DE1420544A1 - Polymerization process - Google Patents
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- C08F36/14—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated containing elements other than carbon and hydrogen
- C08F36/16—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated containing elements other than carbon and hydrogen containing halogen
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Description
DIpI1-ClKm.DIpI 1 -ClKm.
DR.ILSERUCHDR.ILSERUCH
Telefon 23251Telephone 23251
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MÜNCHENS. Rekhcnba Aslraße 47/49 MUNICH. Rekhcnba Aslraße 47/49
Dr. BxpLDr. BxpL
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fhe M.V. Kellogg Company. Jersey Oity. Hew Jersey. U.S.A. fhe MV Kellogg Company. Jersey Oity. Hew Jersey. USA .
Me vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polymerisieren polymeriaierbarer äthylenisoh ungesättigter Verbindungen, die im folgenden als "Vinylverbindungen" bezeichnet werden.The present invention relates to a method for polymerizing polymerizable äthylenisoh unsaturated Compounds hereinafter referred to as "vinyl compounds" are designated.
Auf dem Gebiet der Vinylpolymerisation bestand eine Nachfrage nach der Entwicklung eines vereinfachten undThere has been one in the field of vinyl polymerization Demand for the development of a simplified and
verbesserten Verfahrens für die Polymerisation von Tiny !verbindungen, das leioht gesteuert werden kann und zu guten Umsetzungen des Monomeren zu Polymer/em führt, die im wesentlichen frei sind von eingeschlossenen Katalysatorpartikeln. Seit einiger Zeit werden Ziegler-Katalysatoren, wie Alkylaluminiumverbindungen verwendet, um gewisse 1-Olefine wie beispielsweise Äthylen, zu normalerweise festen Polymeren zu polymerisierenι In der Praxis hatten derartige Katalysatoren jedoch den Haohteil, daß sie nur schwer von den Polymeren entfernt werden konnten, so daß spezielle Methoden und Maßnahmen für die Reinigung des Bndproduktes erforderlich waren· Außerdem konnten derartige Katalysatoren praktisch nur in einer heterogenen Umgebung verwendet werden, wodurch die Yerwendbarkeitsdauer des Katalysators und seine Wirksamkeit vermindert wurden und das Verfahren schwieriger gesteuert werden konnte.improved process for the polymerization of tiny compounds that can be controlled and good conversions of the monomer to polymer / em leads, which are essentially free of trapped catalyst particles. Have been for some time Ziegler catalysts, such as alkyl aluminum compounds, used to polymerize certain 1-olefins such as ethylene to normally solid polymers In practice, however, the main problem with such catalysts is that they are difficult to remove from the polymers could be so that special methods and measures for the cleaning of the final product were required In addition, such catalysts could practically only be used in a heterogeneous environment, whereby the useful life of the catalyst and its effectiveness were reduced and the process became more difficult to control.
Unter Polymerisation ist im folgenden die Polymerisation eines einzigen Monomeren sowie die Interpolymerisation ungleicher Monomerer zu verstehen.In the following, polymerization is to be understood as meaning the polymerization of a single monomer and the interpolymerization of dissimilar monomers.
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Katalysators, der eine metallorganisch Verbindung eines Metalle der Gruppe III A1 ein Halogenid eines Übergangesohwermetalles und eine ohlorhaltige organisohe Verbindung enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines solohen Katalysators für die Polymerisation von Vinylverbindungen. Die für die Herstellung des Katalysators bevorzugten metallorganischen Verbindungen sind die Verbindungen von Aluminium, Indium und Gallium, bei denen das Metall an wenigstens einen Alkylrest gebunden ist, wie beispielsweise in den Dialkylaluminiumhalogeniden und den Trialkylaluminiumverbindungen. Von den Halogeniden eines Übergangssohwermetallee sind die Halogenide und insbesondere die Chloride von Metallen der Gruppe IVB und VIII bevorzugt^und die ohlorhaltige organische Verbindung ist eine aliphatisohe oder aromatische ohlorhaltige Verbindung, die vorzugsweise nur Chlor oder Chlor und Wasserstoff an Kohlenstoff gebunden enthält.Catalyst which contains an organometallic compound of a metal from group III A 1, a halide of a transition ohmic metal and an organo-chlorine-containing compound. The present invention relates to the use of a solo catalyst for the polymerization of vinyl compounds. The organometallic compounds preferred for the preparation of the catalyst are the compounds of aluminum, indium and gallium in which the metal is bonded to at least one alkyl radical, such as, for example, in the dialkyl aluminum halides and the trialkyl aluminum compounds. Of the halides of a transition heavy metal, the halides and especially the chlorides of metals of groups IVB and VIII are preferred, and the organic compound containing chlorine is an aliphatic or aromatic chlorine-containing compound which preferably contains only chlorine or chlorine and hydrogen bonded to carbon.
Bas Molverhältnis des anorganischen Metallhalogenide zu der metallorganischen Verbindung kann in ziemlichThe molar ratio of the inorganic metal halide to the organometallic compound can be quite
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weiten grenzen variieren und liegt im allgemeinen in dem Bereioh τοη etwa 0,03 * 1 und etwa 2 t 1 und rorzugsweise τοη etwa 0,1 ι 1 und etwa 0,8 ι 1 . Baa Verhältnis der Holzahl chlorhaltiger organischer Verbindungen zu der Gesamtzahl an Molen τοη metallorganieoher Verbindung plue anorganischem Halogenid kann ebenfalle in einem ziemlioh weiten Bereioh, wie τοη etwa 0,8 s bis etwa 200 t 1, variieren, wobei die Molzahl an ohlornaltigen organischen Verbindungen, wie Tetrachlorkohlenstoff, Torzugsweise wenigstens gleich der Gesamtmenge der anderen beiden Auegangsmaterialien im Mol ist· Aus praktischen Gründen wird der beispielsweise verwendete Tetrachlorkohlenstoff im allgemeinen nicht in größerem übersohufi als 100 Mol und gewöhnlieh 50 Mol verwendet.wide limits vary and generally lies within the area τοη about 0.03 * 1 and about 2 t 1 and, in some cases, τοη about 0.1 ι 1 and about 0.8 ι 1. Baa ratio of the number of organic compounds containing chlorine to the total number of moles τοη organometallic Compound plus inorganic halide can also be used in a fairly wide range, such as τοη about 0.8 s to about 200 t 1, vary, the number of moles of carbonaceous organic compounds, such as carbon tetrachloride, preferably at least equal to the total amount of the other two starting materials is in the mole · For practical reasons, the example is used Carbon tetrachloride is generally not used in excess of 100 moles and usually 50 moles.
Sie Verwendung dieses flüssigen Katalysators bietet zahlreiche Vorteile, wie unter anderem den, dafi Ale Polymerisation in einem homogenen Medium, d. h. in einem Medium, in dem daft zu polymerisierende Monomere und der Katalysator in der gleiohen Phase vorliegen, durchgeführt werden kann. Diese Homogenität liegt nicht nur zu Beginn der Polymerisation, sondern während der gesamten Umsetzung Tor, da der Katalysator τοη Beginn bis zu Beendigung jeder flze»-PolymerisationThe use of this liquid catalyst offers numerous advantages, including the dafi Ale polymerization in a homogeneous medium, d. H. in a medium in which the monomers to be polymerized and the catalyst are in the same phase, can be carried out. This homogeneity is not only at the beginning of the polymerization, but during the entire implementation gate, since the catalyst τοη beginning up to the end of each flat »polymerization
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in vollständig flüssigem und gelöstem Zustand bleibt. Zufolge der Homogenität des Reaktionsmediums kann das Polymerisationsverfahren der vorliegenden Erfindung leioht gesteuert werden und stellt daher ein allgemein vereinfachtes Verfahren dar, das in einer einfachen Anlage und leioht auch in kontinuierlichem Betrieb durchgeführt wc den kann. Sa diese aktiven Katalysatoren in stabilem flüssigem Zustand vorliegen» ist ihre Handhabung leioht. Sin weiterer Vorteil dieserstabilen flüssigen Katalysatoren liegt darin, daß das unter ihrer Verwendung zur Polymerisation von verschiedenen Vinylverbindungen, wie beispielsweise Äthylen, erhaltene Polymere nicht in dem Katalysator eingeschlossen werden kann, und daß der Katalysator seinerseits, der in flüssigem Zustand bleibt, nicht in merklicher oder nachteiliger Menge in dem Polymeren eingeschlossen werden kann. Dadurch wird das Aufarbeiten des Polymeren erleichtert, und die höchstmögliche Wirksamkeit des Verfahrens erzielt. Das Polymere wird durch einfaches Waschen, beispielsweise mit Tetrachlorkohlenstoff, von im wesentlichen der gesamten farbe befreit.remains in a completely liquid and dissolved state. Due to the homogeneity of the reaction medium, this can The polymerization process of the present invention can be controlled and is therefore general a simplified process that can be carried out in a simple system and also in continuous operation. Sa these active catalysts in stable liquid state »is easy to use. Another advantage of this stable liquid Catalysts lies in the fact that, with their use for the polymerization of various vinyl compounds, such as ethylene, obtained polymers cannot be included in the catalyst, and that the catalyst, in turn, which remains in the liquid state, is not in any significant or detrimental manner Amount can be included in the polymer. This makes it easier to work up the polymer, and achieved the highest possible effectiveness of the procedure. The polymer is made by simply washing, for example with carbon tetrachloride, of essentially all color freed.
