DE1420326A1 - Process for the halogenation of high molecular weight polyolefins - Google Patents
Process for the halogenation of high molecular weight polyolefinsInfo
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- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/18—Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
- C08F8/20—Halogenation
Description
D 27 004 IYd/39oD 27 004 IYd / 39o
The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, T. St. A.The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, T. St. A.
Verfahren zur Halogenierung von hochmolekularen PolyolefinenProcess for the halogenation of high molecular weight polyolefins
Aus der USA-Patentschrift 2 18J 556 ist ein Verfahren zur Halogenierung von Äthylenpolymeren mit freiem Halogen in Gegenwart von Halogenüberträgern, wie Aluminium* oder Eisenchloriden, bekannt» Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der sehr langen Reaktionsdauer, die zur Erreichung eines angemessenen Halogenierungsgrades erforderlich ist· Wesentlich höhere Halogenierungsgeschwindigkeiten «erden nach dem Verfahren der USA-Patentschrift 2 50J 252 erzielt, die die Chlorierung von Polyäthylen in Gegenwart von aliphatischen Azoverbindungen beschreibt. From the United States Patent Document 2 18J 556 is a process for the halogenation of ethylene polymers with free halogen in the presence of halogen transfer agents, such as aluminum * or iron chlorides, known "The disadvantage of this process is the very long reaction time, which is necessary to achieve an appropriate halogenating degree Significantly higher halogenation rates are achieved by the process of US Pat. No. 2,50J,252, which describes the chlorination of polyethylene in the presence of aliphatic azo compounds.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die Halogenierungsgeschwindigkeit gegenüber dem Verfahren der USA-Patentschrift 2 503 252 noch veiter gesteigert und bzw. oder höhere HalogenierungsgradeAccording to the invention it has been found that the rate of halogenation versus the method of U.S. Patent No. 2,503,252 further increased and / or higher degrees of halogenation
erzieltachieved
; s 80 98 0 3/06 11; p 80 98 0 3/06 11
erzielt werden können, trenn die Halogenierung von Polyolefinen in Gegenwart von wasserlöslichen Hydroporoxyd-Katalyoatoren durchgeführt wird» Vorgeschlagen wird daher ein Verfahren zur katalytischen Halogenierung von Polyolefinen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine wäßrige Suspension des Polyolefins in Form von feinteiligen Teilchen herstellt, der wäßrigen Suspension eine kleinere Menge eines wasserlöslichen freie Radikale bildenden Hydroperoxydkatalysatora der allgemeinen Formel XYZCOOH zusetzt, worin X, Y und Z unabhängig voneinander Alkylreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei nicht mehr als einer der Beste X, Y oder Z Wasserstoff bedeutet, und das in Wasser suspendierte Polyolefin in Gegenwart des Katalysators bei einer zwischen etwa 80 und 95° c liegenden Temperatur der Einwirkung eines Halogenierungsmittels unterwirft.can be achieved if the halogenation of polyolefins is carried out in the presence of water-soluble hydroporoxide catalysts aqueous suspension a smaller amount of a water-soluble free radical-forming hydroperoxide catalyst of the general formula XYZCOOH, where X, Y and Z are independently alkyl radicals with 1 to 8 carbon atoms, with no more than one of the best X, Y or Z being hydrogen, and that Polyolefin suspended in water is subjected to the action of a halogenating agent in the presence of the catalyst at a temperature between about 80 and 95 ° C.
Erfindungsgemäß kann man Polymerisate halogenieren, die aus wiederkehrenden Gruppen -CH2-, -CHE- und CRG-Gruppen und deren Gemische bestehen, in denen R und G unabhängig substituierende Alkyl- oder Arylreste bedeuten· Dazu gehören unter anderem Polymere aus aromatischen Alkenylmonomeren, wie Polystyrol, PoIyvinyltoluol und dgl. Die Halogenierung von hochmolekularem Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen sowie Mischpolymerisaten dieser Polyolefine wird erfindungsgemäß besonders bevorzugt» Es können sowohl im wesentlichen lineare als auch verzweigte Polymerisate verwendet werden-. In jedem Falle ist es besonders von Vorteil» normalerweise feste Ausgangspolymere zu halogenieren.According to the invention, polymers can be halogenated which consist of recurring groups -CH 2 -, -CHE- and CRG groups and mixtures thereof, in which R and G are independently substituted alkyl or aryl groups Polystyrene, polyvinyltoluene and the like. The halogenation of high molecular weight polyethylene, polypropylene, polybutylene and copolymers of these polyolefins is particularly preferred according to the invention. Both essentially linear and branched polymers can be used. In any case, it is particularly advantageous »to halogenate normally solid starting polymers.
