DE1495188C3 - Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymensaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von BlockmischpolymensatenInfo
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Description
3 4
oberhalb des Schmelzbereichs verhältnismäßig hohen Wesenheit flüssiger Lösungs- oder Suspensionsmittel,
Fließfähigkeit gegenüber der Verarbeitbarkeit von wie aliphatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzinisotaktischem
Polypropylen, Polystyrol und von fraktionen, Heptan, Cyclohexan Isooctan und flüssi-Blockmischpolymerisaten
aus Äthylen und Propylen gem Propylen, durchgeführt werden. Außerdem gleichen Molekulargewichts überraschenderweise we- 5 können bei der Polymerisation die üblichen Regler,
sentlich besser. wie organische Phosphor- und Arsenverbindungen, Als monovinylaromatische Verbindungen kommen sowie Wasserstoff zugesetzt werden. Die Monomeren
für das Verfahren Monomere, wie Styrol, «-Methyl- können in beliebiger Reihenfolge polymerisiert werden,
styrol oder o-, m- und p-Vinyltoluol sowie Chlor- Bei dem Verfahren können die Katalysatorkompostyrole,
in Frage. Styrol wird als vinylaromatische Ver- to nenten dem Polymerisationsgefäß vor oder während
bindung vorgezogen. der Polymerisation zugefügt werden. Die Katalysator-Ais metallorganische Verbindungen der Metalle der komponenten können auch vor dem Zusatz zum PoIy-I.
bis III. Hauptgruppe des periodischen Systems der merisationsgefäß gemischt werden.
Elemente kommen z. B. Naphthalinnatrium, Phenyl- Bei dem Verfahren führt man dem Polymerisationslithium, Diäthylmagnesium und vor allem aluminium- 15 gefäß das jeweils folgende Monomere im allgemeinen organische Verbindungen in Frage. Besonders geeig- erst dann zu, wenn das vorhergehende Monomere zum nete aluminiumorganische Verbindungen sind z. B. überwiegenden Teil verbraucht ist. Dabei kann man Aluminiumtrialkyle, wie Trimethylaluminium, Tri- aber auch anschließend an die Polymerisation von äthylaluminium, Triisobutylaluminium und Tricyclo- vinylaromatischen Verbindungen das folgende Monotiexylaluminium sowie Alkylaluminiumhalogenide, die 20 mere, insbesondere, wenn es sich dabei um Äthylen geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 2 bis handelt, zugeben, wenn noch eine größere Menge der 8 Kohlenstoffatomen aufweisen und Chlor- oder vinylaromatischen Verbindung, z. B. des Styrols, nicht Bromatome enthalten. Ferner sind auch Alkylalu- verbraucht ist, wobei auch mehr als die Hälfte nicht miniumhalogenide, die Cycloalkylreste, Arylreste, verbrauchten Styrols im Reaktionsgemisch vorliegen Aralkylreste oder Alkylreste mit mehr als 8 Kohlen- 25 kann. In diesem Fall erhält man auf Grund der ätoffatomen enthalten, geeignet. Beispiele für geeignete wesentlich größeren Polymerisationsgeschwindigkeit Alkylaluminiumverbindungen, die für sich oder im des Äthylens und Propylens Polymerenblöcke, die sich Gemisch miteinander verwendet werden können, sind praktisch nur aus Äthylen und Propylen aufbauen Diäthylaluminiumchlorid, Äthylaluminiumdichlorid, und nur untergeordnete Mengen an vinylaromatischen Äthylaluminiumsesquichlorid, Isopropylaluminiumdi- 30 Verbindungen einpolymerisiert enthalten. Da bei dem chlorid, Dibutylaluminiumchlorid, Octylaluminium- Verfahren im allgemeinen noch Reste von dem jeweils dichlorid, 2-Äthylhexylaluminiumdichlorid, Dihexyl- vorher polymerisierten Monomeren im Reaktionsaluminiumchlorid, Diäthylaluminiumbromid und gemisch vorliegen, sind die Segmente der neuen Block-Hexylaluminiumdibromid. Als Alkylaluminiumhalo- polymerisate nicht ausschließlich aus nur einem Monogenide werden Äthylaluminiumdichlorid, Diäthylalu- 35 meren aufgebaut, sondern enthalten im allgemeinen miniumchlorid und Äthylaluminiumsesquichlorid oder noch untergeordnete Mengen der anderen Monoderen Gemische bevorzugt. meren und nur die bei Polymerisationsbeginn bei dis-' Als Verbindungen der Übergangsmetalle der IV. bis kontinuierlichem Betrieb gebildeten Segmente der VI. Nebengruppe des periodischen Systems der EIe- Blockpolymerisate sind aus nur einem Monomeren mente kommen z. B. Dihalogenide, Oxyhalogenide 40 aufgebaut.