Weiterhin ist bei Verwendung dieses Katalysators, duroh die die Polymerisation in homogenem Medium durch-Furthermore, when using this catalyst, the polymerization is carried out in a homogeneous medium.
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geführt werden kann, die Umwandlung des verwendeten Monomeren zu Polymerem beträohtlioh höher ale die bei den gleiohen Reaktionebedlngungen, wie Zeit, Druok und Temperatur in Gegenwart des festen Katalysators, der duroh Kontaktierung der metallorganischen Verbindung und des Metallhalogenide bei Abwesenheit der chlorhaltigen organischen Verbindung, wie Tetrachlorkohlenstoff, erhalten wird, erzielte.can be performed, the conversion of the monomer used to polymer is higher than that of the the same reaction conditions, such as time, pressure and temperature in the presence of the solid catalyst, the duroh contacting of the organometallic compound and the metal halide in the absence of the chlorine-containing organic compound, such as carbon tetrachloride, is obtained, scored.
Zu den Monomeren, die nach dem Verfahren der Erfindung polymerisiert werden können, gehören die Monoolefine und Polyolefine, und zwar die unsubstituierten Kohlenwasserstoffe sowohl als auoh die mit Halogen, beispielsweise mit Fluor, Chlor oder Brom substituierten, und die Aryl-, Carboxylat-, Alkoxy-, Amido- und Nitrilgruppen oder Kombinationen davon enthaltenden Olefine· Sie gemäß der Erfindung verwendeten Monomeren enthalten 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatome und vorzugsweise nicht mehr als 12 Kohlenstoff atome je Molekül.The monomers which can be polymerized by the process of the invention include the monoolefins and polyolefins, namely the unsubstituted ones Hydrocarbons as well as those substituted with halogen, for example with fluorine, chlorine or bromine, and olefins containing the aryl, carboxylate, alkoxy, amido and nitrile groups or combinations thereof They contain monomers used according to the invention 2 to about 20 carbon atoms and preferably no more than 12 carbon atoms per molecule.
Eine Klasse von Monomeren, die mit Vorteil nach dem Verfahren der voliegenden Erfindung polymerisiert werden können, sind die aliphatischen Kohlenwasserstoffmonoolefine, einschließlich der 1-Olefine, 2-Olefine,A class of monomers that are advantageously classified according to the Processes of the present invention which can be polymerized are the aliphatic hydrocarbon monoolefins, including the 1-olefins, 2-olefins,
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a- iind Isoolefine, wie beispielsweise Äthylen, Propylen, Buten-1, Buten-2, Isobutylen, Cyolobuten, Pentylen, und Homologe und Isomere von höherem Molekulargewi okt. Eine zweite Klasse von Monomeren,die naoh diesem Verfahren polymerisiert werden können, sind die aliphatischen Kohlenwasserstoffpolyolefine, wie die Biene mit konjugierten Doppelbindungen, von denen typische Vertreter Butadien, 2-Methylbutadien, 2,3-Diäthylbutadien und Cyclopentadien sind.a- iind isoolefins, such as ethylene, propylene, butene-1, butene-2, isobutylene, cyolobutene, pentylene, and homologues and isomers of higher molecular weight. A second class of monomers that can be polymerized using this process are the aliphatic hydrocarbon polyolefins, such as bees with conjugated double bonds, typical representatives of which are butadiene, 2-methylbutadiene, 2,3-diethylbutadiene and cyclopentadiene.
Wie erwähnt,können auch halogensubstituierte Olefine, einschließlich der teilweise halogenieren und der perhalogenierten Monoolefine und Polyolefine,mit dem Katalysator der vorliegenden Erfindung polymerisiert werden. Bine Klasse der halogenhaltigen Monomeren sind diejenigen, die nur anderes Halogen als Fluor, wie Chlor und Brom und Kombinationen davon als einziges Halogen enthalten. Typische Beispiele für solohe Monomere sinds Vinylchlorid, 2,3-Diohlorpropen, Dichlorethylen, Vinylbromid, Vinylidenbromid und 2-Chlorbutadien.As mentioned, halogen-substituted olefins, including the partially halogenated and perhalogenated monoolefins and polyolefins, can be polymerized with the catalyst of the present invention. Bine class of halogen-containing monomers are those that contain only other halogen than fluorine, such as chlorine and Contain bromine and combinations thereof as the only halogen. Typical examples of single monomers are Vinyl chloride, 2,3-dichloropropene, dichloroethylene, vinyl bromide, vinylidene bromide and 2-chlorobutadiene.
Typische Beispiele für verwendbare fluorhaltige Vinylverbindungen sind die teilweise halogenierten Fluormonoolefine, wie Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Tri-Typical examples of fluorine-containing vinyl compounds that can be used are the partially halogenated fluoromonoolefins, such as vinyl fluoride, vinylidene fluoride, tri-
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fluoräthylen, 1,1-Ohlorfluoräthylen, 1,1-Difluor-2-ohlpräthylen, 1,1-Difluorpropen, 5,3»3-Trifluorpropen, 2,3»3»3-Tetrafluorpropen, 2-!-<Jhlor-3»3,3-trifluorpropen, 3f 3,3-Trifluorisobuten, 1,1,1-Trifluor-3-trifluormethylbuten, und dgl. Typische Beispiele für geeignete perhalogenierte Jluormonoolefine eindt Trifluorchloräthylen, Bromtrifluoräthylen, Tetrafluoräthylen, Diohlordifluoräthylen, Hexafluorpropen, 2-Chlorpentafluorpropen, Perfluorieobuten, 2,3-Biohlorhexafluorbuten, 4,4--Diohlorperfluoroyolobuten und Perfluoroyolobuten. Typieohe Beiepiele für die fluorhaltigen Polyolefine eindt 2-fluorbutadieni 2-Trifluonnethyl-butadien; 1,1-Difluorbutadien| 1,1,2-Trifluorbutadieni 1,1,3-Trifluorbutadien; 1,1-Difluor-3-methyl-butadien und 1,1,4,4-Tetrafluorbutadien.fluoroethylene, 1,1-chlorofluoroethylene, 1,1-difluoro-2-chloroproethylene, 1,1-difluoropropene, 5,3 »3-trifluoropropene, 2,3» 3 »3-tetrafluoropropene, 2 -! - <Jhlor-3 »3,3-trifluoropropene, 3 f 3,3-trifluoroisobutene, 1,1,1-trifluoro-3-trifluoromethylbutene, and the like. Typical examples of suitable perhalogenated fluoromonoolefins include trifluorochloroethylene, bromotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, 2-chloropropylene, 2-chloropropylene difluoroethylene , Perfluorieobutene, 2,3-biohlorhexafluorobutene, 4,4-dichloroperfluoroyolobutene and perfluoroyolobutene. Typical examples of the fluorine-containing polyolefins include 2-fluorobutadiene, 2-trifluonethyl-butadiene; 1,1-difluorobutadiene | 1,1,2-trifluorobutadiene; 1,1,3-trifluorobutadiene; 1,1-difluoro-3-methyl-butadiene and 1,1,4,4-tetrafluorobutadiene.
Wie Bohon erwähnt, können die Vinylverbindungen, die naoh dem Verfahren der vorliegenden Erfindung polymerisiert werden können, auch Alkoxy- und Arylgruppen enthalten. Zu den verwendbaren alkoxysubetituierten Olefinen gehören die Vinyläther, wie Vinyläthyläther und Vinylieobutylather. Typische Beispiele für arylsubstituierte Vinylverbindungen, die naoh dem beschriebenen Verfahren polymerisiert werden können, sind Styrol und oc-Hethylstyrol.As Bohon mentioned, the vinyl compounds that can be polymerized naoh the process of the present invention, also contain alkoxy and aryl groups. The alkoxy-substituted olefins which can be used include vinyl ethers, such as vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether. Typical examples of aryl-substituted vinyl compounds which can be polymerized naoh the process described are styrene and oc-methylstyrene.