809803/061 1809803/061 1
BasBas
Das.zu halogenierende Polyolefin weist bevorzugt eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,03 his etwa 1,3 mm Durchmesser auft obgleich man auch Materialien mit kleinerer oder größerer Teilchengröße verwenden kann. Gewünschtenfalls können ■ Netzmittel, -wie Sulfonate, Sulfate,- Polyphosphate, Polyglykolamin und andere oberflächenaktive Mittel zur Stabilisierung der wäßrigen Suspension des feinteiligen Polyolefins während der Halogenierung zugesetzt werden. Die Anwendung eines Netz- - mittels erleichtert lediglich die mechanische Handhabung des suspendierten Polymerisates, hat aber auf die Gewinnung eines halogenierten Produktes keinen Einfluß. In vielen Fällen ist es notwendig, in geringem Maße Hetzmittel anzuwenden, besondere wenn ein Polymerisat, das nach seiner Herstellung nicht getrocknet wurde, halogeniert wird oder, wenn für die Herstellung und Aufrechterhaltung der Polymerisataufschläiamung ein wirksames Rühren zweckdienlich und brauchbar ist·Das.zu halogenating polyolefin preferably has an average particle size of about 0.03 his can also be used materials having smaller or larger particle size about 1.3 mm diameter although t. If desired, wetting agents such as sulfonates, sulfates, polyphosphates, polyglycolamine and other surface-active agents can be added to stabilize the aqueous suspension of the finely divided polyolefin during the halogenation. The use of a wetting agent only facilitates the mechanical handling of the suspended polymer, but has no influence on the production of a halogenated product. In many cases it is necessary to use a small amount of hardening agents, especially if a polymer that has not been dried after its preparation is halogenated or if effective stirring is expedient and useful for the preparation and maintenance of the polymer slurry.
Der Feststoffgehalt der suspendierten Reaktionsmasse scheint nur einen geringen Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit • auszuüben, vorausgesetzt, daß während der Umsetzung die Gleichmäßigkeit und Homogenität der Aufschlämmung gewahrt und aufrecht erhalten wird* Gewöhnlich hat sich eine Aufschlämmung, die etwa 2-12 Gew.»$ Peststoffe suspendiert enthält, als praktisch und geeignet erwiesen, obgleich der angegebene Bereich gegebenenfallsThe solids content of the suspended reaction mass seems to have little effect on the reaction rate • provided that is maintained during the implementation of the uniformity and homogeneity of the slurry and maintain * Usually has a slurry containing about 2-12 percent. "$ Peststoffe in suspension has been found to be practical and suitable, although the stated range may be
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auch über- oder unterschritten werden kann» Unter bestimmten Umständen können geeignete Variationen mit besonderen Polymerisaten und unterschiedlichen physikalischen Ausführungsformen zu befriedigenden Ergebnissen führen oder sogar notwendig sein·can also be exceeded or undercut »Under certain circumstances can be suitable variations with particular polymers and different physical embodiments lead to satisfactory results or even be necessary
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare« wasserlösliche, radikalisch zerfallende Katalysatoren der Formel XYZCOOH9 in der X, Y und Z unabhängig voneinander Alkylradikale mit weniger als 8 C-Atomen oder Wasserstoffatome bedeuten, mit der Einschränkung, daß nicht mehr als einer der Beste X, Y und Z Wasserstoff ist, sind Sriäthylmethylhydroperoacyd,* Pentamethyläthylhydroperoxyd, i-Möthylcyclohexyl-l-hydroperoxyd, sek.-Butylhydroperoiyd und Cyelohexylhydroperoxyd. Besonders bevorzugt wird tert.-Butylhydroperozyd* Im allgemeinen wird der Hydroperoxyd-Katalysator, besonders tert.-Butylhydroperoxyd, in einer Menge zwischen etwa 0,00^ und 1,0 Gew.-$ bezogen auf das Gewicht des zu haiοgenierenden Polyolefins, angewendet.Examples of water-soluble, radically decomposing catalysts of the formula XYZCOOH 9 in which X, Y and Z independently of one another denote alkyl radicals with fewer than 8 carbon atoms or hydrogen atoms, with the restriction that no more than one of the best X, Y and Z is hydrogen, are ethylmethylhydroperoxide, * pentamethylethylhydroperoxide, i-methylcyclohexyl-1-hydroperoxide, sec-butyl hydroperoxide and cyelohexyl hydroperoxide. Tert.-butyl hydroperoxide is particularly preferred. In general, the hydroperoxide catalyst, especially tert.-butyl hydroperoxide, is used in an amount between about 0.001 and 1.0% by weight based on the weight of the polyolefin to be treated.