Elemente kommen z. B. Naphthalinnatrium, Phenyl- Bei dem Verfahren führt man dem Polymerisationslithium, Diäthylmagnesium und vor allem aluminium- 15 gefäß das jeweils folgende Monomere im allgemeinen organische Verbindungen in Frage. Besonders geeig- erst dann zu, wenn das vorhergehende Monomere zum nete aluminiumorganische Verbindungen sind z. B. überwiegenden Teil verbraucht ist. Dabei kann man Aluminiumtrialkyle, wie Trimethylaluminium, Tri- aber auch anschließend an die Polymerisation von äthylaluminium, Triisobutylaluminium und Tricyclo- vinylaromatischen Verbindungen das folgende Monotiexylaluminium sowie Alkylaluminiumhalogenide, die 20 mere, insbesondere, wenn es sich dabei um Äthylen geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 2 bis handelt, zugeben, wenn noch eine größere Menge der 8 Kohlenstoffatomen aufweisen und Chlor- oder vinylaromatischen Verbindung, z. B. des Styrols, nicht Bromatome enthalten. Ferner sind auch Alkylalu- verbraucht ist, wobei auch mehr als die Hälfte nicht miniumhalogenide, die Cycloalkylreste, Arylreste, verbrauchten Styrols im Reaktionsgemisch vorliegen Aralkylreste oder Alkylreste mit mehr als 8 Kohlen- 25 kann. In diesem Fall erhält man auf Grund der ätoffatomen enthalten, geeignet. Beispiele für geeignete wesentlich größeren Polymerisationsgeschwindigkeit Alkylaluminiumverbindungen, die für sich oder im des Äthylens und Propylens Polymerenblöcke, die sich Gemisch miteinander verwendet werden können, sind praktisch nur aus Äthylen und Propylen aufbauen Diäthylaluminiumchlorid, Äthylaluminiumdichlorid, und nur untergeordnete Mengen an vinylaromatischen Äthylaluminiumsesquichlorid, Isopropylaluminiumdi- 30 Verbindungen einpolymerisiert enthalten. Da bei dem chlorid, Dibutylaluminiumchlorid, Octylaluminium- Verfahren im allgemeinen noch Reste von dem jeweils dichlorid, 2-Äthylhexylaluminiumdichlorid, Dihexyl- vorher polymerisierten Monomeren im Reaktionsaluminiumchlorid, Diäthylaluminiumbromid und gemisch vorliegen, sind die Segmente der neuen Block-Hexylaluminiumdibromid. Als Alkylaluminiumhalo- polymerisate nicht ausschließlich aus nur einem Monogenide werden Äthylaluminiumdichlorid, Diäthylalu- 35 meren aufgebaut, sondern enthalten im allgemeinen miniumchlorid und Äthylaluminiumsesquichlorid oder noch untergeordnete Mengen der anderen Monoderen Gemische bevorzugt. meren und nur die bei Polymerisationsbeginn bei dis-' Als Verbindungen der Übergangsmetalle der IV. bis kontinuierlichem Betrieb gebildeten Segmente der VI. Nebengruppe des periodischen Systems der EIe- Blockpolymerisate sind aus nur einem Monomeren mente kommen z. B. Dihalogenide, Oxyhalogenide 40 aufgebaut.