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Di· Monomeren können jede Kombination von Substituenten wie Halogen, Alkoxy- und Arylgruppen enthalten. So können beispieleweise die folgenden äthylenisoh ungesättigten Verbindungen mit Vorteil nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung polymerisiert werden: Phenyltrifluoräthylen, Vinyl-2-chloräth.yläther, 1,1,2,2-Tetrafluorätaylvinyläther, Fluor-1,1-dihydroalkylvinyläther, a-Difluormethystyrol und a-Trifluormethylstyrol.Di · monomers can have any combination of substituents such as halogen, alkoxy and aryl groups. For example, the following ethylenically unsaturated compounds can advantageously be used according to the process of the present invention are polymerized: phenyltrifluoroethylene, Vinyl-2-chloroethyl ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl vinyl ether, Fluoro-1,1-dihydroalkyl vinyl ether, α-difluoromethystyrene and α-trifluoromethylstyrene.
Naoh dem Verfahren de* vorliegenden Erfindung können jedooh nicht nur Homopolymerisationen der oben erwähnten Monomeren sondern auch Interpolymerisatioroidieser Vinylverbindungen durchgeführt werden. Beiepielsweise können die folgenden Monomerengemisehe in Gegenwart der neuen Katalysatoren der vorliegenden Erfindung zu wertvollen Xi&rpolymeren polymerisiert werden: Äthylen und Propylen! Äthylen und Butylen; Propylen und Butylen; Butadien und Styrol; Butadien und Acrylnitril; Butadien und Trifluorchloräthylen* Butadien und Tetrafluoräthylenj Äthylen und letrafluoräthylenf Irifluorchloräthylen und Vinylidenfluorid; Tetrafluorätnylsn und Vinylidenfluorid; Hexaflorpropen und Vinylidenfluorid; Hexafluorpropen und TetrafluoräthyXen? 1,1,2-Tetrafluoräthylvinyläther lind 1,1,2-Trifluorbutadiemt 1,1,2-Sri-According to the method of the present invention however, not only homopolymerizations of the above-mentioned monomers but also interpolymerization of these Vinyl compounds are carried out. For example can use the following monomer mixtures in the presence of new catalysts of the present invention are polymerized to valuable Xi & rpolymers: ethylene and Propylene! Ethylene and butylene; Propylene and butylene; Butadiene and styrene; Butadiene and acrylonitrile; Butadiene and trifluorochloroethylene * butadiene and tetrafluoroethylenej Ethylene and letrafluoroethylene / irifluorochloroethylene and vinylidene fluoride; Tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride; Hexafloropropene and vinylidene fluoride; Hexafluoropropene and TetrafluoroethyXene? 1,1,2-tetrafluoroethyl vinyl ether lind 1,1,2-trifluorobutadiemt 1,1,2-Sri-
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fluorbutadien und 1,1,3-TrifluorbutadieniPhenyltrifIuoräthylen und 1,1,3-Trifluorbutadien; 2-Trifluormethylbutadien und 2-Chlor-3,3f3-trifluorpropenj 2-Jluorbutadien und 2-Ghlor-3s3»3-trifluorpropenf Trifluorohloräthylen, Vinylidenfluorid und Vinylchlorid.fluorobutadiene and 1,1,3-trifluorobutadiene; phenyltrifluoroethylene and 1,1,3-trifluorobutadiene; 2-trifluoromethylbutadiene and 2-chloro-3,3f3-trifluoropropene, 2-fluorobutadiene and 2-chloro-3 s 3 »3-trifluoropropene, trifluorobluoroethylene, vinylidene fluoride and vinyl chloride.
Das Verhältnis der Molzahl der zu polymerisierenden Monomeren zu der Gepfsamtmolzahl an flüssigem Katalysator kann in verhältnismäßig weiten Grazen variieren. Dieses Molverhältnis kann beispielsweise zwischen etwa 1:J und etwa 5000 t 1 liegen und liegt vorzugsweise zwisohen etwa 100 ι 1 und etwa 1800 : 1.The ratio of the number of moles to be polymerized Monomers to the total number of moles of liquid catalyst can vary within relatively wide limits. This molar ratio can be, for example, between about 1: J and about 5000 t 1 and is preferably between about 100 ι 1 and about 1800: 1.
Das Polymerisationsverfahren der vorliegenden Erfindung wird bei einer Temperatur zwisohen etwa - 100 und etwa + 200° und vorzugsweise zwisohen etwa - 20 und etwa 100° durchgeführt. Insbesondere wird eine Temperatur zwisohen etwa - 20 und etwa 65° bevorzugt. Auch der angewandte Druok kann in verhältnismäßig weiten Grenzen variieren, wie von etwa Atmosphärendruok bis zu etwa 1000 Atmosphären, und es können no oh höhere oder noch niedrigere Druoke angewandt werden. Allgemein werden, wenn die Polymerisation bei einer Temperatur über dem Siedepunkt des flüssigen Katalysators durchgeführt werden soll, beträohtlioh höhere Druoke als Atmosphärendruok angewandt. Die für eine bestimmte PolymerisationThe polymerization process of the present invention is carried out at a temperature between about -100% and about + 200 ° and preferably between about -20 and about 100 °. In particular, a temperature between about -20 and about 65 ° is preferred. Also the applied pressure can vary within relatively wide limits, such as from about atmospheric pressure to about 1000 atmospheres, and no oh higher or lower pressures can be applied. Become general, if the polymerization is to be carried out at a temperature above the boiling point of the liquid catalyst, pressures higher than atmospheric pressures may be used. The one for a particular polymerization
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bevorzugten Eeaktionebedingungen hängen weitgehend von der Art der bu polymerlsierenden Yinylverbindung ab. Beispieleweiee wurde gefunden, daß Äthylen, das bei einem Druok von nur Atmoephärendruok verhältnismäßig ■ohwer polymerisiert werden kann, rasoh und in fast quantitativer Umwandlung bei im wesentlichen Atmosphärendruok und bei einer Temperatur unter 40°, beispielsweise bei Zimmertemperatur (etwa 25°) zu einem festen Polymeren polymerisiert werden kajfrin, wenn man es einfach in einem offenen PolymerisationsgefäS duroh die neuen flüssigen Katalysatoren der vorliegenden Erfindung leitet. Auoh die fluorhaltigen Monomeren, wie Trifluorohloräthylen, können ebenso bei etwa Atmoapärandruok und Zimmertemperatur polymerisiert werden, jedoch werden bei Verwendung solcher Honomerer die besten Ergebnisse und Umwandlungen ersielt, wenn die Polymerisation unter autogenem Druck in einem geschlossenen Folymerisationsgefäß und bei einer Temperatur zwisohen etwa 0° und etwa 63° durchgeführt wird. Die Geschwindigkeit der Umsetzung variiert und hängt im allgemeinen von dem verwendeten Monomeren oder Monomerengemieoh ab. Allgemein variiert die Reaktions- oder Kontaktseit swisohen etwa einer Minute und etwa sieben Tpgen. Zum Polymerisieren der halogenieren Olefine werden längere Reaktionszeiten, beispielsweise Zeiten von mehr als einer Stunde, angewandt.preferred reaction conditions depend largely on the type of polymerizing yinyl compound. For example, it has been found that ethylene is relatively high in a pressure of only atmospheric pressure Ower can be polymerized, rapidly and in almost quantitative conversion at essentially atmospheric pressure and at a temperature below 40 °, for example at room temperature (about 25 °) to a solid Polymers are polymerized kajfrin if you can do it easily put the new ones in an open polymerisation vessel liquid catalysts of the present invention conducts. Also the fluorine-containing monomers, such as trifluorohloräthylen, can also be polymerized at about Atmoapärandruok and room temperature, but are at Using such honomers gives the best results and conversions when taking the polymerization autogenous pressure in a closed polymerization vessel and at a temperature between about 0 ° and about 63 ° is carried out. The speed of the The conversion varies and generally depends on the monomers or mixture of monomers used. Generally the reaction or contact side varies roughly one minute and about seven taps. To polymerize the halogenated olefins, longer reaction times, for example times of more than one hour, applied.
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Die flüssigen Katalysatoren der vorliegenden Erfindung besitzen eine größere katalyticehe Wirksamkeit für die Polymerisation der oben angegebenen Vinylverbindungen als die metallorganische Verbindung allein, das anorganische Halogenid allein oder der beim Vermischen der metallorganischen Verbindung mit dem anorganischen Halogenid gebildete Niederschlag allein. Die verstärkte katalytische Wirkung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß beispielsweise Isobutylen in Gegenwart der organischen Aluminiumverbindungen allein nur schwer homopolymerisiert werden kann, während es bei Gegenwart der neuen flüssigen Katalysatoren der vorliegenden Erfindung sehr rasch zu Materialien von relativ hohem Molekulargewicht homopolymerisiert wird. Auch 2-Olefine, wie Suten-2, werden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unerwarteterweise zu Polymeren von relativ hohem Molekulargewi oht homopolymerlsert.The liquid catalysts of the present invention have greater catalytic efficiency for the polymerization of the above vinyl compounds as the organometallic compound alone, the inorganic halide alone or the precipitate formed when the organometallic compound is mixed with the inorganic halide alone. the enhanced catalytic effect of the composition of the present invention results from the fact that, for example, isobutylene in the presence of the organic Aluminum compounds alone can be difficult to homopolymerize while it is in the presence of the new liquid catalysts of the present invention very rapidly to relatively high molecular weight materials is homopolymerized. Also 2-olefins, such as sutene-2, are unexpectedly homopolymerized to polymers of relatively high molecular weight by the process of the present invention.