Da die ümsetzungsgeschwindlgkeit gewöhnlich im Verhältnis zur Konzentration des Katalysators zunimmt, ist es von Vorteil, nur βo-viel katalysator anzuwenden, wie für eine vollständige Uasetzung innerhalb eines gewünschten Zeitraumes erforderlich ist» Überschüssige Katalysatormengen müssen, besonders nahe dem Ende der Umsetzung, vermieden werden'. Nichtverbrauchter Katalysator ist aus dem halogenieren Produkt häufig sehr sohwierig au entfernen. In gewissen Fällen ist es vorzuziehen, höhere Katalysator- , Since the translation speed is usually in relation to the The concentration of the catalyst increases, it is advantageous to use only βo-much catalyst, as for a complete Uasetzung is required within a desired period »Excess amounts of catalyst must, especially near the end the implementation 'to be avoided'. Unused catalyst is often very difficult to remove from the halogenated product. In certain cases it is preferable to use higher catalyst,
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BADBATH
konzentrat ionenconcentrates
konzentrationen als die angegebenen zu benutzen, z.B. wenn das zu üalogenierendo Polyolefin eine relativ niedrige Eeaktionsfähigkeit aufweisti Außerdem können 'bestimmte Katalysatorproben -Abweichungen von ihrer erwarteten Reaktionsfähigkeit aufzeigen» Dies kann ihre Benutzung in größeren oder geringeren Mengen, alβ dies im voraus zu erwarten war, erforderlich machen·to use concentrations than those specified, e.g. if the to analogous to polyolefin has a relatively low reactivity In addition, certain catalyst samples -Show deviations from your expected responsiveness » This may make it necessary to use them in larger or smaller quantities than was to be expected in advance.
■In die Polyolefine kann erfindungsgemäß jedes Halogen eingeführt werden, dessen Atomzahl 18 -1 ist, wobei η 1 oder 2 ist. Die verwendbaren Halogen!erungsaittel umfassen freies Chlor und Brom und ihre Gemische. Aufgrund seiner allgemein größeren Verfügbarkeit wie auch, wegen &er hiermit erzielbaren vorteilhaften Eigenschaften der halogenieren Polyolefine ist es vorzuziehen, mit freiem Chlor als Halogenierungsmittel zu* arbeiten*According to the invention, any halogen whose atomic number is 18-1, where η is 1 or 2, can be introduced into the polyolefins. The halogenating agents which can be used include free chlorine and bromine and their mixtures. Due to its generally greater availability as well, because he and achievable thereby advantageous properties of polyolefins halogenate it is preferable to work with free chlorine as a halogenating agent to * *
Umsetzungstemperaturen zwischen etwa 80 und 95 C sind besonders vorteilhaft, während eine fieaktionsteinperatur von etwa 80 - 95° C für das Chlorieren van. Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht,, dessen Struktur im wesentlichen linear: 1st und das einen Schmelzpunkt von etwa 125 bis· -1-55° ** aufweist, unter dent Einfluß von tert.-Butylhydroperoxyd die optimalste ist, kann sie mit den besonderen Erweichungstemperaturen anderer Polyolefine, die halogeniert werden sollen, und mit anderen Faktoren schwanken* Die bei einem gegebenen Katalysator für das Erreichen höchster Reaktionsgeschwindigkeit optimale Temperatur 1st allgemein dia höchste Temperatur innerhalb der wirksamen thermischen Zersetzungs- Reaction temperatures between about 80 and 95 ° C are particularly advantageous, while a reaction stone temperature of about 80-95 ° C for the chlorination van. Polyethylene with high molecular weight, whose structure is essentially linear: 1st and which has a melting point of about 125 to · -1-55 ° **, under the influence of tert-butyl hydroperoxide is the most optimal, it can with the special softening temperatures of others Polyolefins to be halogenated and other factors will vary
