DE1495324A1 - Process for the preparation of multicycloalkane-containing vulcanizable copolymers - Google Patents
Process for the preparation of multicycloalkane-containing vulcanizable copolymersInfo
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- DE1495324A1 DE1495324A1 DE19631495324 DE1495324A DE1495324A1 DE 1495324 A1 DE1495324 A1 DE 1495324A1 DE 19631495324 DE19631495324 DE 19631495324 DE 1495324 A DE1495324 A DE 1495324A DE 1495324 A1 DE1495324 A1 DE 1495324A1
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
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Description
Verfahren zur Herstellung von MultioycloalkeneProcess for the preparation of multioycloalkenes enthaltenden vulkanisierbaren Copolymerencontaining vulcanizable copolymers
Durch Polymerisation von Äthylen, (/-Olefinen und mehrfach ungesättigten Verbindungen, z.B. Diolefinen in Gegenwart von metallorganischen Mischkatalysatoren erhält man bekanntlich Terpolymere, die mit Schwefel vulkanisierbar sind. Als Diolefin kann man beispielsweise Dicyclopentadien oder andere Verbindungen mit unterschiedlich reaktiven Doppelbindungen verwenden, insbesondere Diolefine mit nicht konjugierten Doppelbindungen. Wesentlich ist, daß eine Doppelbindung sehr reaktionsfähig ist und über diese C = C-Oruppierung mit dem Äthylen und dem of-Olefin oopolymerisiert, während die zweite Doppelbindung reaktionsträger ist und für nachfolgende Schwefelvulkanisation erhalten bleibt. Bei den bisher bekannten mehrfach ungesättigten Verbindungen, z.B. beim Dicyclopentadien, ist die Gefahr der Vernetzung vorhanden, besonders dann, wenn durch höheres Angebot des Diolefins ein großer Doppelbindungsgehalt und damit eine raschere Vulkanisation erreicht werden soll.By polymerizing ethylene, (/ -olefins and polyunsaturated compounds, e.g. diolefins in the presence of organometallic mixed catalysts, terpolymers are known to be obtained, which can be vulcanized with sulfur. The diolefin used can be, for example, dicyclopentadiene or other compounds with double bonds of different reactivity, in particular diolefins with non-conjugated double bonds. What is essential is that one double bond is very reactive and coopolymerizes with the ethylene and the o-olefin via this C = C grouping, while the second double bond is less reactive and is retained for subsequent sulfur vulcanization. In the case of the previously known polyunsaturated compounds, e.g. in the Dicyclopentadiene, there is a risk of crosslinking, especially when a large amount of diolefin is available Double bond content and thus faster vulcanization is to be achieved.
Es wurde nun gefunden, daß man leicht vulkanisierbare elastomere Copolymerisate aus Äthylen, o( -Olefinen und mehrfach ungesättigten Verbindungen in den verflüssigten Monomeren oder in inerten Lösungs· mitteln in Gegenwart von metallorganischen Mischkatalysatoren, einerseits aus Verbindungen der I. bis III. Hauptgruppe des Periodensystems, die mindestens ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe an das Metallatom gebunden enthalten, und andererseits aus Verbindungen der Metalle der IV. bis VI. Nebengruppe des Perlodensystems, vorteilhaft herstellen kann, wenn als mehrfach ungesättigte Verbindungen Multicycloalkene mit 2 bis 6 Cyclen, deren Ringgliederzahl 3 bis 12 C-Atome beträgt und deren Ringeinheiten monocyclisch sind, verwendet werden, und das Molverhältnis von Äthylen, ϋζ-Olefin und Multieyoloalken 1 bis 10 zu 1 bis 10 zu 0,01 bis 1, vorzugsweise 1 bis 5 zu 1 Ws 5 zu 0,01 bis 0,05, beträgt·It has now been found that easily vulcanizable elastomeric copolymers of ethylene, o ( -olefins and polyunsaturated compounds in the liquefied monomers or in inert solvents in the presence of organometallic mixed catalysts, on the one hand from compounds of main groups I to III of the periodic table , which contain at least one hydrogen atom or an alkyl group bonded to the metal atom, and on the other hand can advantageously produce from compounds of the metals of the IV. to VI. subgroup of the perlode system, if the polyunsaturated compounds are multicycloalkenes with 2 to 6 rings, the number of ring members 3 to 12 carbon atoms and whose ring units are monocyclic, are used, and the molar ratio of ethylene, ϋζ -olefin and multieyoloalkene 1 to 10 to 1 to 10 to 0.01 to 1, preferably 1 to 5 to 1, 5 to 0, 01 to 0.05, is