und Chelatkomplexverbindungen, wie Acetylaceto- Die Aufarbeitung des Polymerisationsgemisches
näte, z. B. des Titans, Zirkons, Vanadins und Chroms, kann in üblicher Weise vorgenommen werden. Beiih
Frage. Vorzugsweise verwendet man Halogen- spielsweise kann, wenn in einer Kohlenwasserstoffverbindungen
des Titans, vor allem dessen Chlor- und suspension polymerisiert wurde, der Katalysator durch
Bromverbindungen, die auch in Form von Komplex- 45 Zusatz von Alkoholen, wie Methanol und Äthanol,
verbindungen mit Aluminiumhalogeniden, wie Alu- zerstört und das Polymerisat praktisch vollständig
miniumchlorid und Aluminiumbromid sowie mit Anti- gefällt werden. Auch können die Katalysatorreste bei
mon- und Siliciumhalogeniden vorliegen können. Bei- der Aufarbeitung in üblicher Weise, z. B. durch Zusatz
spiele für besonders geeignete Titanhalogenide sind von anorganischen oder organischen Säuren, wie Chlor-Titantrichlorid
und Komplexverbindungen der Formel 50 wasserstoff, Phosphorsäure, Oxalsäure, Zitronensäure,
3 TiCl3 · AlCl3. Geeignet sind ferner Titantetrachlorid Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Butanol und
und Titantetrabromid. Chelatbildnern, wie Acetylaceton und Diacetyldioxim, In den Polymerisationskatalysatoren soll das molare in Lösung gehalten werden. Eine Abtrennung von
Verhältnis von Aluminium zu Titan im allgemeinen Katalysatorresten kann auch durch Behandeln der
von 10 :1 bis 1: 3, vorzugsweise von 6 : 1 bis 1: 1, be- 55 Polymerisate mit phosphorhaltigen Verbindungen,
trägen. Die Katalysatoren können durch Zusatz von wie Phosphortrichlorid und Phosphorpentachlorid,
Stoffen, die mit ihnen Komplexe bilden, modifiziert vorgenommen werden, indem man z. B. die Suspension
sein. Als Komplexbildner kommen hierfür anorga- des Polymerisats in einem Kohlenwasserstoff und
nische Salze, wie Natriumchlorid, Natriumfluorid, Methanol unter Zusatz von bis zu 100 Gewichtsprozent
Natriumcyanid, Calciumchlorid und Calciumfluorid, 60 Phosphortrichlorid, bezogen auf die Menge an Katalyin
Frage. Geeignete organische Komplexbildner sind sator, ausrührt und dann abfiltriert,
z. B. Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Di- Wenn bei dem Verfahren in Abwesenheit flüssiger oxan und Diäthylenglykoldiäthyläther und Amino- Lösungs- oder Verdünnungsmittel gearbeitet wird, äther, wie 3-Methoxypropylamin. Derartige Komplex- erhält man im allgemeinen so hohe Ausbeuten, daß bildner werden den Katalysatoren, falls gewünscht, in 65 sich eine Abtrennung von Katalysatorresten erübrigt. .Mengen zwischen etwa 5 und 50 Gewichtsprozent, be- Den Formmassen können die für Polyolefine Qbzogen auf die Merige an Katalysatoren, zugesetzt. liehen Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, z. B. Silikate, SteafWDas neue Verfaihren kann in Gegenwart oder Ab- . rate, Graphit und Ruß sowie Stabilisatoren und Färb-
z. B. Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Di- Wenn bei dem Verfahren in Abwesenheit flüssiger oxan und Diäthylenglykoldiäthyläther und Amino- Lösungs- oder Verdünnungsmittel gearbeitet wird, äther, wie 3-Methoxypropylamin. Derartige Komplex- erhält man im allgemeinen so hohe Ausbeuten, daß bildner werden den Katalysatoren, falls gewünscht, in 65 sich eine Abtrennung von Katalysatorresten erübrigt. .Mengen zwischen etwa 5 und 50 Gewichtsprozent, be- Den Formmassen können die für Polyolefine Qbzogen auf die Merige an Katalysatoren, zugesetzt. liehen Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, z. B. Silikate, SteafWDas neue Verfaihren kann in Gegenwart oder Ab- . rate, Graphit und Ruß sowie Stabilisatoren und Färb-
pigmente zugesetzt werden. Die nach dem Verfahren hergestellten Formmassen, die anschließend an die
Aufarbeitung in üblicher Weise granuliert werden können, eignen sich zur Herstellung von geformten
Gebilden, wie Haushaltsartikeln, Zahnrädern, Filmen, Fasern und Überzügen. Daraus hergestellte geformte
Gebilde weisen auch bei niedrigen Temperaturen eine ausgezeichnete Kerbschlagzähigkeit auf.
Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Die darin angegebenen Volumenteile
verhalten sich zu ihnen wie das Liter zum Kilogramm. Die darin angegebenen Intrinsic-Viskositäten
wurden bei 135°C in Dekahydronaphthalin bestimmt.
In einem mit einem Rührwerk ausgestatteten Druckgefäß eines freien Volumens von 10 000 Volumteilen
legt man ein Gemisch aus 4000 Volumteilen Leichtbenzin der Siedegrenze 70 bis 120°C, 2,5 Teilen einer
Komplexverbindung der allgemeinen Formel
3 TiCl3 · AlCl3
und 6 Teilen Diäthylaluminiumchlorid vor. Man spült mit Propylen unter atmosphärischem Druck,
preßt 1 atü Wasserstoff auf und polymerisiert 14 Stunden bei 70°C unter Rühren in folgender Reihenfolge:
Aufpressen von Propylen auf 10 atü, Druckabfall durch Verbrauch des Propylens bei der Polymerisation
auf 2 atü in 3 Stunden; Aufpressen von Äthylen auf 8 atü, Druckabfall durch Verbrauch des Äthylens bei
der Polymerisation auf 2 atü in 20 Minuten; Zugabe von 150 Volumteilen Styrol und lstündige Polymerisation;
Aufpressen von Propylen auf 10 atü, Druckabfall durch Polymerisation des Propylens auf 2 atü
in 3 Stunden; Aufpressen von Äthylen auf 8 atü, Druckabfall durch Polymerisation des Äthylens auf
2 atü in 30 Minuten; Zugabe von 150 Volumteilen Styrol und lstündige Polymerisation; danach 5stündige
ίο Polymerisation von Propylen bei 10 atü.
Man arbeitet dann in üblicher Weise auf und erhält 2200 Teile eines Blockmischpolymerisats der Grenzviskosität
(η) — 3,5 dl/g, das einen in siedendem Heptan unlöslichen Anteil von 91 Gewichtsprozent aufweist.
Das Blockmischpolymerisat enthält 0,5 Gewichtsprozent Styrol und 3,5 Gewichtsprozent Äthylen
neben Propylen einpolymerisiert. Sein penetrometrisch gemessener Schmelzpunkt liegt bei 1620C, sein Torsionsmodul
bei 20° C beträgt 6,5 · 109 dyn/cm2. Der
Torsionsmodul des isotaktischen Polypropylens bei 20°C beträgt 7,1 · 109 dyn/cm2.
Aus dem Blockmischpolymerisat werden nach Zusatz eines üblichen Stabilisators Prüfkörper hergestellt
und die Schlagzähigkeit nach DIN 53 453 bei verschiedenen Temperaturen gemessen.
