DE1420756A1 - Process for the polymerisation or copolymerisation of compounds containing at least one ethylene double bond - Google Patents
Process for the polymerisation or copolymerisation of compounds containing at least one ethylene double bondInfo
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Description
Verfahren, zum Polymerisieren oder Mischpolymerisieren von mindestens eine Äthylendoppelbindung enthaltenden Verbindungen.Process, for polymerizing or interpolymerizing of compounds containing at least one ethylene double bond.
CO OCO O
σοσο
coco
DIE Erfindung betrifft ein Verfahren, zum Polymerisieren
oder Mischpolymerisieren von mindestens eine Äthylendoppeibindung enthaltenden Verbindungen in gegenwart
eines organischen Borderivata der allgemeinen Formel
BRn(E = Alkylradikal) als Katalysator, wobei neue
katalytische Systeme auf der G-rundlage eines organischen
Borderivats verwendet werden, welche besonders aktiv
und fähig sind, die Polymerisatlojj. und /oder Mischpolymerisation
der genannten Verbindungen bei niedrigenThe invention relates to a method for polymerizing or interpolymerizing compounds containing at least one ethylene double bond in the presence
an organic Borderivata of the general formula BRn (E = alkyl radical) as a catalyst, with new
catalytic systems based on an organic boron derivative are used, which are particularly active
and are able to use the Polymerisatlojj. and / or copolymerization of the compounds mentioned at low
!Temperaturen unter atmosphärischem Druck zu bewirken»! To bring about temperatures below atmospheric pressure »
BAD 0RU3INAL
Unterlagen (Art. 791 Abs. 2 Nr. 1 Satt 3 des Änderuneaeee. % 4t 9.1967) BATHROOM 0RU3INAL
Documents (Art. 791 Para. 2 No. 1 and 3 of the amendment. % 4t 9.1967)
Aus den belgischen Patentschriften 560 624, 562 433 und 562 701 ist bekannt, dass man die die Gruppe>C=C<^ enthaltenden Verbindungen bei niedrigen Temperaturen und unter atmosphärischem Druck in Anwesenheit organischer Borverbindungen von der allgemeinen Formel BR^, worin R eine Alkylgruppe darstellt, polymerisieren und/oder mischpolymerisieren kann. Die nach diesen Patentschriften erhaltenen Polymeren und/oder Mischpolymeren besitzen verbesserte mechanische Eigenschaften und einen erhöhten KristallinitätsgradoFrom Belgian patents 560 624, 562 433 and 562,701 it is known that compounds containing the group> C = C <^ can be obtained at low temperatures and under atmospheric pressure in the presence of organic boron compounds of the general formula BR ^, wherein R represents an alkyl group, can polymerize and / or co-polymerize. The ones after these Polymers and / or copolymers obtained from patents have improved mechanical properties and an increased degree of crystallinity
Es wurde nun gefunden, dass man in einem merklichen Ausmass die Aktivität der Katalysatoren auf der Grundlage von Bortrialkyl für die Polymearisation und/oder Mischpolymerisation von eine äthylenische Doppelbindung enthaltenden Verbindungen durch den Zusatz von geeigneten Aktivatoren zu diesen Katalysatoren erhöhen kann»It has now been found that to a noticeable extent the activity of the catalysts is based on of boron trialkyl for the polymerisation and / or mixed polymerisation of an ethylenic double bond containing compounds can increase by adding suitable activators to these catalysts »