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Geeignete Multicycloalkene, für deren Herstellung kein Schutz beansprucht wird, sind z.B. Di-, Tri- und Tetracyclopropenyl, Di-, Tri-, Tetra-cyclopentenyl und ihre Doppelbindungsisomeren mit isolierten Doppelbindungen, ferner Di-, Tri- und Tetracyclohexenyle, Di-, Tri- und Tetracyclooctenyle und Multicycloalkene mit Cycloalkenen unterschiedlicher Ringgröße.Suitable multicycloalkenes for the production of which no protection is claimed are e.g. di-, tri- and tetracyclopropenyl, Di-, tri-, tetra-cyclopentenyl and their double bond isomers with isolated double bonds, also di-, tri- and tetracyclohexenyls, di-, tri- and tetracyclooctenyls and multicycloalkenes with cycloalkenes different ring size.
Derartige Verbindungen lassen sich z. B. wie folgt herstellen: Durch Addition von Chlorwasserstoff an Cyclopentadien entsteht in hoher Ausbeute 3-Chlor-cyclopenten-(l). Daraus kann durch enthalogenierende Dimerisierung, z.B. mit Magnesium, leicht Dicyclopenten-(2)-yl hergestellt werden. Durch Addition von 3-Chlor-cyclopenten-(l) an Cyclopentadien entsteht entsprechend Chlor-dicyclopentenyl, !woraus mit Magnesium Tetracyclopentenyl gewonnen werden kann. Durch Umsetzung von 3-Chlor-' -cyclopenten-U) mit Chlor-dicyclopentenyl kann Tr|cyclopentenyl erhalten werden. Analog lassen sich Multicycloalkene z. B. mit Cyclohexenyl und Cyclooctenyl herstellen. So entsteht z. B. aus 3-Chlor-cyclopenten-(l) mit Cyclooctadien-(1,3) in guter Ausbeute das l-Cyclopenten-(2')-yl-4- -chlor-cycloocten-(2) und das entsprechende 1,2-Additionsprodukt mit;: allylständigem Chlor. Durch enthalogenierende Dimerisierung, z. B. mit Eisen, kann daraus das Bis-cyclopenten-(2')-yl-dicycloocten-(2)-yl (I) gewonnen werden. Analog erhält man Π. , ·Such compounds can be z. B. produce as follows: Through Addition of hydrogen chloride to cyclopentadiene results in high yields of 3-chloro-cyclopentene- (l). This can be done by dehalogenating Dimerization, e.g. with magnesium, easily produced dicyclopenten- (2) -yl will. The addition of 3-chloro-cyclopentene- (1) to cyclopentadiene results in correspondingly chloro-dicyclopentenyl, from which with magnesium Tetracyclopentenyl can be obtained. By converting 3-chloro ' -cyclopenten-U) with chlorodicyclopentenyl can obtain tr | cyclopentenyl will. Similarly, multicycloalkenes z. B. produce with cyclohexenyl and cyclooctenyl. So z. B. from 3-chloro-cyclopentene- (l) with cyclooctadiene- (1,3) the l-cyclopenten- (2 ') - yl-4- -chlor-cycloocten- (2) and the corresponding 1,2-addition product with ;: allylic chlorine. By dehalogenating dimerization, e.g. B. with iron, the bis-cyclopenten- (2 ') - yl-dicycloocten- (2) -yl (I) be won. Analogously one obtains Π. , ·
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VIVI
Geeignete a-Olefine sind z. B. Propylen, a-Butylen, a-Penten, a-Hexen und a-Hepten. Die für die Copolymerisation verwendeten Monomeren, Äthylen, a-Olefin und Polycycloalken, werden in einem Molverhältnis ' 1 bis 10 zu 1 bis 10 zu 0,01 bis 1, vorzugsweise 1 bis 5 zu 1 bis 5 zu 0,01 bis 0,05, eingesetzt.Suitable α-olefins are, for. B. propylene, α-butylene, α-pentene, α-hexene and a-heptene. The monomers used for the copolymerization, Ethylene, a-olefin and polycycloalkene, are in a molar ratio ' 1 to 10 to 1 to 10 to 0.01 to 1, preferably 1 to 5 to 1 to 5 from 0.01 to 0.05.