Zum Vergleich wird die Schlagzähigkeit von isotaktischem Polypropylen unter denselben Bedingungen
bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:
-60 | -50 | -40 | temperatur -30 |
0C -20 |
— 10 | 0 | |
Blockmischpolymerisat, kg/cm2 | 20,7 10,5 |
24,2 11,7 |
32,0 12,5 |
41,0 14,4 |
52,7 16,0 |
101,9 32,8 |
kein Bruch 65,2 |
isotaktisches Polypropylen, kg cm2 |
B e i sp i el 2
In einem Druckgefäß von 10 000 Volumteilen freiem Volumen, das mit einem Rührwerk ausgestattet
ist, legt man ein Gemisch aus 1200 Teilen feinpulverigem isotaktischem Polypropylen der Grenzviskosität
(η) = 3,3 dl/g, 8 Teilen Diäthylaluminiumchlorid, 5 Teilen einer Komplexverbindung der allgemeinen
Formel 3 TiCl3 · AlCl3 und 1,5 Teilen pulverförmigem
Triphenylbutylphosphoniumbromid vor. Nach dem Spülen mit Propylen preßt man 1 atü
Wasserstoff auf. Dann polymerisiert man unter Rühren nacheinander jeweils bei 70° C 3 Stunden lang Propylen
unter 10 atü, am Ende auf 5 atü abfallend, 15 Minuten Äthylen unter 10 atü, 3 Stunden lang Propylen
unter 10 atü, am Ende auf 5 atü abfallend, und nach Zugabe einer Lösung von 7 Volumteilen Triäthylaluminium
in 63 Volumteilen Leichtbenzin 7 Stunden lang Styrol, wovon insgesamt 700 Volumteile.· zu?·
gesetzt werden. Abschließend werden noch 10 atü Äthylen aufgepreßt und 15 Minuten lang polymerisiert.
Nach der üblichen Aufarbeitung erhält man ein Gemisch aus dem vorgelegten isotaktischen Polypropylen
und 2500 Teilen eines Blockmischpolymerisats. Das Polymerengemisch enthält 6,5 Gewichtsprozent Styrol
und 6 Gewichtsprozent Äthylen einpolymerisiert, hat die Grenzviskosität (η) = 3 und weist einen in siedendem
Heptan unlöslichen Anteil von 89,5 Gewichtsprozent auf. Sein penetrometrisch gemessener Schmelzpunkt
beträgt 163,50C, sein Torsionsmodul bei 20°C
6,8 · 109 dyn/cm2.
Die nach den Angaben im Beispiel 1 gemessene Schlagzähigkeit des Gemisches bei verschiedenen Temperaturen
ist in der folgenden Tabelle 2 angegeben:
Tabelle 2 | Schlagzähigkeit, kg/cm/cm2 | — 60 | -50 | -40 | Temper -30 |
atur 0C -20 |
-10 | 0 | + 10 |
12,8 | 16,4 | 16,8 | 26,0 | 32,0 | 40,0 | 56,8 | nicht ge brochen |
In einem mit Rührwerk ausgestatteten Druckgefäß, das ein freies Volumen von 10 000 Volumteilen hat,
gibt man zu 1000 Volumteilen pulverförmigem Polypropylen der Grenzviskosität (η) = 8,6 dl/g, das einen
in siedendem Heptan unlöslichen Anteil von 92 Gewichtsprozent hat, unter Rühren 8 Teile Diäthylaluminiumchlorid
und ein Gemisch aus 5 Teilen einer Komplexverbindung der allgemeinen Formel
3 TiCl3 · AlCl3
und 2 Teilen Triphenylphosphinoxyd. Man polymerisiert 3 Stunden lang unter einem Druck von 10 bis
15 atü Propylen und nach Spülung mit Äthylen 1I2 Stunde lang unter einem Druck von 5 atü Äthylen.
Man entspannt wieder, spült mit Propylen und polymerisiert nochmals hintereinander unter denselben
Bedingungen Propylen und Äthylen. Anschließend fügt man ein Gemisch aus 700 Volumteilen Styrol und
eine Lösung von 7 Volumteilen Triäthylaluminium in 63 Volumteilen Leichtbenzin zu und polymerisiert
5 Stunden. Zum Abschluß polymerisiert man nochmals 15 Minuten unter einem Druck von 5 atü Äthylen. Die
Temperatur des Reaktionsgemisches beträgt jeweils 70°C. Man arbeitet dann wie üblich auf und erhält
zusätzlich zu dem vorgelegten isotaktischen Polypropylen 3000 Teile eines Blockmischpolymerisats,
das 5 Gewichtsprozent Styrol und 12,5 Gewichtsprozent Äthylen einpolymerisiert enthält. Das Gemisch
hat die Grenzviskosität (η) = 8,9 dl/g und einen in siedendem Heptan unlöslichen Anteil von' 87,2 Gewichtsprozent.
