Isobutylen-Copolymeren verbesserte Verarbeitbarkeit und Stabilität unter den Verarbeitungsbedingungen. Im Vergleich zu den Copolymeren liefern die Terpolymeren Formteile mit erhöhter Schlagfestigkeit sowie Filme und Überzüge mit verbesserter Einreißfestigkeit und verringerter Sauerstoffdurchlässigkeit. The terpolymers obtained in the manner described above show opposite the acrylonitrile-isobutylene copolymers improved processability and stability under the processing conditions. Compared to the copolymers deliver the terpolymer moldings with increased impact resistance and films and coatings with improved Tear resistance and reduced oxygen permeability.

Die vorstehenden Beispiele zeigen die auf dem Fachgebiet bekannte Erscheinung, daß eine Erhöhung des Verhältnisses von Isobutylen zu Acrylnitril die erforderliche Polymerisationszeit verlängert. Während bei den bekannten Verfahren die Polymerisationszeit über eine »Normalzeit« von 100 bis 150 Stunden weiter ansteigt, tritt beim erfindungsgemäßen Verfahren lediglich eine Verlängerung von etwa 3 bis 5 Stunden auf etwa 20 Stunden ein.The above examples demonstrate the phenomenon known in the art that an increase the ratio of isobutylene to acrylonitrile increases the polymerization time required. While in the known processes the polymerization time over a "normal time" of 100 to 150 hours further increases, occurs in the process according to the invention only an extension of about 3 to 5 hours to about 20 hours.

Die in den Beispielen verwendete Essigsäure hat die Aufgabe, den pH-Wert des Emulsionssystems auf ao 2 bis 5 einzustellen, da mit Persulfat und Peroxyd katalysierte Polymerisationen bekanntlich bei sauren pH-Werten schnell verlaufen. Essigsäure hat als schwache Säure eine gewisse Pufferwirkung und wird daher für den vorliegenden Zweck bevorzugt ver- as wendet, jedoch können auch starke Säuren, wie Salpetersäure, Salzsäure oder Schwefelsäure, verwendet werden.The acetic acid used in the examples has the task of increasing the pH of the emulsion system to ao 2 to 5, since polymerizations catalyzed with persulfate and peroxide are known to be acidic pH values run rapidly. As a weak acid, acetic acid has and will have a certain buffering effect therefore preferably used for the present purpose, but strong acids such as nitric acid, Hydrochloric acid or sulfuric acid can be used.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Mischpolymerisaten durch Mischpolymerisation von
a) (I) Isobutylen, 3,3-Dimethylbuten-(l), 2-Methylpenten-(l), Hexen-(l) oder Diisobutylen mit
1. Process for the preparation of copolymers by copolymerization of
a) (I) isobutylene, 3,3-dimethylbutene- (l), 2-methylpentene- (l), hexene- (l) or diisobutylene with
(II) Acrylnitril, Methacrylnitril, niederen Alkylacrylaten, -methacrylaten, -maleaten oder -fumaraten, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol und dessen Derivaten oder Methylvinylketon,(II) acrylonitrile, methacrylonitrile, lower alkyl acrylates, methacrylates, maleates or fumarates, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene and its derivatives or methyl vinyl ketone, in einem Gewichtsverhältnis von I: II = 10:90 bis 90:10, oderin a weight ratio of I: II = 10:90 until 90:10, or b) von Isobutylen, Acrylnitril und einem der unter (II) genannten Monomeren, ausgenommen Acrylnitril, in einem Gewichtsverhältnis von 10 bis 65:50 bis 70:5 bis 35b) excepted from isobutylene, acrylonitrile and one of the monomers mentioned under (II) Acrylonitrile, in a weight ratio of 10 to 65:50 to 70: 5 to 35 in wäßriger Emulsion in Gegenwart von freie Radikale liefernden Katalysatoren, Emulgatoren und einer zur Einstellung eines pH-Wertes von 2 bis 5 ausreichenden Säuremenge bei Temperaturen von 25 bis 75° C unter dem Eigendruck des Reaktionssystems in sauerstoffarmer Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgefäß und alle flüssigen Reaktionsteilnehmer so weit von Sauerstoff befreit hat, daß weniger als 1 Gewichtsteil Sauerstoff je 106 Gewichtsteile des aus dem flüssigen Reaktionsmedium und den vorhandenen Gasen bestehenden Reaktionssystems vorhanden ist.in an aqueous emulsion in the presence of free radical-yielding catalysts, emulsifiers and an amount of acid sufficient to adjust a pH of 2 to 5 at temperatures of 25 to 75 ° C under the autogenous pressure of the reaction system in an oxygen-poor atmosphere, characterized in that the reaction vessel and has freed all liquid reactants from oxygen to such an extent that less than 1 part by weight of oxygen is present per 10 6 parts by weight of the reaction system consisting of the liquid reaction medium and the gases present.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 0,5 Gewichtsteile Sauerstoff je 10e Gewichtsteile des aus dem flüssigen Reaktionsmedium und den vorhandenen Gasen bestehenden Reaktionssystems vorhanden sind.2. The method according to claim 1, characterized in that less than 0.5 parts by weight of oxygen per 10 parts by weight of the reaction system consisting of the liquid reaction medium and the gases present are present. 909 533/372909 533/372
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