Die Polymerisation erfolgt mit Hilfe von metallorganischen Misch-katalysatoren aus Verbindungen der Metalle der I. bis ΙΠ. Hauptgruppe des Periodensystems, die mindestens ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe an das Metallatom gebunden enthalten, und Verbindungen der Metalle der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodensysteme, vor* 'The polymerization takes place with the help of organometallic mixed catalysts made from compounds of the metals from I. to ΙΠ. Main group of the periodic table containing at least one hydrogen atom or an alkyl group bonded to the metal atom, and compounds of metals from IV. to VI. Subgroup of the periodic table, before * '
zugsweise des Vanadiums.preferably of vanadium.
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Als Verbindungen der I. bis ΠΙ. Hauptgruppe des Periodensystems, -die mindestens ein H-At om enthalten, eignen sich Amylnatrium, Butyllithium, Diäthylzink, insbesondere aber Aluminium-Verbindungen, wie Trialkyl-aluminium, Triaryl- und Triaralkyl-aluminium-Verbindungen, wie Trimethyl-aluminium, Triäthyl-aluminium, Triisobutyl-aluminium, : Triphenyl-aluminium, Tri-(äthylphenyl)-aluminium, sowie Gemische derselben, ferner auch Dialkylaluminiummonohalogenide, wie z. B. Diäthyl- -aluminium-monochlorid und die Monoalkyl-aluminium-dihalogenide, wie z. B. Monoäthyl-aluminium-dichlorid, Monoäthyl-aluminium-dibrömid. Mit besonderem Vorteil verwendbar sind auch die als Alkyl-aluminium- -sesquichlorid bezeichneten Gemische aus äquimolekularen Mengen Dialkyl-aluminium-monochloriden und Alkyl-aluminium-dichloriden, wie z. B. das Äthyl-aluminium-sesquichlorid. Außerdem sind auch Dialkyl- -aluminium-hydride, wie z. B. Diäthyl-aluminium-monohydrid, Diisobutyl-aluminiurn-monohydrid usw., geeignet.As compounds of I. to ΠΙ. Main group of the periodic table, which contain at least one H atom, amyl sodium, butyllithium, diethyl zinc, but especially aluminum compounds, such as Trialkyl aluminum, triaryl and triaralkyl aluminum compounds, such as trimethyl aluminum, triethyl aluminum, triisobutyl aluminum,: Triphenyl aluminum, tri- (ethylphenyl) aluminum, and mixtures thereof, and also dialkyl aluminum monohalides, such as. B. Diethyl -aluminium monochloride and the monoalkyl aluminum dihalides, such as B. monoethyl aluminum dichloride, monoethyl aluminum dibrömid. Can also be used with particular advantage as alkyl-aluminum -sesquichlorid designated mixtures of equimolecular amounts of dialkyl aluminum monochlorides and alkyl aluminum dichlorides, such as z. B. ethyl aluminum sesquichloride. In addition, dialkyl aluminum hydrides, such as B. diethyl aluminum monohydride, diisobutyl aluminum monohydride, etc. are suitable.