8 0 9 8 0 3 / Q 6 1 1 geschwindigkeit 8 0 9 8 0 3 / Q 6 1 1 speed
geschwindigkeit des Katalysators, die man ohne Gefahr anwenden kann, ohne ein Sintern oder Schmelzen de3 zu halogenierenden Polymerisates zu verursachen« Häufig liegt die optimale ümsetzungstemperatur in einem Bereich zwischen etwa 5° und 20° C unter derspeed of the catalyst that you can apply without risk can be halogenated without a sintering or melting de3 To cause polymerizates «Often the optimal conversion temperature is in a range between about 5 ° and 20 ° C below the
Sinterungstemperatur des zu halogenierendan Polymerisates» Reaktionstemperatur wird darüber hinaus zweckmäßigem/eise so gewählt, daß sich genügend Halogen in der Suspension unter dem für die Umsetzung angewendeten Druck löst·Sintering temperature of the polymer to be halogenated » In addition, the reaction temperature is expediently so chosen that enough halogen dissolves in the suspension under the pressure used for the reaction
Die optimale Resktionstemperatur kann auch im Verlauf einer Halogenierung aufgrund von Änderungen im Erweichungspunkt des der Halogenierung unterworfenen Polymerisates bei verschiedenen Gehalten, an getendeztera Halogen schwanken.. Sie kann auch aufgrund einer- sich verändernden Löslichkeit eines Halogens, wie Chlor, in dem der Halogenierung unterwarf enea Polymerisat variieren,, In derartigen Fällen ist es vorteilhaft,, die Eeakt ions temperatur innerhalb zulässiger Grenzen au ändern, um aie* äen sich -während der Umsetzung ändernden Bedingungen anzupassen*The optimum reaction temperature can also fluctuate in the course of halogenation due to changes in the softening point of the polymer subjected to halogenation with different contents of halogenated tendencies polymer vary ,, In such cases, it is advantageous ,, au change the Eeakt ions temperature within acceptable limits to aie * the implementation of changing conditions AEEN -during adjust *
Die erfindungsgemäße SälögenierungBumsetzung kann vorteilhaft bei Atmosphärendruck durchgeführt worden, obgleich man., wenn es gewünscht wird, mit überatmaaphäri schon. Drücken arbeiten kann, um die Umsetaungsgescbrciadlgkeit weiter zu beschleunigen· Das Verhältnis der Eeaktionsteilnehmer ist bei dem erflndungsgemäßea Verfahren nicht entscheidend, obgleich, man bessere ErgebnisseThe Sälogenierung / implementation according to the invention can be advantageous been carried out at atmospheric pressure, although one. if it is desired, with überatmaaphäri already. Pressing can work, in order to accelerate the implementation speed further · The The ratio of the participants in the reaction is a Procedure is not critical, though, one gets better results
BAD OFUGlNM-BAD OFUGlNM-
erzielt»achieved »
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erzielt, wenn die Umsetzung unter Atmosphärendruck mit überschüssigem Halogenierungsmittel durchgeführt wird·achieved when the reaction is carried out under atmospheric pressure with excess halogenating agent
Die Umsetzung kann ansatzweise oder kontinuierlich erfolgen, wobei die kontinuierliche Umsetzung unter Bückführung nichtumgesetzter Reaktionsteilnehmer durchgeführt werden kann.The implementation can be carried out batchwise or continuously, whereby the continuous implementation with Bückführung unreacted Reactant can be carried out.
um die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren der USA-Patentschrift 2 505 252 sicherzustellen, wurden die folgenden Vergleichsversuche durchgeführt.about the superiority of the method according to the invention to ensure the process of US patent specification 2 505 252, the following comparative tests were carried out.