Das erfindungsgemäss verbesserte Verfahren zum Pälymerisieren oder Mischpolymerisieren von mindestens eine Äthylendoppelbindung enthaltenden Verbindungen in Gegenwart eines organischen Borderivats der allgemeinen Formel BRt( R = Alkylradikal) als Katalysator ist dadurch gekennzeichnet, dass ungesättigte Verbindungen der allgemeinen FormelThe inventive method for polymerizing improved or copolymerization of compounds containing at least one ethylene double bond in the presence an organic boron derivative of the general formula BRt (R = alkyl radical) as a catalyst is thereby characterized in that unsaturated compounds of the general formula
R2 R4 R 2 R 4
worin'R1, R9, R^, R. Wasserstoff, ein Alkylradikal oder ein Halogen bedeuten, aber mindestens eines γοη wherein'R 1 , R 9 , R ^, R. mean hydrogen, an alkyl radical or a halogen, but at least one γοη
ihnen weder Wasserstoff noch ein Alkylradikal ist, 809806/0594 BAD them is neither hydrogen nor an alkyl radical, 809806/0594 BAD
in Gegenwart von einer geringen Menge eines organischen Radikalkatalysators bei niedrigen Temperaturen polymerisiert worden«in the presence of a small amount of an organic Radical catalyst has been polymerized at low temperatures «
Die Radikalkatalysatoren werden unter den üblichen Radikalkatalysatoren ausgewählt, wie z.B. die organischen Peroxyde oder Azodinitrile. Man verwendet beispielsweise die Peroxyde von Benzoyl, Lauroyl, 2-4-Dichlorbenzoyl oder die Azodinitrile wie das Azodiisobutyronitril. Die Menge an einzusetzendem Radikalkatalysator kann 0,3 bis 3 Gew.^i von der Menge des oder der zu polymerisierenden Monomeren betragen«The radical catalysts are selected from the usual radical catalysts, such as the organic ones Peroxides or azodinitriles. One uses, for example the peroxides of benzoyl, lauroyl, 2-4-dichlorobenzoyl or the azodinitriles such as azodiisobutyronitrile. The amount of free-radical catalyst to be used can be 0.3 to 3 wt polymerizing monomers «
Unter den erfindungsgemäß zu polymerisierenden Vinyl— und Acrylmonomeren sind beispielsweise zu nennen:Among the vinyl to be polymerized according to the invention and acrylic monomers are for example:
Styrol und seine kernsubstituierten Derivate, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, die Vinylester wie Vinylacetat, die Vinyläther, die ^stervon Acrylsäure und von ihren durch Halogene substituierten Derivate^ die il/stefvon Methacrylsäure und von ihren durch Halogene substituierten Derivaten, die Allylhalogenide und -ester, Acrylsäurenitril, Kethacrylsäurenitril, Vinylpyridin,usw„Styrene and its ring-substituted derivatives, vinyl chloride, Vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, the vinyl esters such as vinyl acetate, the vinyl ethers, those of acrylic acid and of their halogens substituted derivatives of methacrylic acid and of their derivatives substituted by halogens, the allyl halides and esters, acrylonitrile, Kethacrylic acid nitrile, vinyl pyridine, etc. "
Di$ Monomeren entsprechender angegebenen allgemeinen !Formel können gleichfalls untereinander nach dem vor-The monomers of the corresponding general given ! Formulas can also be interchanged according to the previous
*? liegenden Verfahren mischpolymerisiert werden und man*? lying processes are copolymerized and one
**s.» erhält auf diese Weise binäre oder terhäre Mischpolyo meren entsprechend den Arbeitsbedingungen»** s. » In this way, it receives binary or tertiary mixed polyols meren according to the working conditions »
cd Die Lenge an einzusetzendem Katalysator schwankt voncd The length of the catalyst to be used varies from
0,1 bis 3 G-ew.yi von der Menge des oder der eingesetzten Ilononieren, BAD 0FHGtNAt.0.1 to 3 G-ew.yi on the amount of the one or those used Ilononians, BAD 0FHGtNAt.