Geeignete Verbindungen von Metallen der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodensystems sind Titantetrachlorid und Chlor-titansäureester, wie z. B. Dichlortitansäurediäthyiester/Ti(OC2H5 J2Cl^, insbesondere aber auch Vanadiumverbindungen, wie z. B. Vanadintrichlorid, Vanadintetrachlorid, Vanadinoxytrichlorid, Vanadinester, wie z. B. Vanadin- -triacetat /V(C2H3O)J und Vanadin-triacetylacetonat /V(C5H7O2)^.Suitable compounds of metals from IV. To VI. Subgroups of the periodic table are titanium tetrachloride and chloro-titanic acid esters, such as. B. dichlorotitanic acid diethyiester / Ti (OC 2 H 5 J 2 Cl ^, but in particular also vanadium compounds such as vanadium trichloride, vanadium tetrachloride, vanadium oxytrichloride, vanadium esters such as vanadium triacetate / V (C 2 H 3 O ) J and vanadium triacetylacetonate / V (C 5 H 7 O 2 ) ^.
Die Copolymerisation kann in den verflüssigten Monomeren, gegebenenfalls unter Druck erfolgen, vorteilhaft arbeitet man in Gegenwart inerter Verdünnungsmittel, z.B. in unter den Polymerisationsbedingungen flüssigen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen wie Butan, Pentan, Hexan, Cyclohexane Isopropylcyclohexan, Benzinfraktionen wie Petroläther, Benzol, Toluol, Xylol usw. oder auch in s chlorierten Kohlenwasserstoffen wie z. B. Chlorbenzol und deren Gemischen. Als besonders geeignet haben sich Gemische aus aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise von Hexan ■ ~\ und Isopropylcyclohexan, erwiesen.The copolymerization can be carried out in the liquefied monomers, optionally under pressure; it is advantageous to work in the presence of inert diluents, for example in hydrocarbons or hydrocarbon mixtures such as butane, pentane, hexane, cyclohexane, isopropylcyclohexane, gasoline fractions such as petroleum ether, benzene, toluene, xylene, etc., which are liquid under the polymerization conditions or in s chlorinated hydrocarbons such as B. chlorobenzene and mixtures thereof. Particularly suitable are mixtures of aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons, for example, proved to Hexane ■ ~ \ and isopropylcyclohexane.
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Die Copolymerisation verläuft vorteilhaft zwischen -30 und +60*C, insbesondere zwischen -20 und +35'C. Sie gelingt ohne Anwendung von Druck mit ausreichender Geschwindigkeit, kann aber auch unter Druck ausgeführt werden.The copolymerization proceeds advantageously between -30 and + 60 ° C., in particular between -20 and + 35 ° C. It works without the use of Print at sufficient speed, but can also be done under pressure are executed.
Besonders glatt verläuft die Reaktion, wenn man Mischkatalysatoren jj einsetzt, die in den verwendeten Lösungsmitteln löslich oder kolloidal verteilt sind. Vorwiegend sind die Umsetzungsprodukte geeignet, die man durch Zusammenbringen von Vanadiumverbindungen, wie Vanadintetrachlorid, Vanadinoxytrichlorid sowie Vanadinester, mit metallorganischen Verbindungen des Aluminiums, wie z. B. Triäthyl-aluminium, Triisobutyl-aluminium, Trihexyl-aluminium, Diäthylraluminium-monochlorid oder Äthyl-aluminium-sesquichlorid, in einem inerten Verdünnungsmittel erhält.The reaction proceeds particularly smoothly if mixed catalysts jj uses which are soluble or colloidal in the solvents used are distributed. The reaction products which are obtained by bringing together vanadium compounds, such as vanadium tetrachloride, vanadium oxytrichloride and vanadium esters, with organometallic compounds of aluminum, such as e.g. B. triethyl aluminum, Triisobutyl aluminum, trihexyl aluminum, diethyl aluminum monochloride or ethyl aluminum sesquichloride, in an inert diluent.