Tert«-Butylhydroperoxyd wurde mit <p£,0C-Azobis-(<iC, #"-dimethylvaleriansäurenitril) als Chlorierungskatalysator bei der Chlorierung von hochmolekularen Polyolefinen in wäßriger Suspension -verglichen· Es wurden zwei Vergleichsversuche durchgeführt* der eine unter Normaldruck, der andere unter Überdruck«Tert «-Butyl hydroperoxide was with <p £, 0C-Azobis - (<iC, #" - dimethylvaleric acid nitrile) as a chlorination catalyst in the chlorination of high molecular weight polyolefins in aqueous suspension -compared · Two comparative tests were carried out * one under normal pressure, the other under overpressure «
Vergleichsversuch At ' Comparative experiment At '
In ein Glasgefaß wurden in Abwesenheit von aktinischer Bestrahlung 3200 Teile Wasser und 10O Teile eines festen, linearen Äthylenhomopolymerisats (l_ äMQ) gegeben, das eine ausreichend geringe Teilchengröße von maximal 0,42 mm aufwies. 15 Tropfen eines Eetzmittels (iTatriumdodecylsulfat) wurden hinzugegeben, um eine bessere Bispergierung zu erzielen·* Bas Gemisch wurde gerührt und die Luft durch 5-minütigea Spülen mit StickstoffIn a glass jar were in the absence of actinic radiation 3200 parts of water and 10O parts of a solid, linear Ethylene homopolymer (l_ äMQ) given that one is sufficient had a small particle size of a maximum of 0.42 mm. 15 drops an etching agent (sodium dodecyl sulfate) were added, to achieve a better bis-dispersion · * Bas mixture was stirred and the air by purging with nitrogen for 5 minutes
entfernt·- 15 g Chlor wurden dann duroh das Reaktionsgemischremoved · - 15 g of chlorine were then duroh the reaction mixture
• . BAD ORtGINAL•. BATHROOM LOCAL GINAL
809803/0611 geleitet· 809803/0611 directed
tm ß · tm ß
geleitet, us den Stickstoff zu vordrängen. Sodann wurde der jeweils verwendete Katalysator in einer lienge yon 0,1$, bezogen auf das Polyäthylen, hinzugegeben und gründlich dispergieren gelassen; und die Chlorierung wurde in der Weise durchgeführt, daß Chlor durch die gut gerührte Suspension mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 g pro Minute geleitet wurde, bis weitere 35 ß hindurchgeleitet worden waren» Das Produkt wurde mit Wasser, verdünnter Alkalilaugc und schließlich nochmals mit Wasser ,gewaschen und getrocknet« Bei den beiden Versuchen, bei denen die beiden verschiedenen Katalysatoren verwendet wurden, war die Ausbeute praktisch quantitativ.directed us to push the nitrogen. Then the catalyst used in each case in a lienge yon $ 0.1 was based on the polyethylene, is added and allowed to disperse thoroughly; and the chlorination was carried out in such a way that chlorine was passed through the well-stirred suspension at a rate of about 0.5 g per minute until a further 35 ß had been passed through Water, washed and dried «In the two experiments in which the two different catalysts were used, the yield was practically quantitative.
Chlorzugabe- Chlorierungs- EndchlorgehaltChlorine addition- chlorination- final chlorine content
perorydtert-butylhydrο-
peroryd
valeriansäure-
nitril)(c *, <T-diine thyl-
valeric acid
nitrile)
Bei diesem Vergleiölisversuch wurde unter den gleiohen Bedingungen (Gefäßbeschickung, Hoaktionsbedingungen usw.) wie bei dem Vergleichs vor Buch L· gearbeitet, jedoch wurde die Chlorierung unter überdruck von 0,7 atü durchgeführt· Das gasförmige Chlor wurdeThis comparison test was carried out under the same conditions (vessel loading, reaction conditions, etc.) as in the comparison before Book L , but the chlorination was carried out under an overpressure of 0.7 atm. The gaseous chlorine was
in die Aufschlämmung mit einer ausreichenden Geschwindigkeitinto the slurry at a sufficient rate
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
809803/06 11 eingeführt t 809803/06 11 introduced t
eingeführt, um den Überdruck von 0,7 atu. aufrachtz-uerlialtan.
Nachdem die 35 g Chlor eingeleitet .worden Tiaren, \rardo das Gemisch
noch eine T/eile nachreagieren gelassen, wonach der verbliebene Chlorüberdruck abgelassen wurde· Die Aufarbeitung des
Produktes erfolgte wie beim Yergleichaversuch A* Sie Ausbeute
war bei den beiden Versuchen, die mit den beiden verschiedenen
Katalysatoren durchgeführt wurden, praktisch quantitativ· Die
erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. introduced to the overpressure of 0.7 atu. aufrachtz-uerlialtan.
After the 35 g of chlorine had been passed in, the mixture was allowed to react a further part, after which the remaining excess chlorine pressure was released. The product was worked up as in the comparison experiment A * You yield
was practically quantitative in the two experiments carried out with the two different catalysts
The results obtained are summarized in the following table.