Das auf die vorstehende Weise erhaltene Gemisch wird in üblicher Weise granuliert, worauf an ihm gemessen
werden: Die Kerbschlagzähigkeit (nach DIN 35 453; +100C) sowie der Torsionsmodul (nach DIN
53 445; +200C); die Werte sind 15,0 kg · cm/cm2
bzw. 6,4 · 109 dyn/cm2. Arbeitet man wie im Beispiel 3, jedoch mit der Ausnahme, daß die Polymerisation ohne
Verwendung von Styrol durchgeführt wird und stellt aus dem so erhaltenen Gemisch wie vorstehend beschrieben
ein Granulat her, an dem ebenfalls gemessen
werden die Kerbschlagfestigkeit (nach DIN 35 453; +100C) sowie der Torsionsmodul (nach DIN 53 445;
+2O0C) so erhält man Werte von 15,0 kg · cm/cm2
bzw. 4,2 · 109 dyn/cm2.
Die Kerbschlagzähigkeit des auf eine Grenzviskosität
von (η) = 3,2 dl/g abgebauten Gemisches aus Beispiel 3 beträgt bei 0°C 2,6 kg/cm/cm2, bei +100C
13,6 kg/cm/cm2. Isotaktisches Polypropylen, das gleichfalls die Grenzviskosität (ή) ■— 3,2 aufweist, hat bei
00C die Kerbschlagzähigkeit 2,2 kg · cm/cm2, bei
+1000C eine Kerbschlagzähigkeit von etwa 3 kg · cm/
cm2
In einem Druckgefäß, das ein freies Volumen von 10 000 Volumteilen aufweist, legt man eine Suspension
von 5 Teilen einer Komplexverbindung der allgemeinen Formel 3TiCl3-AlCl3 und 12 Teilen Diäthylaluminiumchlorid
in 4000 Volumteilen Leichtbenzin der Siedegrenze 70 bis 1200C vor. Man spült
mit Propylen, preßt 0,75 atü Wasserstoff auf und polymerisiert nacheinander bei 700C wie folgt:
Aufpressen von 10 atü Propylen und polymerisieren bis der Druck auf 2 atü abgefallen ist (60 Minuten);
8 atü Äthylen aufpressen und polymerisieren bis der Druck auf 2 atü abgefallen ist (20 Minuten); Zusatz
eines Gemisches von 150 Volumteilen Styrol, 9 Volumteilen Leichtbenzin und 1 Volumteil Triäthylaluminium
und 1 Stunde polymerisieren; aufpressen von 10 atü Propylen und polymerisieren bis der Druck auf
2 atü abgefallen ist (3 Stunden) und anschließend wie zuvor aufeinanderfolgend Aufpressen und Polymerisieren
von Äthylen, Styrol, Propylen, Äthylen, Styrol und zuletzt Propylen. Man arbeitet wie üblich auf und
erhält 2400 Teile eines Blockpolymerisats der Grenzviskosität (77) = 3,8, das einen in siedendem Heptan
unlöslichen Anteil von 89,3 Gewichtsprozent aufweist. Es enthält 1,6 Gewichtsprozent Styrol und 3,5 Gewichtsprozent
Äthylen neben Propylen einpolymerisiert. Sein penetrometrisch gemessener Schmelzpunkt
beträgt 163°C, sein Torsionsmodul bei 200C 6,4·
109 dyn/cm2. Seine Schlagzähigkeit für verschiedene Temperaturen ist in der folgenden Tabelle 3 angegeben:
-40 | -30 | Temperatur -20 |
0C — 10 |
0 | |
Schlagzähigkeit in kg cm/cm2 | 23,2 | 28,4 | 35,6 | 47 | nicht gebrochen |
In einem Druckgefäß, das ein freies Volumen von 10 000 Volumteilen hat, legt man eine Suspension von
2,5 Teilen einer Komplexverbindung der allgemeinen Formel 3 TiCl3 · AlCl3 und 7 Teilen Diäthylaluminiumchlorid
in 4000 Volumteilen Leichtbenzin der Siedegrenze 70 bis 1200C vor. Man spült mit Propylen und
preßt 1 atü Wasserstoff auf. Dann polymerisiert man nacheinander wie folgt bei 700C unter Rühren: Aufpressen
von Propylen auf 10 atü, polymerisieren bis der Druck auf 2 atü abgefallen ist (3,5 Stunden); aufpressen
von Äthylen auf 8 atü und polymerisieren bis der Druck auf 2 atü abgefallen ist (30 Minuten); Zugabe
eines Gemisches von 150 Volumteilen Styrol, 9 Volumteilen Leichtbenzin und 1 Volumteil Triäthylaluminium
und 1 Stunde polymerisieren. Anschließend wird noch zweimal in derselben Weise Propylen,
Äthylen und Styrol polymerisiert. Man arbeitet dann in üblicher Weise auf und erhält 3300 Teile eines Blockpolymerisats
der Grenzviskosität (rf) = 3,1, das einen in siedendem Heptan unlöslichen Anteil von 90 % aufweist.