Durch Zusatz von als Modifizierungsmitteln wirkenden Verbindungen aus der Gruppe der Äther, Thioäther, Amine und Phosphine, beispielsweise Diäthyläther, Anisol, Tetrahydrofuran, Di-n-butylsulfid, Triäthylamin, Triphenylphosphin, läßt sich gewünschtenfalls eine weitere Steuerung der Katalysatoraktivität erreichen. Das molare Verhältnis der aluminium organischen Verbindung zu den Vanadiumverbindungen beträgt 50 : 1, vorteilhaft 12 : 1, insbesondere 10:1. Die luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Katalysatoren müssen unter einem Schutzgas wie Stickstoff oder Argon gehalten werden. Die Lösungsmittel dürfen kein Wasser und keinen Sauerstoff enthalten. Sobald die Poly- ' merisation einen gewünschten Grad erreicht hat, bricht man sie durch (J0 Zugabe von Alkoholen oder Ketonen ab. Die Aufarbeitung des Polymeri- ^ sats kann in an sich bekannter Weise erfolgen, beispielsweise durch _> Ausfällen mit Alkoholen oder Ketonen oder durch Verdampfen des ^ Verdünnungsmittels. .By adding compounds from the group of ethers, thioethers, amines and phosphines, for example diethyl ether, anisole, tetrahydrofuran, di-n-butyl sulfide, triethylamine and triphenylphosphine, the catalyst activity can be further controlled if desired. The molar ratio of the organoaluminum compound to the vanadium compounds is 50: 1, advantageously 12: 1, in particular 10: 1. The air and moisture sensitive catalysts must be kept under a protective gas such as nitrogen or argon. The solvents must not contain any water or oxygen. Once the poly merization 'a desired level has been reached, breaks through (J 0 adding alcohols or ketones from. The work-up of the polymerisation ^ sats can be done in a conventional manner, for example by _> precipitation with alcohols or ketones or by evaporation of the diluent.
^ Die neuen Copolymeren sind amorph, fast farblos und in Kohlenwasserstoffen löslich. Überraschend ist, daß man mit einer geringen Anzahl^ The new copolymers are amorphous, almost colorless and soluble in hydrocarbons. What is surprising is that with a small number
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'von Doppelbindungen, die schon durch niedrige Anteile von PoIycycloalken eingebracht werden, eine ausreichende Vernetzung bei der Vulkanisation erzielt. Ein Gehalt von nur 1 bis 2 Doppelbindungen pro 1000 C-Atome reicht zur Vulkanisation aus, wobei die Vulkanisateigenschaften einem Vulkanisat eines Copolymeren aus Äthylen« (! 'of double bonds that are already introduced by low proportions of polycycloalkene, sufficient crosslinking is achieved during vulcanization. A content of only 1 to 2 double bonds per 1000 carbon atoms is sufficient for vulcanization, whereby the vulcanizate properties of a vulcanizate of a copolymer of ethylene « (!
Propylen und Dicyclopentadien, welches 4 bis 5 Doppelbindungen pro |! 1000 C-Atome enthält, entsprechen. Der minimale Einbau von z.B. Tetracyclop entenyl in die Äthylen-a-Olefinkette macht das neue Verfahren besondere wirtschaftlich. :Propylene and dicyclopentadiene, which have 4 to 5 double bonds per |! Contains 1000 C atoms. The minimal incorporation of e.g. tetracyclopentenyl into the ethylene-α-olefin chain makes the new process particularly economical. :
Mit besonderem Vorteil lassen sich die neuen Copolymeren im kontinuierlichen Verfahren herstellen. Die neuen Copolymerisate sind ölverstreckbar, ohne daß die Eigenschaften unter das erfordern liehe vergleichbare Niveau sinken. Hinsichtlich Alterungsbeständigkeit und Ozonresistenz sind die neuen Copolymeren bzw. deren Vulkanisate dem Naturkautschuk überlegen. Wegen dieser vorteilhaften Eigenschaften eignen sich die beanspruchten Vulkanisate u. a. zur Herstellung von Kraftfahrzeugreifen und zur Kabelummantelung.The new copolymers in the continuous process. The new copolymers are oil-extendable without the properties requiring below that lend comparable level drop. With regard to aging resistance and ozone resistance, the new copolymers or their Vulcanized materials are superior to natural rubber. Because of these advantageous properties, the claimed vulcanizates are suitable, inter alia. for the manufacture of motor vehicle tires and for cable sheathing.