Chlorzugabe- Chlorierung?- Nachreak- Endchlorgehalt
Katalysator zeit temperatur tiohszeit des Produktes Chlorine addition - chlorination? - post-reaction - final chlorine content
Catalyst time temperature tiohszeit of the product
peroxyd-tert-butyl hydro
peroxide
(^,Γ-dimethyl-
valeriansäure-
nitril)o £ t oL -Azobis-
(^, Γ-dimethyl-
valeric acid
nitrile)
Ilaeh erfolgter Halogenierung des polyolefinischen Materials bis zu dem gewünschten Ausmaß kann man es aus der Suspension in der inerten suspendierten Flüssigkeit abfiltern, waschen und trocknen, um es für den weiteren Gabrauch vorzubereiten.If halogenation of the polyolefinic material has taken place up to to the extent desired, it can be filtered from the suspension in the inert suspended liquid, washed and dried, to prepare it for further use.
Im nachfolgenden Baispiel sind, falls nichiranders angegeben, alle Teilmengen und Pro ζ ent angab en aufs Gewicht, bezogen.In the following example, if not stated otherwise, all Partial quantities and proportions are based on weight.
BAD ORiOlNAtBAD ORiOlNAt
Beispiel 809803/0611 Example 809803/0611
- ίο -- ίο -
Um zuerst die Ergebnisse einer nichtkatalysiorten Umsetzung aufzuzeigen, wurden etwa 112 g einer feinteiligen makromolekularen Polyäthylensorte mit 1,480 Liter TTasser und et\?a 0,4 g eines Polyglykolamin-Hetzmittels in einem 3-"I<iter-Xorben aufgeschlämmt, der mit einem wirksamen Flügelrührer ausgestattet vrar. Dia vorherrschende Teilchengröße des Polyäthylens lag unter etwa 44/ii Sas schmelzviskosimetrisch bestimmte MolekulargewichtTo begin with the results of a non-catalyzed implementation To show were about 112 g of a finely divided macromolecular Type of polyethylene with 1.480 liters of water and about 0.4 g a polyglycolamine curing agent slurried in a 3- "I <iter-Xorbent, which is equipped with an effective paddle stirrer. The predominant particle size of the polyethylene was below about 44/1 sas molecular weight determined by melt viscometry
* ο* ο
betrug etwa 115*000, der Schmelzpunkt annähernd 130 C. Bio eingebrachten Bestandteile wurden bis zum Erhalt einer gleiohnässigen Dispersion durchgemischt·was about 115 * 000, the melting point approximately 130 C. Bio introduced Ingredients were until a similar Mixed dispersion
Die zubereitets 7 $ige Aufschlämmung xrurde auf etvra 80° C erwärmt und mit Stickstoff gespült. Dann wurde Chlorgas durch einen oben offenen Einfüllstutzen zugeführt, der in die Aufschlämmung eintauchte, während die Umsetzungstemperatur gleichbleibend bei etwa 80° C gehalten wurde. Das Chlor wurde bei gleichbleibender Geschwindigkeit von etwa 100 g je Stunde unter Aufrechterhaltung der Hührergeschwindigkeit von etwa 350 ΰ/min. eingeführt. Nach etwa 4 Stunden vrar die Umsetzung beendet. Das Umsetzungsgeraisoh wurde abgekühlt und vor dem Filtrieren mit Stickstoff gespült. -Man erhielt ein Produkt mit einer Menge an gebundenem Chlor von nur etwa 23,4 $» entsprechend etwa 0,24The prepared 7% slurry was heated to around 80 ° C heated and flushed with nitrogen. Chlorine gas was then added through an open-topped filler neck which was inserted into the slurry immersed while the reaction temperature was kept constant at about 80 ° C. The chlorine was at constant speed of about 100 g per hour while maintaining the stirrer speed of about 350 ΰ / min. introduced. The reaction ended after about 4 hours. The reaction geraisoh was cooled and before filtering with Purged with nitrogen. -You got a product with a lot of combined chlorine of only about $ 23.4 »corresponding to about 0.24
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80980 3/061 180980 3/061 1
Äquivalenten Chlor je Äquivalent Äthylen int Polymerisat (Ot24 Äq.*Gl/Äq,.PÄ). Beaogen auf den gesamten Uiasetzungszeitraum "betrug die Chlorierungsgeschwindiglceit nur etwa 0,06 Äquivalente Chlor je Äquivalent Äthylen im Polymerisat je Stunde Chlorierung (0,06 Äq.Cl/Äq.PÄ/Std.)·Equivalents of chlorine per equivalent of ethylene in the polymer (O t 24 eq. * Gl / eq, .PÄ). Based on the entire period of use "the chlorination rate was only about 0.06 equivalents of chlorine per equivalent of ethylene in the polymer per hour of chlorination (0.06 eq.Cl / eq.PÄ / hour).