Die Polymerisation kann im Block oder in Gegenwart einer inerten organischen Milieus bewerkstelligt werden. Da die Trialkylderivate des Bors nicht besonders empfindlich gegen die Einwirkung von Wasser sind, kann man gleichfalls die Polymerisation in wässrigem Milieu nach bekannten Polymerisationsverfahren wie er Emulsions- oder Perlenpolymerisation durchführen» Unter den organischen Derivaten des Bors wählt man vorzugsweise Bortriäthyl oder normales Bortributyl aus.The polymerization can be carried out in the block or in the presence of an inert organic medium will. Since the trialkyl derivatives of boron are not particularly Are sensitive to the action of water, you can also use the polymerization in aqueous Environment according to known polymerisation processes like him Carry out emulsion or bead polymerization »Choose from the organic derivatives of boron preferably boron triethyl or normal boron tributyl.
Das gemäss der Erfindung angewendete katalytische System ermöglicht, die Polymerisation und/oder Mischpolymerisation von wenigstens eine Äthylendoppelbindung enthal tenden wie oben erwähnten Verbindungen bei ungewöhnlich niedrigen Temperaturen und mit noch beträchtlichen Ausbeuten durchzuführen. Die gemäss dem Verfahren erhaltenen Iolymeren und/oder Mischpolymeren haben im allgemeinen einen erhöhten Kristallinitätsgrad und verbesserte mechanische Eigenschaften gegenüber den Polymeren und kischpolymeren, wie sie nach den bisher üblichen Verfahren hergestellt werden»The catalytic one used according to the invention System enables polymerization and / or interpolymerization of at least one ethylene double bond contained in the abovementioned compounds unusually low temperatures and with still perform considerable yields. The polymers and / or copolymers obtained by the process generally have an increased degree of crystallinity and improved mechanical properties over the polymers and co-polymers such as them are manufactured according to the previously usual processes »
In der amerikanischen Patentschrift 2 840 551 ist die •Möglichkeit erwähnt, Olefine in Gegenwart eines katalytischen Systems zu polymerisieren, welches aus einer Bor tr ialkyl verbindung und einem Salz eines I\:e tails aer Gruppen IVa, Va und VIII des leriodischen Systems, beispielsweise einem iuetallazid besteht„ Offensichtlich ist dieses bekannte Verfahren von dem erfindungsgefflässen deutlich verschieden»In US Pat. No. 2,840,551 • Mentioned the possibility of polymerizing olefins in the presence of a catalytic system, which consists of a Boron trialkyl compound and a salt of an I \: e tails of groups IVa, Va and VIII of the leriodic system, For example, a metal azide consists “Obviously is this known method from the invention jars clearly different »
- - * Γ γ BAD OBtGINAL- - * Γ γ BAD OBtGINAL
809306/0594809306/0594
Im"Journal of Polymerseience" 1958,Band 28, S,227-29 ist die Aktivierung organischer Borderivate durch Sauerstoff, Wasserstoffperoxyd und Metalloxyde bei der •katalytischen Polymerisation von Vinylmonomeren beschrieben. Hieraus konnte aber nicht geschlossen werden, dass die.Aktivierung von Bortriälkyl durch Radikalkatalysatoren wie die organischen Peroxyde oder Azpkatalysatoren bei der Polymerisation von Vinyl—und Acrylmonomeren begünstigt würde.In "Journal of Polymerseience" 1958, Vol. 28, pp. 227-29 is the activation of organic border derivatives Oxygen, hydrogen peroxide and metal oxides in the • Catalytic polymerization of vinyl monomers described. However, it could not be concluded from this that the activation of Bortriälkyl by radical catalysts like the organic peroxides or azp catalysts in the polymerization of vinyl and acrylic monomers would be favored.