Wenn die Polymerisation von beispielsweise Äthylen in Gegenwart des festen Niederschlages, der sioh bildet, wenn Siäthylaluminiumbromid und litantetrachlorid miteinander vermischt werden, durchgeführt und anschließend der Tetrachlorkohlenstoff in das Reaktionsmedium eingespritzt wird, so wird kein homogener Katalysator undWhen the polymerization of, for example, ethylene in the presence of the solid precipitate that forms when Siäthylaluminiumbromid and litantetrachlorid are mixed together, carried out and then If the carbon tetrachloride is injected into the reaction medium, the catalyst will not be homogeneous and
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kein homogenes Reaktionsmedium erhalten, sondern Katalysator lind BtAktionsmedium bleiben heterogen. Außerdem besitzt das Polymere, das durch Polymerisation einer Vinylverbindung in (regenwart der Kombination aus Diäthylaluminiumbromid und Titantetrachlorid, in Hexan suspendiert, erhalten wird, zufolge des Einschlusses von festem Katalysator eine braune bis schwarze Farbe und diese Verunreinigung kann durch einfaohes Waschen des Polymeren mit Tetrachlorkohlenstoff nicht vollständig entfernt werden.no homogeneous reaction medium obtained, but a catalyst and Bt action media remain heterogeneous. aside from that possesses the polymer obtained by polymerizing a vinyl compound in the combination of diethylaluminum bromide and titanium tetrachloride suspended in hexane is obtained due to the inclusion of solid catalyst a brown to black color and this contamination can be removed by simply washing the polymer with it Carbon tetrachloride cannot be completely removed.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand von Beispielen näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below with the aid of examples.
Biese Beispiele veranschaulichen die Polymerisation von Trifluorchlorethylen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.These examples illustrate the polymerization of trifluorochloroethylene by the process of the present invention Invention.
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei denen verschiedene Mengen eines nach dem Verfahren derA number of experiments were carried out using different amounts of one according to the method of
erwähnten Patentschrift · (Patentanmeldungmentioned patent specification · (patent application
K 32 329) aus 100 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff, 2ml Diäthylaluminium und 0,1 ml Titantetrachlorid hergestellten stabilen flüssigen Katalysators in 300 ml-Polymerisationsrohre aus Glas, die zuvor mitK 32 329) from 100 ml of anhydrous carbon tetrachloride, 2 ml of diethyl aluminum and 0.1 ml of titanium tetrachloride stable liquid catalyst in 300 ml polymerization tubes made of glass previously with
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Stickstoff durchspült waren, eingebracht wurden. Der Bohrinhalt wurde dann bei der !Temperatur von flüssigem Stickstoff gefroren und in jedes Rohr wurden 100 g Trifluorchloräthylen hineinkondensiert. In jedem Pail wurde das Rohr verschlossen^, und man ließ die Rohre 7 Tage bei 25° stehen. Nach dieser Zeit wurden in jedem Rohr feste Polymerenpartikeln festgestellt und die Rohre wurden geöffnet, um nicht umgesetztes Monomeres an die Atmosphäre abzulassen. In jedem Fall wurden dem Rohrinhalt 200 ml Tetrachlorkohlenstoff unter Rühren zugesetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch filtriert und das feste Polymere wurde noch einmal mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen, bis im wesentlichen die gesamte rote Farbe von dem Polymeren entfernt war. Bei jedem Versuch wurde das feste weiße Polymere 8 Stunden bei 190° getrocknet .Die bei jedem Versuch verwendete Menge an flüssigem Katalysator sowie die physikalischen Eigensehaften4.es weißen harzartigen homopolymeren Polytrifluorohloräthylens sind in Tabelle I zusammengestellt. Bei jedem Ansatz war die Umwandlung des verwendeten Monomeren zu Polymerem gut. Beispielsweise wurde in Beispiel-? eine 45#ige Umwandlung erzielt.Flushed with nitrogen. Of the The contents of the well were then frozen at the temperature of liquid nitrogen and 100 g of trifluorochloroethylene were added to each tube condensed into it. The tube was sealed in each pail, and the tubes were left for seven days stand at 25 °. After this time, solid polymer particles were found in each tube and the tubes were opened to unreacted monomer to the atmosphere to drain. In each case, 200 ml of carbon tetrachloride were added to the contents of the tube with stirring. Then the reaction mixture was filtered and the solid polymer was once more with carbon tetrachloride washed until essentially all of the red color was removed from the polymer. With every attempt it was the solid white polymer dried for 8 hours at 190 °. The amount of liquid used in each experiment Catalyst as well as the physical properties4.es white resinous homopolymeric polytrifluorohydroethylene are compiled in Table I. In each run the conversion of the monomer used was too Polymer good. For example, in example? one 45 # conversion achieved.
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!Tabelle I! Table I.
Volumen flüssiger verdünnten Lösung ZSI Beispiel Katalysator (ml)/a/ (Gensietokes)/b/ (Sekunden)Volume of liquid dilute solution ZSI example catalyst (ml) / a / (Gensietokes) / b / (seconds)
/a/ flüssiger Katalysator aus CCl4, (C2Hc)2AlBr und/ a / liquid catalyst from CCl 4 , (C 2 Hc) 2 AlBr and im Volumverhältnis 100 t 2 : 0,1.in a volume ratio of 100 t 2: 0.1.
/b/ Bestimmt in einer O,75#igen Lösung in Dichlorbenzojff/ b / Determined in a 0.75 solution in dichlorobenzene trifluorid von 130°.trifluoride of 130 °.
Ss wurden verschiedene stabile flüssige Katalysatoren hergestelltj indem man getrennt voneinander 2 ml Diätnylaluminiumbromid und verschiedene Mengen Titantetrachlorid zu je 25 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff hinzufügte, wie in Beispiel 5-8 des deutschen Patents ... .... (Patentanmeldung K 32 329 ITb/39o) beschrieben .Dann wurden nach dem in Beispiel 1-3 beschriebenen Verfahren PoIy-Various stable liquid catalysts have been used produced by separately adding 2 ml of dietary aluminum bromide and various amounts of titanium tetrachloride added to each 25 ml of anhydrous carbon tetrachloride, as described in Example 5-8 of the German patent ... .... (patent application K 32 329 ITb / 39o). Then were according to the method described in Example 1-3 PoIy-
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mere hergestellt. Bei jedem Beispiel wurde in guter Ausbeute ein im wesentlichen rein weißes Polytrifluorohloräthylen von hohem Molekulargewicht erhalten. Die physikalischen Eigenschaften des in jedem Fall erhaltenen Polymeren sind in Tabelle II angegeben.mere made. In each example, an essentially pure white polytrifluorohydroethylene was produced in good yield obtained of high molecular weight. The physical properties of the polymer obtained in each case are given in Table II.
mid,je 25 ml CCl4 und die angegebene Menge an TiCl4.mid, 25 ml each of CCl 4 and the specified amount of TiCl 4 .
/b/ Bestimmt an einer O,75#igen Lösung in Dichlorbenzotrifluorid bei 130°./ b / Determined on a 0.75 # solution in dichlorobenzotrifluoride at 130 °.
/c/ ZST = 373 Sekunden./ c / ZST = 373 seconds.