Das obige Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß man "am Anfang der Chlorierung 0,070 g einer wässrigen 67 $igen Lösung von tert.-Butylhydroperoxyd und danaoh nach jeweils 5 Stunden die gleiche Katalysatormenge einbrachte. Am Ende einer vierstündigen katalysierten Umsetzung ergab sich ein chloriertes Poly- ' äthylen mit einem Gehalt von etwa 39#8 i° an gebundenon Chlor. Dies entsprach 0,53 Äq.Gl/Äq.PÄ und einer erzielten Chlorierungsgeschwindigkeit von 0,132 ÄqoCl/Äq.PÄ/Stdi Durch Anwendung d63 Bydroperoxyd-Katalysators wurde folglich eine Erhöhung de_r Umsetzungsgeschwindigkeit um etwa 120 fo erzielt·The above procedure was repeated with the exception that "at the beginning of the chlorination, 0.070 g of an aqueous 67% solution of tert-butyl hydroperoxide and then the same amount of catalyst were introduced every 5 hours. At the end of a four-hour catalyzed reaction, a chlorinated reaction resulted poly- 'ethylene having a content of about 39 i # 8 ° to gebundenon chlorine. This corresponded to 0.53 Äq.Gl / Äq.PÄ and a chlorination rate of 0.132 achieved ÄqoCl / Äq.PÄ / STDI by applying d63 Bydroperoxyd catalyst was consequently an increase of the implementation speed by about 120 fo
In Tabelle I, aus der sich der Einfluß von tert*-Butylhydroperozyd als Katalysator für die Chlorierung von Polyäthylen in einer Wasser-Suspension offenbart, sind die Ergebnisse von verschiedenen anderen, in gleicher Weise durchgeführten Chlorierungen aufgeführt» Die oben beschriebenen Versuche sind mit angegeben und als Yersu-1 ehe 12 und-13 bezeichnet. 'Die Versuche: 1, 3, 6t Q und 12 in Tabelle I beziehen s,i<?b; auf. nichtkatalysierte Chlorierungen und dienen lediglich für Vergleichszweokö. In den Tabellen II und IIITable I, which reveals the influence of tert-butyl hydroperozide as a catalyst for the chlorination of polyethylene in a water suspension, shows the results of various other chlorinations carried out in the same way referred to as Yersu- 1 before 12 and -13. The tests: 1, 3, 6 t Q and 12 in Table I refer to s, i <? B; on. non-catalyzed chlorinations and are only used for comparison purposes. In Tables II and III
..-.,..- ^, -: BADORiGlNAL..-., ..- ^, -: BADORiGlNAL
sindare
. -,- 80 98 0 3/06 1 1. -, - 80 98 0 3/06 1 1
sind bestimmte Kennzeiohon der Ausgangspolyäthylenet die ohloriert wurden, angegeben. So enthält Tabelle II die Ausgangsmolekulargowichte, die relativen ICristallinitätsgrade und die Oberflächen der bei den Versuchen von Tabelle I benutzten Polyäthylene. Aus Tabelle'II sind die Siebanalysen der Ausgangs-Polyäthylen-Proben, die ohloriert wurden, zu ersehen·Certain Kennzeiohon the Ausgangspolyäthylene t were ohloriert indicated. Thus, Table II contains the starting molecular weights, the relative degrees of crystallinity and the surface areas of the polyethylene used in the experiments in Table I. The sieve analyzes of the initial polyethylene samples which were chlorinated can be seen from Table II.
BAD QP.1GIMAI.BATH QP.1GIMAI.
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•Tabelle I• Table I
Tert<,-Butylhydroperoxyd als Katalysator für die Halogenierung von PolyäthylenTert <, - butyl hydroperoxide as a catalyst for the halogenation of polyethylene
Versuch Polyäthylen-Kr, probe (g)Test polyethylene-Kr, sample (g)
Katalysatorkonzentration vmrde nach einötündiger Chlorierung zusogebsn. Kein'
Katalysator während der restlichen Umsetzung;.
Katalysatorkonzentration wurde alle 2 Stunden zugegeben.
Katalysatorkonzentration wurde alle 0,5 Stunden zugegeben.
Berechnet als 100 ^ Eydroperoxyd.Catalyst concentration is added after one hour of chlorination. No 'catalyst during the rest of the implementation.
Catalyst concentration was added every 2 hours. Catalyst concentration was added every 0.5 hours. Calculated as 100 ^ hydroperoxide.