Es enthält neben Propylen jeweils etwa 1 °/0 Styrol und Äthylen einpolymerisiert. Sein penetrometrisch
gemessener Schmelzpunkt beträgt 163,5°C, sein Torsionsmodul bei 20°C 7,0 · 109 dyn/cm2. In der
folgenden Tabelle 4 ist die Schlagzähigkeit des Blockmischpolymerisats für verschiedene Temperaturen angegeben
:
309 508/495
10
— 60 I -50
-40
Temperatur 0C -30 I -20
-10
Schlagzähigkeit in kg cm/cm2
11,2
14,4
14,8
25,2
45,6
nicht gebrochen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymerisaten durch abwechselnd aufeinanderfolgende Polymerisation von \-olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen zwischen 0 und 1500C und Drücken zwischen atmosphärischem Druck" und 100 Atmosphären unter Verwendung von Katalysatoren aus Gemischen metallorganischer Verbindungen der Metalle der 1. bis III. Hauptgruppe und Verbindungen der Übergangsmetalle der IV. bis Vl. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente sowie gegebenenfalls von Stoffen, die mit Katalysatoren Komplexe bilden und/oder von üblichen Reglern, dadurch gekennzeichnet, daß man gegebenenfalls unter Vorlage von Polypropylen abwechselnd überwiegende Mengen Propylen, überwiegende Mengen Äthylen und überwiegende Mengen vinylaromatische Verbindungen in solchen Verhältnissen polymerisiert, daß die Blockpolymerisate neben Propylen 0,4 bis 20 Gewichtsprozent Äthylen und 0,4 bis 10 Gewichtsprozent vinylaromatische Verbindungen einpolymerisiert enthalten.Es ist bekannt, daß man Homo- und Mischpolymerisate von Monoolefinen, wie Äthylen und Propylen, durch Polymerisation der Monomeren unter Verwendung von sogenannten Ziegler-Katalysatoren, d. h. von Katalysatoren aus Gemischen von metallorganischen Verbindungen der Metalle der I. bis III. Hauptgruppe und Verbindungen der Metalle der IV. bis VI. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente, herstellen kann. Bekanntlich kann man auch vinylaromatische Verbindungen, ■ wie Styrol, unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren polymerisieren, wobei man kristalline Polymerisate mit isotaktischcr Struktur erhält. Auch bei der Homopolymerisation des Propylens unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren werden kristalline Polymerisate mit isotaktischer Struktur erhalten. Dagegen erhält man kautschukelastische Polymerisate, wenn man Gemische aus etwa gleichen Teilen Propylen und Äthylen unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren polymerisiert. Die Polymerisation der Monomeren der genannten Art kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln, wie gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, durchgeführt werden. Als Katalysatoren haben sich solche aus aluminiumorganischen Verbindungen und Halogenverbindungen des Titans, insbesondere Chlorverbindungen des Titans, besonders bewährt. Bei der Polymerisation arbeitet man im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 0 und 1500C und Drücken zwischen Atmosphärendruck und 100 Atmosphären.Die Schlagfestigkeit des isotaktischen Polypropylens läßt jedoch bei Temperaturen unterhalb 00C sehr zu wünschen übrig. Zur Behebung dieses Nachteils hat man dem Polypropylen schon untergeordnete Mengen kautschukelastischer Polymerisate, z. B. Polyisobutylen, Butylkautschuk, 1,4-cis-Polybutadien, und Mischpolymerisate aus etwa gleichen Teilen Äthylen und Propylen zugesetzt. Außerdem wurde auch versucht, die Kerbschlagfestigkeit des Polypropylens durch Zusatz von