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' Ein flüssiger Katalysator wurde hergestellt, indem man unabhängig voneinander 1 ml Diäthylaluminiumbromid und 0,25 ml Titantetrachlorid zu 25 ml im wesentlichen wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff hinzufügte. Von dieser.roten Flüssigkeit wurden 2 ml in ein Polymerisationsrohr gegeben. Bann wurden 300 g frisch destilliertes Trifluorchloräthylen hinzugegeben. Das Rohr wurde verschlossen und 7 Tage bei 25° stehen gelassen. Dann wurde es geöffnet, um nicht umgesetztes Honomeres entweichen zu lassen.und der Rohrinhalt wurde mit 200 ml Tetrachlorkohlenstoff verrührt. Dieses Reaktionsgemieoh wurde filtriert, und das feste Polymere wurde bei 190° getrocknet. Ss wurde eine 80%ige Umwandlung des verwendeten Monomeren zu einem im wesentlichen rein weißen Polytrifluorchloräthylen von hohem Molekulargewicht erzielt. Das Polymere hatte eine ZST von 547 Sekunden. Eine verdünnte Lösung hatte eine Viskosität von 1j35 Centistoke, bestimmt an einer O,75#igen Lösung in Dichlorbenzotrifluorid bei 130°.'A liquid catalyst was prepared by adding 1 ml of diethylaluminum bromide and 0.25 ml of titanium tetrachloride to 25 ml of essentially anhydrous Added carbon tetrachloride. 2 ml of this red liquid were placed in a polymerization tube. Bann were 300 g of freshly distilled trifluorochloroethylene added. The tube was closed and left to stand at 25 ° for 7 days. Then it was opened so as not to to allow converted honey to escape. and the pipe content was stirred with 200 ml of carbon tetrachloride. This reaction mixture was filtered and the solid polymer was dried at 190 °. Ss became 80% conversion of the monomer used to form an essentially pure white polytrifluorochloroethylene of high molecular weight achieved. The polymer had a ZST of 547 seconds. A dilute solution had a viscosity of 1j35 centistokes, determined on an O.75 solution in Dichlorobenzotrifluoride at 130 °.
Ein 300 DLHPolymerisationsrohr aus Glas wurde nach Durchspülen mit Stickstoff evakuiert und mit 0,68 g Diäthylalu-A 300 DLH polymerization tube made of glass was evacuated after flushing with nitrogen and treated with 0.68 g of diethylaluminum.
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miniumbromid beschickt. Der'Rohrinhalt wurde bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff ausgefroren. Sann wurden 0,28 g Titantetrachlorid hinzugegeben. Nach erneutem Ausfrieren des Rohrinhaltes wurden 100 g Trifluorchlorethylen bei Abwesenheit von Luft und Feuchtigkeit in das Rohr kondensiert. Das Rohr wurde verschlossen und 5 Tage bei 25° stehen gelassen. 10 $> des verwendeten Monomeren waren dann zu homopolymerem Polytrifluorohloräthylen mit einer ZSX von 95 Sekunden umgewandelt. Die Viskosität einer verdünnten Lösung des Polymeren betrug 0,40 Centistoke, bestimmt in einer 0,75#lgen Lösung in Dichlorbenzotrifluorid bei 130°.charged with minium bromide. The contents of the pipe were frozen out at the temperature of liquid nitrogen. Then 0.28 g of titanium tetrachloride was added. After the contents of the tube were frozen out again, 100 g of trifluorochloroethylene were condensed into the tube in the absence of air and moisture. The tube was closed and left to stand at 25 ° for 5 days. 10 $> of the monomers used were then converted to homopolymeric polytrifluorocarbon ethylene with a ZSX of 95 seconds. The viscosity of a dilute solution of the polymer was 0.40 centistokes, determined in a 0.75 # solution in dichlorobenzotrifluoride at 130 °.
Mn Vergleich des Beispiele y mit den Beispielen 4-8 ergibt, daß mit den flüssigen Katalysatoren der vorliegenden Erfindung bessere Umwandlungen an Trifluorchlorethylen zu Polymerem und Polymere mit höherem Molekulargewicht erhalten werden, als wenn der Katalysator im wesentlichen aus Titantetrachlorid und Diäthylaluminiumbromid besteht.Compare Example y with Examples 4-8 found that with the liquid catalysts of the present invention, better conversions on trifluorochloroethylene to polymers and polymers of higher molecular weight than if the catalyst were essentially consists of titanium tetrachloride and diethyl aluminum bromide.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Polymerisation von Äthylen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.This example illustrates the polymerization of ethylene according to the process of the present invention.
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Ein vertikaler Waschturm aus Pyrex mit einer Länge Ton 1,2 m und einem Durchmesser von 5 cm, der nahe seinem unteren Ende einen Gasdispersionseinlaß aus gesintertem Glas hatte, wurde mit 200 ml Tetrachlorkohlenstoff und 500 ml n-Hexan beschickt, wonach getrennt voneinander 4 ml Diäthylaluminiumbromid und 1 ml Titantetrachlorid zugegeben wurden. Dann wurde rasoh Äthylen in den erhaltenen klaren roten Katalysator bei25° und Atmosphärendruok eingeleitet. Past augenblicklich bildete sich ein festes Polymeres· Zufolge der exothermen Umsetzung erwärmte sich das Reaktionsgemisch auf etwa 40 - 50°. Die Äthylenzufuhr wurde so reguliert, daß, obwohl das Monomere rasch am unteren Ende des Turmes in das System eingeleitet wurde, keine Blasen am oberen Ende ankamen, d. h. es wurde fast augenblicklich eine quantitative Umwandlung von Äthylen zu Polyäthylen erzielt. Das Polymere schied sich ab, wenn es gebildet war, und füllte allmählich das Rohr. Nach 2 Stunden wurde die Äthylenzufuhr unterbrochen, undjias Polymere wurde durch wiederholtes Hinzufügen und Entfernen von η-Hexan von flüssigem Katalysator frei gewaschen. Das feste Polyäthylen wurde nach mehrmals gewaschen und dann getrocknet und gepreßt. Das erhaltene feste homopolymers Polyäthylen hatte eine ZST von 138 Sekunden und eine Übergangstemperatur von 136°.A vertical pyrex wash tower with a length Clay 1.2 m and 5 cm in diameter, which had a sintered glass gas dispersion inlet near its lower end, was filled with 200 ml of carbon tetrachloride and 500 ml of n-hexane were charged, after which 4 ml of diethylaluminum bromide and 1 ml of titanium tetrachloride were added separately. Then rasoh ethylene was obtained in the clear red catalyst initiated at 25 ° and atmospheric pressure. A solid polymer formed immediately. The exothermic reaction warmed up the reaction mixture to about 40-50 °. The ethylene supply was regulated so that although the monomer was quickly introduced into the system at the bottom of the tower, no bubbles arrived at the top, d. H. it became a quantitative conversion of ethylene almost instantly to polyethylene achieved. The polymer separated out as it was formed and gradually filled the tube. After 2 For hours, the ethylene supply was stopped and the polymer was repeatedly added and removed washed free of liquid catalyst by η-hexane. The solid polyethylene was washed several times and then dried and pressed. The solid homopolymeric polyethylene obtained had a ZST of 138 seconds and a transition temperature of 136 °.
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Dieses Beispiel Teransohaulieht die Polymerisation τοη Propylen naoh dem Verfahren der το inliegenden Erfindung.This Teransohau example shows the polymerization τοη Propylene according to the process of the present invention.
Un rertikaler Yasohturm aus Pyrez Ton 1,2 m länge und 5 om Surohmesser der nahe seinem unteren lade einen tesdiepersionseinlaJ aus gesintertem Glas aufwies, wurde mit 700 ml Tetrachlorkohlenstoff beschickt, dem getrennt τοη-einander 4 ml Siäthylaluminiumbromid und 1 ml Titantetraohlorid sugefttgt waren. Dann wurde schnell teohnisohes Propylen mit einer geschwindigkeit τοη etwa 0,1 Hol je Minute bei JLtmospharendruok in den erhaltenen roten flüssigen Katalysator geleitet. Die Umsetzung wurde eingeleitet, indem man eine Schale mit heißem Wasser unter den Beaktor stellte, wonaoh sufolge der exothermen Umsetsung die Temperatur des Reaktionsmediums bei 40 - 50° blieb. Is bildete si oh ein fester Hiedersohlag τοη homopolymerem Polypropylen und das Tlüssigkei.tsTOlumen stieg um etwa 30 ml. Das Polymere hatt eine breite Holekulargewiohtsrerteilung in dem Bereich leichter destillierbarer öle bis su harsartigen festen Materialien τοη hohem Molekulargwioht ·Un rertical Yasoh tower made of Pyrez clay 1.2 m long and 5 The Suroh knife, which had a sintered glass dispersion insert near its lower drawer, was also used 700 ml of carbon tetrachloride were charged, to which 4 ml of siethylaluminum bromide and 1 ml of titanium tetra chloride were added separately. Then it quickly became teohnisohes Propylene passed into the resulting red liquid catalyst at a rate of about 0.1 Hol per minute at JLtmospharendruok. Implementation was initiated by placing a bowl of hot water under the beactor set, where the exothermic reaction resulted in the temperature of the reaction medium remaining at 40-50 °. It formed a solid bottom layer of homopolymeric polypropylene and the liquidity.tsTOlumen rose by about 30 ml. The polymer has a broad molecular weight distribution in the range of easily distillable oils to hard-like solid materials τοη high molecular weight
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Zu 200 ml Tetrachlorkohlenstoff wurden getrennt voneinander bei Zimmertemperatur 4 ml Triisobutylaluminium und 1 ml Titantetrachlorid hinzugegeben. Der erhaltene rot gefärbte stabile flüssige Katalysator wurde dann in eine 2,4m-Glaskolonne, die 2 Liter technisches frisch getrocknetes η-Hexan enthielt» gegeben· Es erfolgte keine Abscheidung von festem Material. In diesen flüssigen Katalysator wurde dann durch eine Scheibe aus gesintertem Glas am unteren Ende der Kolonne Äthylen mit einer Geschwindigkeit von etwa 12 Mol je Stunde eingeleitet. Bas Äthylen wurde 20 Minuten lang quantitativ absorbiert, wobei die Temperatur auf 35 - 40° stieg. Dann wurde die katalysatorhaltige Lösung vom Boden der Kolonne abgelassen, während kontinuierlich durch das obere Ende der Kolonne frischer Tetrachlorkohlenstoff zugegeben wurde. Das Verfahren wurde fortgeführt, bis das in dem Turm verbliebene feste Polyäthylen im wesentlichen rein weiß war. Bann wurde das Polymere vom Boden des Reaktors entfernt, mit Methanol behandelt und über nacht bei 100° getrocknet* Man erhielt insgesamt 120 g weißes, festes, homopolymeres Polyäthylen.4 ml of triisobutylaluminum were added separately to 200 ml of carbon tetrachloride at room temperature and 1 ml of titanium tetrachloride was added. The resulting red colored stable liquid catalyst was then in a 2.4m glass column containing 2 liters of technical, freshly dried η-hexane »was added · There was none Separation of solid material. This liquid catalyst was then sintered through a disk Glass introduced at the bottom of the column ethylene at a rate of about 12 moles per hour. Bas Ethylene was quantitatively absorbed for 20 minutes, the temperature rising to 35-40 °. Then the catalyst-containing solution was drained from the bottom of the column, while fresh carbon tetrachloride was continuously added through the top of the column. The process was continued until the solid polyethylene remaining in the tower was essentially pure white. Ban became the polymer removed from the bottom of the reactor, treated with methanol and dried overnight at 100 ° * A total of 120 g of white, solid, homopolymeric polyethylene were obtained.