Üeatiinmt durch !Titration von in der Umsetzung freigesetzter HCl, Alle Zahlen vurden durch
die Parr-Boaben-Analyse bestätigt.
Nioht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vergl. Tabelle II und UI.Controlled by titration of HCl released in the reaction. All figures were confirmed by Parr-Boaben analysis.
Not according to the method according to the invention.
Cf. Table II and UI.
VX
IVX
I.
cc iv: cc iv:
CTCT
Tatelle IIAct II
Physikalisch© Eigenschaften. und Kennzeichen der Ausgangapolyäthyleno, die unter Benutzung von terti-Butylhydropexoxyd chloriert wurden»Physical © properties. and characteristics of the initial polyethyleno, those using tert-butyl hydropexoxide were chlorinated »
probePolyethylene
sample
Molekulargew.
von PÄMiddle
Molecular weight
from PÄ
Krietallität
von Pl (h)Percentage
Criminality
from Pl (h)
( h) Relative und annähernde Werte, durch Eöntgenuntersuchungen am pulverförmiger Polytaerisat bestiEiat.(h) Relative and approximate values, by X-ray examinations bestiEiat on the powdery polyamide.
2
(j) Gemessen in m pro g mittels Stickstoffabsorptions·
verfahren.2
(j) Measured in m per g using the nitrogen absorption method.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
809803/0611809803/0611
labeile IIIlabile III
Siebanalysen der Ausgangs-PolyäthyleneSieve analyzes of the starting polyethylenes
lichte Maschenveite
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Abbildung 1illustration 1
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Abbildung 1 (Abzisset tart.-BuOOH, Gew.-5&, bezogen auf Polyäthylen» Ordinate j Chlorierungsgeschwindigkeit» £q,.Cl/Äq.PÄ/Std.) gibt den Einfluß der Katalysatorkonzentration auf die Chlorierungsgeschwindigkeit von Polyäthylen mit tert;-Butylhydroperoxyd wieder. Sie Kurve 11A" entspricht den Ergebnissen der Versuche 1-7 unä 16 in Tabelle I» Kurve nBn denen der Versuche 12, 13» 14, 17 und 18« Aus den Kurven ist zu ersehen, daß eine Konzentration von konstant etwa 0,05 fa von tert.-BuOOH in der Reaktionsmasse während der Chlorierung von Polyäthylen zu optimalen Ergebnisses führt. In Abbildung 2 (Abzieses Zeit in Stunden, Ordinatet Chlorierungsgeschwindigkeit Äq.Cl/Äa.Pl/Std.) sind verschiedene Reaktionsgeschwindigkeiten graphisch dargestellt, die mit und ohne Katalysator-Benutzung erreicht wurden. Kurve MCrt ( 0 i» tert.-BuOOH) ist typisch für nicht katalysierte Umsetzungen. Kurve "D" ( 0,019 $ tert.-BuOOH) gibt den ausgeprägten Vorteil und Hutzen bei Verwendung von nur geringen Mengen von tert.-BuOOH wieder. Kurve "E" ( 0,047 # tert.-BuOOH), in deren Verlauf gewöhnlich zwei Maxima auftreten, zeigt die erreichbaren •normen tfaeetzungsgeschwindigkeiten sei Anwendung optimaler Mengen de« tert.-BuOOH-Katalyeators.Figure 1 (abzisset tart.-BuOOH, weight-5 &, based on polyethylene »ordinate j chlorination rate» £ q, .Cl / eq.PE / hour.) Shows the influence of the catalyst concentration on the chlorination rate of polyethylene with tert-butyl hydroperoxide again. Curve 11 A "corresponds to the results of experiments 1-7 and 16 in Table I" Curve n B n those of experiments 12, 13 "14, 17 and 18" From the curves it can be seen that a concentration of constant about 0 , 05 f a of tert-BuOOH in the reaction mass during the chlorination of polyethylene leads to optimal results. which were achieved with and without the use of a catalyst. Curve M C rt (0 i » tert-BuOOH) is typical for non-catalyzed conversions. Curve" D "(0.019 $ tert-BuOOH) gives the distinct advantage and benefit when used of only small amounts of tert-BuOOH again. Curve "E" (0.047 # tert-BuOOH), in the course of which two maxima usually occur, shows the standard dissolution rates that can be achieved if optimal amounts of tert-BuOOH catalyst are used .
SAD ORiSAD ORi
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