Weichmachern, wie Carbonsäureestern und besonderen Kohlenwasserstoff-Ölen, zu verbessern. Diesen bekannten Verfahren zur Verbesserung der Schlagfestigkeit von Polypropylen haftet jedoch besonders der Nachteil an, daß bei der Herstellung der Formmassen ein besonderer technisch aufwendiger Mischvorgang erforderlich ist. Soweit niedermolekulare Weichmacher zugesetzt werden, kommt hierzuίο noch der Nachteil des Ausblühens. Beim Zusatz von äthylenisch ungesättigten Polymerisaten kann eine verminderte Alterungsbeständigkeit beobachtet werden. Außerdem weisen derartige Formmassen eine im Vergleich zu isotaktischem Polypropylen verminderte Standfestigkeit und Härte auf.Weiterhin ist es bekannt, daß man aus Propylen und Äthylen durch abwechselnd aufeinanderfolgende Polymerisation (Periodenmischpolymerisation) unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren Blockmischpolymerisate herstellen kann, die bei Temperaturen unterhalb 00C eine verbesserte Schlagfestigkeit aufweisen. Diese Mischpolymerisate, in denen im allgemeinen neben längeren Polymerenketten, die sich aus Propyleneinheiten aufbauen, kürzere Polymerenketten, diesich aus Äthyleneinheiten aufbauen, enthalten sind, weisen jedoch im Vergleich zu isotaktischem Polypropylen eine verminderte Standfestigkeit und Härte auf.
Schließlich ist es bekannt, daß man unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren durch abwechselnd aufeinanderfolgende Polymerisation von Propylen und Styrol Blockmischpolymerisate herstellen kann. Diese Blockmischpolymerisate weisen jedoch eine im Vergleich zu isotaktischem Polypropylen schlechtere Schlagfestigkeit auf.Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymerisaten durch abwechselnd aufeinanderfolgende Polymerisation von .x-olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen zwischen 0 und 1500C und Drücken zwischen atmosphärischem Druck und 100 Atmosphären unter Verwendung von Katalysatoren aus Gemischen metallorganischer Verbindungen der Metalle der 1. bis III. Hauptgruppe und Verbindungen der Übergangsmetalle der IV. bis VI. Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente, sowie gegebenenfalls von Stoffen, die mit Katalysatoren Komplexe bilden und/oder von üblichen Reglern. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man, gegebenenfalls unter Vorlage von Polypropylen, abwechselnd überwiegende Mengen Propylen, überwiegende Mengen Äthylen und überwiegende Mengen vinylaromatische Verbindungen in solchen Verhältnissen polymerisiert, daß die Blockpolymerisateneben Propylen 0,4 bis 20 Gewichtsprozent Äthylen und 0,4 bis 10 Gewichtsprozent vinylaromatische Verbindungen einpolymerisiert enthalten.Von besonderem Interesse sind solche Polymerisate, die neben Propylen 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Äthylen und 0,5 bis 10 Gewichtsprozent monovinylaromatische Verbindungen einpolymerisiert enthalten. Der Schmelzbereich und die Standfestigkeit der neuen Polymerisate entspricht etwa dem Schmelzbereich und der Standfestigkeit von isotaktischem Polypropylen. Ihre Schlagfestigkeit ist jedoch besonders bei Temperaturen unterhalb 00C wesentlich besser als die Schlagfestigkeit des isotaktischen Polypropylens. Außerdem ist die Verarbeitbarkeit der neuen Polymerisate auf Grund ihrer
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB0078066 | 1964-08-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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