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Beispiel 13 · Example 13
Dieses Beispiel veranscauilioht die Polymerisation τοη Isobutylen nach dea Verfahren der vorliegenden Erfindung.This example illustrates the polymerization τοη Isobutylene according to the process of the present invention.
In ein Polyaerisationsgefifi aus Glas von 300 al wurden nach Spülen mit Stickstoff 12 ml wasserfreies n-Hexan und 50 ml wasserfreier Tetrachlorkohlenstoff eingebracht, wonaoh getrennt voneinander 0,5 al (0,0045 Mol) Diäthylaluminiumbromid und 0,1.2 al 0,0011 Mol) Titantetraohlorid zugegeben wurden. Man erhielt einen weinroten, stabilen, flüssigen Katalysator. Dann wurden 40 g Isobutylen bei Zimmertemperatur in den flüssigen Katalysator gegeben. Das Polymerisationagefäfl wurde verschlossen und man liefl die Polymerisation etwa 15 Minuten bei 25° unter autogenem Druck ablaufen. Dann wurde das Glaegefäfl geöffnet. Man erhielt ein elastisches, gummiartiges hoaopolyaeres Polyisobutylen. Ss war eine quantitative Umwandlung des eingebrachten Monomeren zu Polymeren (etwa 40 g) erfolgt.After purging with nitrogen, 12 ml of anhydrous n-hexane were placed in a 300 μl glass polyaerization vessel and 50 ml of anhydrous carbon tetrachloride were introduced, where 0.5 al (0.0045 mol) diethylaluminum bromide and 0.1.2 al 0.0011 mol) titanium tetra chloride were added separately. A wine-red, stable, liquid catalyst was obtained. Then 40 g of isobutylene was added to the liquid catalyst at room temperature. The polymerization jar was closed and the polymerization was stopped for about 15 minutes at 25 ° run autogenous pressure. Then the glass jar was opened. An elastic, rubbery hoaopolyeresis polyisobutylene was obtained. Ss was a quantitative conversion of the introduced monomers to form polymers (about 40 g).
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2-Olefinen nach dem Verfahren der -vorliegenden Erfindung.2-olefins according to the process of the present invention.
Hn Polymer!·atIonegef ä£ au· Glae τοη 300 ml Inhalt wurde alt Stickstoff durchspült. Dann wurden 12 au. was-■erfreie· η-Hexan und 50 ml wasserfreier Tetrachlorkohlenstoff eingebracht, und getrennt roneinander wurden 0,5 ml (0,0045 Hol) Diäthylaluminiumbromid und 0,12 ml (0,0011 Mol) Titantetraohlorid sugegeben. Man erhielt einen klaren weinroten flüssigen Katalysator. Sann wurden bei einer Temperatur τοη 25° 40 g Buten-2 in den flüssigen Katalysator gegeben· Das Polymerieationegefäfl wurde gesohloeeen und man lief die Polymerisation etwa 15 Hinuten bei 25° unter autogenem Druok ablaufen. Dann wurde der Druck auf Atmospharendruok abgelassen. Ss wurde eine quantitative Umwandlung des Buten-2 «u festem homopolymerem ?olybuten-2 (etwa 40 g) ersielt.Hn polymer! was old nitrogen purged. Then there were 12 au. anhydrous · η-hexane and 50 ml of anhydrous carbon tetrachloride were introduced and separated from one another 0.5 ml (0.0045 Hol) of diethyl aluminum bromide and 0.12 ml (0.0011 moles) of titanium tetra chloride are added. One received a clear wine red liquid catalyst. 40 g of 2-butene were then added to the liquid catalyst at a temperature of 25 ° Gesohloeeen and the polymerization was run for about 15 minutes at 25 ° under autogenous pressure. Then the pressure was released to atmospheric pressure. Ss was a quantitative conversion of the 2-butene and solid homopolymeric olybutene-2 (about 40 g) was achieved.
Dieses Beispiel Yeransohaulieht die Copolymerisation ▼on Ithylen und !Propylen nach dem Terf ahren der Tor Ii eg enden Erfindung.This Yeransoha example shows copolymerization ▼ on ethylene and! Propylene according to the invention.
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In einen 3-JJiter-Polyfflerieationsreaktor, der zuvor alt Stickstoff durchspült war, wurden 200 ml wasserfreier Tetracfilorkohlenatoff und 2500 ml wasserfreies n-Htxan und dann getrennt Toneinander 4 al (0,033 Mol) BUthylaluminiumbromid und 1 al (0,009 Mol) Titantetraehlorid eingebracht · Man erhielt eine weinrote flüssigkeit, τοη der sioh kein fest·· Material abschied. In diesen flüssigen Katalysator wurde ein gasförmiges Gemisoh aus 95 Mol-£ Äthylen und 5 MoI-^ Propylen bei Ataosphärendruok alt einer geschwindigkeit τοη etwa 12 Mol je Stunde gleitet. Sie Polymerisation erfolgte bei Zimmertemperatur (25°) quantitativ und ergab nach 20 Minuten 128 g weißes, festes Oopolyaeres τοη Äthylen und Propylen, das eine ZSf τοη 152 Sekunden bei 160° und eine Übergangsteaperatur Ton 127t9° hatte. Während der Umsetzung entwich kein nicht uagesetites Äthylen und Propylen aus dem Reaktor.In a 3-JJ-Polyfflerieationsreaktor, which was previously old Was flushed with nitrogen, 200 ml of anhydrous Tetracfilorkohlenatoff and 2500 ml of anhydrous n-Htxan and 4 al (0.033 mol) of ethylaluminum bromide and 1 al (0.009 mol) of titanium tetrahedral chloride were then introduced separately from one another. A wine-red liquid was obtained, τοη der sioh no firm ·· material parting. In these liquid The catalyst was a gaseous mixture of 95 mol £ Ethylene and 5 mol- ^ propylene in Ataosphärendruok old one speed τοη about 12 moles per hour slides. she Polymerization took place quantitatively at room temperature (25 °) and gave 128 g of white, solid after 20 minutes Oopolyaeres τοη ethylene and propylene, which is a ZSf τοη 152 seconds at 160 ° and a transition temperature tone 127t9 °. During the implementation none did not escape uagesetites ethylene and propylene from the reactor.
Dieses Beispiel soll weiterhin die Copolymerisation τοη ithylen und Propylen nach dem Verfahren der vorli genden Erfindung veranschaulichen.This example is intended to continue the copolymerization τοη ethylene and propylene according to the procedure described above Illustrate the invention.