Im ,übrigen, wurden hierzu die folgenden Vergleichs-^, versuche durchgeführt:Incidentally, the following comparative ^, tests carried out:
In:: einen mit Rührer, einer wärme isolierenden Umhüllung und einer Stickstoff-Einleitung versehenen Kolben führte man nach- dem Ausspulen der Luft mittels eines Stickstoffstromes 140Og Vinylchlorid und 100 g Methanol unter Einhalteneiner Temperatur von -4O0G ein« Man setzte dann 3,67 10"^ Molgramm Bortriäthyl und 7,34 10""^ MoI-gramm eines Peroxyds hinzu. Man hielt die Temperatur auf -40°C und bestimmte die Ausbeute an gebildetem Polyvinylchlorid. Die folgende Tabelle gibt die Ausbeute an Polymer und verwendetem Peroxyd an: · ;-:.lIn : a flask provided with a stirrer, a heat-insulating cover and a nitrogen inlet, after purging the air by means of a stream of nitrogen, 140Og vinyl chloride and 100 g methanol were introduced while maintaining a temperature of -4O 0 G. 67 10 "^ moles of boron triethyl and 7.34 10" ^ moles of a peroxide were added. The temperature was kept at -40 ° C. and the yield of polyvinyl chloride formed was determined. The following table gives the yield of polymer and peroxide used : ·; - :. l
g/Stundeffebxldetes polymer
g / hour
BAD OFUGlNM,0.7
BAD OFUGlNM,
Der Versuch Hr. 5 zeigt deutlich, dass das System Bortrialkyl-H202 nicht die Polymerisation «tes Vinylchlorids bei niedriger Temperatur bewirkte, im Gegensatz zu dem beanspruchten katalytischen System der Versuche 1-4-· ■The attempt Mr. 5 clearly shows that the boron trialkyl-H 2 O 2 system did not cause the polymerisation of vinyl chloride at low temperature, in contrast to the claimed catalytic system of experiments 1-4
Die Erfindung wird noch im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele weiter beschrieben, die nur zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung dienen» Sie ist vieler Abwandlungen fähig, welche nicht aus ihrem Bereich herausführen»The invention will be described in more detail by reference further described on the following examples, which serve only for illustration and not for limitation » It is capable of many modifications which do not lead out of its area »
Dieses Beispiel wird zum Vergleich gegebene In einen Glaskolben von 1 1 mit drei Rohreinsätzen, versehen ■ mit Rührwerk, einem thermometrischen Mantel und einer Stickstoffleitung gibt man nach Austreiben der Luft mittels eines Stickstoffstip mes auf eine Temperatur von -250C gehaltene 500 g Vinylchlorid und'50 g normales Hexan. Man setzt 0,75 g normaler Bortributyl hinzu. Man hält die Temperatur auf -25°C und nach zweistündiger Polymerisation erhält man 27 g Polyvinylchlorid. This example is given for comparison In a glass flask of 1 1 with three pipe inserts fitted ■ with a stirrer, a thermometric sheath and a nitrogen line is charged to expel the air by means of a Stickstoffstip mes to a temperature of -25 0 C held 500 g vinyl chloride and 50 g normal hexane. 0.75 g of normal boron tributyl is added. The temperature is kept at -25 ° C. and after two hours of polymerization, 27 g of polyvinyl chloride are obtained.
Man arbeitet wie in Beispiel 1, aber man setzt zum Reaktionsmilieu 1 g des Peroxyds von 2-4-Dichlorbenzoyl hinzu. Fach zweistündiger Polymerisation bei -250C gewinnt man 36 g Polyvinylchlorid.The procedure is as in Example 1, but 1 g of 2-4-dichlorobenzoyl peroxide is added to the reaction medium. Compartment two hours of polymerization at -25 0 C wins to 36 g of polyvinyl chloride.
■ - ■ BAD ORlGlHM-■ - ■ BAD ORlGlHM-
809806/0594809806/0594
Beispiel 3 - . Example 3 -.
Man arbeitet "wie in Beispiel 1, aber man setzt zum Reaktionsmilieia, 1 g Azodiisobutyrqnitril hinzu«» Nach, zweistündiger Polymerisation bei -250C gewinnt man 42 g Polyvinylchlorid."The procedure is as in Example 1, but using the Reaktionsmilieia, 1 g Azodiisobutyrqnitril added""After two hours of polymerization at -25 0 C wins to 42 g of polyvinyl chloride.
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