In einen Polymerisationereaktor τοη 3 Liter wurden, nachdem er mit Stickstoff durchspült war, 200 ml wasser-In a polymerization reactor τοη 3 liters were, after flushing with nitrogen, add 200 ml of water-
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freier Tetrachlorkohlenstoff, 2500 ml wasserfreies n-Hexan und dann getrennt voneinander 4 ml Trueobuty!aluminium und 1 ml (0,009 Mol) Titantetraohlorid gegeben. Man erhielt eine klare weinrote Flüssigkeit, aus der sieh kein festes Material absohied. In den flüssigen Katalysator wurde dann bei i.tmosphärendruok ein gasförmiges Gemisch aus 95 M0I-3C Äthylen und 5 Mol-?C Propylen mit einer Geschwindigkeit Ton etwa 12 Hol je Stunde eingeleitet. Die Copolymerisation erfolgte bei Zimmertemperatur und Itmosphärendruek quantitativ und ergab naoh etwa 20 Minuten HO g eines festen Oopolymeren von Äthylen und Propylen mit einer ZST von 106 Sekunden bei 160° und einer Übergangstemperatur von 118,8°.free carbon tetrachloride, 2500 ml anhydrous n-hexane and then separately from each other 4 ml Trueobuty! aluminum and 1 ml (0.009 mole) of titanium tetra chloride. A clear, wine-red liquid was obtained from which none can be seen solid material absohied. In the liquid catalyst then became a gaseous mixture at i.tmosphärendruok from 95 M0I-3C ethylene and 5 mol-? C propylene introduced at a rate of about 12 pounds per hour. the Copolymerization took place quantitatively at room temperature and atmospheric pressure and resulted in about 20 minutes HO g of a solid copolymer of ethylene and propylene with a ZST of 106 seconds at 160 ° and a transition temperature of 118.8 °.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Polymerisation eines Polyolefins naoh. dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.This example illustrates the polymerization a polyolefin naoh. the procedure of the present Invention.
Ein Polymerisationsrohr aus Glas mit einem Volumen von 300 ml wurde mit Stickstoff durchspült und mit 12 ml wasserfreiem η-Hexan und 50 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff besohiokt, wonach getrennt voneinander 0,5 ml (0,0045 Mol) Diäthylaluminiumbromid und 0,12 ml (0,0011 Mol) Ti-A polymerization tube made of glass with a volume of 300 ml was flushed with nitrogen and boiled with 12 ml anhydrous η-hexane and 50 ml anhydrous carbon tetrachloride, after which 0.5 ml (0.0045 Mol) diethylaluminum bromide and 0.12 ml (0.0011 mol) titanium
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tantetraohlorid sugeaetst wurden. Kan erhielt einen klaren weinroten flüesigen Katalysator. Naoh Zugabe τοη 40 g But»dien-1,3 zu dem flüssigen Katalysator wurde das Rohr rersohlossen. Man ließ die Polymerisation unter autogenem Druck 15 Minuten bei 25° fortschreiten. Sann wurde das Bohr geöffnet. Das feste polymere Produkt wurde gesammelt, mit Tetrachlorkohlenstoff gewasohen und getrocknet* Xs wurde eine quantitatire Umwandlung des in die Polymerisationsxsone eingebrachten Butadien-1,3 «u festem homopolymeren Polybutadien ersielt, das bis su TemperatuA τοη 450° thermisch stabil war.tantetraohlorid sugeaetst were. Kan received a clear wine-red liquid catalyst. After adding τοη 40 g The pipe became the 1,3-butiene-diene for the liquid catalyst closed. The polymerization was allowed to take place under autogenous Advance pressure for 15 minutes at 25 °. Then the drill was opened. The solid polymeric product was collected, Washed with carbon tetrachloride and dried * Xs a quantitative conversion of the 1,3-butadiene-1,3% solid homopolymeric polybutadiene introduced into the polymerization ion was obtained, which up to the temperature below 450 ° was thermally stable.
Dieses Beispiel soll die Polymerisation eines eblorhaltigen Olefine naoh dem Terfahren der rorliegenden Jrfindung reransohauliohen.This example is intended to rehabilitate the polymerization of a boron-containing olefin according to the method of the present invention.
Sin 300 ml-Polymerisationsrohr aus fllas wurde naoh Durchspülen mit Stickstoff mit 10 ml wasserfreiem fetra·? ohlorkohlenstoff besohiokt, wonaoh getrennt roneinander 1 ml (0,00825 Hol) Dittthylaluminiumbromid und 0,5 ml (0,0045 Mol) Titantetrachlorid sugegeben wurden. Der Bohrinhalt wurde bei der Temperatur τοη flüssigem Stickstoff -ausgefroren und 50 g Vinylchlorid wurden in das Bohr hiti-A 300 ml polymerisation tube from the fllas was naoh Flush with nitrogen with 10 ml anhydrous fetra ·? Carboniferous carbon, where separate from each other 1 ml (0.00825 Hol) of diethylaluminum bromide and 0.5 ml (0.0045 mol) of titanium tetrachloride were added. The drilling contents were frozen out at the temperature τοη liquid nitrogen and 50 g vinyl chloride were in the drilling hiti-
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einkondensiert, worauf es geschlossen wurde. Man ließ das RealrifensgemiBoh 7 Tage bei 25° stehen, wonach etwa 42 g festes Polyvinylchlorid erhalten und als Ve rf ahrensprodukt isoliert wurden.condensed in, whereupon it was closed. The RealrifensgemiBoh was left to stand for 7 days at 25 °, after which about 42 g of solid polyvinyl chloride were obtained and isolated as a process product.
Dieses Beispiel soll die Polymerisation eines arylsubstituierten Olefins nach dem Yerfahrin der vorliegenden Irfindung Teransohauliohen.This example is intended to polymerize an aryl substituted olefin according to the method of the present invention Discovery of Teransohauliohen.
Sin 300 ml-Polymerisationsrohr aus Glas wurde mit Stiok stoff durchspült und dann mit 10 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff beschickt, wonach 1 ml (0,00825 Mol) Diftthylaluminiumbroaid und 0,5 ml (0,0045 Mol) Titantetraohlorid sugegeben wurden. Der Bohrinhalt wurde bei der Temperatur τοη flüssigem Stickstoff auegefroren, und 50 g Styrol wurden in das Rohr hineinkondensiert, wonach es geschlossen wurde. Man ließ das Beaktionsgemisoh 7 Tage bei 25° stehen, wonach etwa 42 g homopolymers Polystyrol erhalten und als Yerfahrenprodukt isoliert wurden.A 300 ml glass polymerization tube was fitted with Stiok Rinsed fabric and then charged with 10 ml of anhydrous carbon tetrachloride, after which 1 ml (0.00825 mol) of Diftthylaluminiumbroaid and 0.5 ml (0.0045 mol) of titanium tetrachloride were added. The drilling content was at the Temperature τοη liquid nitrogen frozen out, and 50 g of styrene were condensed into the tube, after which it was closed. The reaction mixture was left for 7 days 25 ° stand, after which about 42 g of homopolymer polystyrene were obtained and isolated as a Yerfahrenproduct.
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substituierten Olefine nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.Illustrate substituted olefins according to the process of the present invention.
Zu 10 Ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff wurden 100 ml η-Hexan und dann 1 al (0,00825 Hol) Diäthylaluminiumbromld und 0r5 ml (0,0045 Mol) Titantetraohlorid zugegeben, lin Anteil von 20 ml dieser klaren roten Flüssigkeit wurde dann tropfenweise unter Rühren bei einer Temperatur von etwa 0° in einen Glaskolben gegeben, der 50 g Yinylisobutylather enthielt. Ss erfolgte eine rasohe exotherme Polymerisation, duroh die in quantitativer Ausbeute ein harzartiger homopolymerer Polyvinylieobutyläther erhalten wurde·To 10 ml of anhydrous carbon tetrachloride were added 100 ml of η-hexane and then 1 al (0.00825 Hol) Diäthylaluminiumbromld and 0 r 5 ml (0.0045 mol) Titantetraohlorid added lin portion of 20 ml of this clear red liquid was then added dropwise with stirring placed at a temperature of about 0 ° in a glass flask containing 50 g of yinyl isobutyl ether. A rapid exothermic polymerization took place, whereby a resinous homopolymeric polyvinyl butyl ether was obtained in quantitative yield.
Ein Polymerisationsgefäß aus Glas mit einem Volumen von 300 ml wurde nach Spülen mit Stickstoff mit 25 ml wasserfreiem η-Hexan und 25 ml wasserfreiem Chloroform besohiekt, wonach getrennt voneinander 1 ml Diäthylaluminiwmbromid und 0,2 ml Titantetraohlorid zugegeben wurden. Han erhielt eine klare weinrote Flüssigkeit, aus der sieh auch naoh längerem Stehen kein festes Material abschied. Sann wurden bei Zimmertemperatur (25°) und Atmosphärendruok 25 g IthylesA glass polymerization vessel with a volume of 300 ml was purging with nitrogen with 25 ml of anhydrous η-hexane and 25 ml of anhydrous chloroform, after which 1 ml of diethylaluminum bromide and 0.2 ml of titanium tetra chloride were added separately. Han received a clear wine-red liquid, from which no solid material separated even after standing for a long time. Sann were at room temperature (25 °) and atmospheric pressure 25 g of Ithyles
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in diesen flüssigen Katalysator geleitet. Nachdem man dieses Reaktionsgemisch etwa 10 Minuten "bei 25° hatte stehen lassen, war eine quantitative Umwandlung des eingebrachten Äthylens zu etwa 25 g festem homopolymerem Polyäthylen erzielt worden.passed into this liquid catalyst. After this reaction mixture for about 10 minutes "at 25 ° had left to stand, there was a quantitative conversion of the ethylene introduced into about 25 g of solid homopolymer Polyethylene.
In einen Polymerisationsreäktor aus Glas von etwa 50 cm Länge wurden 100 ml Pentachloräthan und 100 ml η-Hexan gegeben, wonach getrennt voneinander 0,5 flil Diisobutylaluminiumhydrid und 0,1 ml Titantetrachlorid bei Zimmertemperatur zugegeben wurden. Man erhielt eine klare dunkelrote Flüssigkeit,.aus der sich kein festes Material abschied. Dann wurde bei 25 und Atmospärendruck 15 Minuten lang Äthylen in diesen stabilen flüssigen Katalysator geleitet. Das sich bildende feste Polymere ließ man absitzen und wusch es dann mit n-Hexan, um die rote Färbung zu entfernen, und trocknete es. Han erhielt etwa 10g weisses festes homopolymeres Polyäthylen.In a polymerisation reactor made of glass of approx 50 cm in length were 100 ml of pentachloroethane and 100 ml given η-hexane, after which 0.5 flil separately Diisobutylaluminum hydride and 0.1 ml of titanium tetrachloride were added at room temperature. One received clear dark red liquid, from which no solid material separated. Then it was at 25 and atmospheric pressure Ethylene passed into this stable liquid catalyst for 15 minutes. The forming solid Polymers were allowed to settle and then washed with n-hexane to remove the red color and dried it. Han received about 10g of white solid homopolymer Polyethylene.
Dieses Beispiel soll die Polymerisation einesThis example aims to polymerize a
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fluorhaltigen Polyäthylens nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.fluorine-containing polyethylene by the method of illustrate the present invention.
Zu 0,5 ml Tetrachlorkohlenstoff wurden bei Zimmertemperatur getrennt voneinander 0^.02 ml Diäthylaluminiumbromid und 0,002 ml Titantetraohlorid zugegeben. Die erhaltene rote Flüssigkeit wurde in ein 10 ml-Polymerisationsrohr gegeben. Das Rohr wurde in einem Bad von flüssigem Stickstoff gekühlt. Dann wurden etwa 10g 1,1,3-Trifluorbutadien zugegeben. Das Hohr wurde verschlossen und 30 Minuten bei 25° unter autogenem Druck stehen gelassen. Dann wurde es in ein Bad aus flüssigem Stickstoff übergeführt und der Überdruck wurde an die Atmosphäre abgelassen. Das feste polymere Produkt wurde abfiltriert, mit η-Hexan gewaschen und in einem Vakuumofen bei 80° getrocknet. Man erhielt in quantitativer Umwandlung des verwendeten Monomeren ein weißes, Jaähes Homopolymer es von 1 ,1 ,3-Tr i fluor butadien.To 0.5 ml of carbon tetrachloride were added at room temperature separately from each other 0 ^ .02 ml of diethyl aluminum bromide and 0.002 ml of titanium tetra chloride added. The obtained red liquid was poured into a 10 ml polymerization tube given. The tube was cooled in a bath of liquid nitrogen. Then about 10g 1,1,3-trifluorobutadiene added. The ear was locked and left to stand for 30 minutes at 25 ° under autogenous pressure. Then it was put in a bath of liquid Nitrogen transferred and the positive pressure vented to the atmosphere. The solid polymeric product was filtered off, washed with η-hexane and placed in a vacuum oven dried at 80 °. In quantitative conversion of the monomer used, a white, Yes, homopolymer of 1, 1, 3-trifluorobutadiene.
Nach den in den obigen Beispielen beschriebenen Verfahren können die gleichen Polymerisationen von beispielsweise Äthylen, Propylen und Isobutylen zu Polymeren auch unter Verwendung der übrigen flüssigen Ka-Following the procedures described in the above examples, the same polymerizations can be carried out by, for example Ethylene, propylene and isobutylene to polymers also using the remaining liquid ca-
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talysatoren dee Patente · ... ... (Patentanmeldungcatalysts dee patents ... ... (patent application K 32 329) durchgeführt werden, d. h. Bit den flüssigen Katalysatoren die durch, getrennte Zugabe von Diäthylaluminiumbromid und ierrlohlorid zu Tetrachlorkohlen-Btoff; duroh getrennte Zugabe von Diäthylaluminiumohlorid und Titantetraohlorid zu einem Gemisch von Chloroform und Hezanf oder duroh getrennte Zugabe von Diäthylaluminiumbromid und Titantetraohlorid zu einem Gemisch von 1,2,3-Trlohlorpropan und Hexan; und dergl. erhalten werden, wobei zur Herstellung des stabilen flüssigen Katalysators aufier η-Hexan auch andere Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Isopentan, Gyolohexan, Kerosin, Tetrahydronaphthalin, Decahydronaphthalin, und aromatische Verbindungen, wie Benzol, !Toluol und Xylol verwendet werden können.K 32 329), i.e. H. Bit the liquid catalysts by, separate addition of diethylaluminum bromide and ierrlohlorid to carbon tetrachloride; by separately adding diethyl aluminum bromide and titanium tetra chloride to a mixture of chloroform and Hezanf or by separately adding diethyl aluminum bromide and titanium tetra chloride to a mixture of 1,2,3-trlohloropropane and hexane; and the like are, for the production of the stable liquid catalyst besides η-hexane also other hydrocarbons, such as pentane, isopentane, gyolohexane, kerosene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, and aromatic compounds such as benzene, toluene and xylene can be used can.
Das Polymerisationsverfahren ier vorliegenden Erfindung kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bei einer kontinuierlichen Durchführung wird beispielsweise ithylen kontinmlerlioh in einen flüssigen Katalysator eingeleitet, der beispielsweise aus Diäthylbromid, Titantetrachlorid und Tetrachlorkohlenstoff besteht, während die Suspension von festem Polyäthylen in dem XaBe, in dem sie sich bildet, abgezogen und das Tlüesigkeltsniveau in der Polymerisationezone duroh Zu-The polymerization process of the present invention can be carried out batchwise or continuously. When carried out continuously, for example, ethylene is continuously converted into a liquid Catalyst initiated, which consists for example of diethyl bromide, titanium tetrachloride and carbon tetrachloride, while the suspension of solid polyethylene in the XaBe in which it is formed, deducted and the Tlüesigkelts level in the polymerization zone duroh add
gäbe Von Hexan oder weiter·· Tetrachlorkohlenstoff auf der gewünschten Höhe gehalten wird· Das feste Polymere kann durch Dekantieren oder Filtrieren abgetrennt und die so zurückgewonnene Tetraohlorkohlenetofflöeuag kann in die Polymerisationszone zurUokgeleitet werden, nachdem ihr getrennt voneinander weiteres Diäthylaluminiumbronid und litantetraohlorid zugesetzt wurden oder ohne daß ein solcher weiterer Zusatz erfolgte, wobei «ich die Notwendigkeit der Zugabe von weiterem Bromid oder Metallchlorid aus der Geschwindigkeit ergibt, mit der das Äthylen su festem Polymerem umgewandelt wird. Die Wirksamkeit des hier beschriebenen Verfahrens ist die größtmögliche, da die chlorhaltigen organischen Verbindungen und der Kohlenwasserstoff, falls ein solcher verwendet wird, wiedergewonnen und der Polymerisations zone wieder zugeleitet werden können und da im wesentlichen kein Katalysator durch Einschluß in das polymere Produkt verloren geht.would give up from hexane or further ·· carbon tetrachloride the desired height is maintained · The solid polymer can be separated by decanting or filtering and the so recovered Tetraohlorkohlenetofflöeuag can be fed to the polymerization zone after further diethylaluminumbronide and litantetraohlorid have been added separately from one another or without such a further addition taking place, whereby "I the necessity of the addition of further bromide or Metal chloride results from the rate at which the ethylene is converted to solid polymer. the The effectiveness of the process described here is the greatest possible, since the chlorine-containing organic compounds and the hydrocarbon, if such is used, are recovered and the polymerization zone can be recycled and since essentially no catalyst is lost through inclusion in the polymeric product.
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