Tetracyclopentenyl wird folgendermaßen hergestellt: Man legt 531 g (5,2 Mol) -Chlor-cyclopenten-d) vor, kühltauf -5*C ab, fügt bei dieser Temperatur 0,8 g wasserfreies Zinkchlorid hinzu und tropft unter Rühren und Einhalten der Temperatur von -5eC innerhalb von 35 Minuten 345 g (5,2 Mol) Cyclopentadien ein. Das Reaktionsgemisch färbt sich dabei blauschwarz. Man läßt 2 Stunden nachreagieren, und zwar zunächst bei 0*C, dann bei Zimmertemperatur. Anschließend wird die Reaktionsmischung in Eiswasser eingerührt,-wobei die Färbung verschwindet. Man nimmt die organische Phase in Äther auf und extrahiert die wäßrige mehrmals mit Äther. Die vereinigten Ätherlösungen werden über Calciumchlorid getrocknet und nach Abfiltrieren des Trockenmittele im Wasserstrahlvakuum eingedampft.Tetracyclopentenyl is prepared as follows: 531 g (5.2 mol) of chlorocyclopenten-d) are initially taken, cooled to -5 ° C., 0.8 g of anhydrous zinc chloride is added at this temperature and added dropwise while stirring while maintaining the temperature from -5 e C within 35 minutes 345 g (5.2 mol) of cyclopentadiene. The reaction mixture turns blue-black. The reaction is allowed to continue for 2 hours, initially at 0 ° C., then at room temperature. The reaction mixture is then stirred into ice water, the color disappearing. The organic phase is taken up in ether and the aqueous phase is extracted several times with ether. The combined ether solutions are dried over calcium chloride and, after the drying agent has been filtered off, evaporated in a water jet vacuum.
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I 4 Z) Ό Ο 4 HI 4 Z) Ό Ο 4 H
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Die Vakuumdestillation des Rückstandes ergibt bei 55 bis 80*C und 2 bis 3 Torr 560 g (64,5 % der Theorie) rohes Chlor-di-cyclopentenyl. Vacuum distillation of the residue gives 560 g (64.5% of theory) of crude chlorodicyclopentenyl at 55 to 80 ° C. and 2 to 3 torr.
Bei der Redestillation geht das Produkt (540 g) bei 55 bis 59*C und 20-In the redistillation, the product (540 g) goes at 55 to 59 * C and 20-
2 Torr über, n£ - 1,51432 torr about, n £ - 1.5143
f. Aus dem Chlor-di-cyclopentenyl gewinnt man das Tetracyclopenteny|JLf. The tetracyclopenteny | JL is obtained from the chloro-di-cyclopentenyl
wie folgt:as follows:
In ein Gemisch aus 600 ml trockenem Äther, 300 ml Tetrahydrofuran (über Lithiumaluminiumhydrid getrocknet) und 35,5 g Magnesiumspänen tropft man nach und nach zuerst 30 bis 50 g Chlor-di-cyclopentenyl ein. Wenn die Reaktion im Gange ist, fügt τη an den Rest von insgesamt 473,5 g Chlor-dicyclopentenyl hinzu und hält die Reaktion 3 bis 4 Stunden unter Rühren bei Rückflußtemperatur. Nach Rühren über Nacht bei Zimmertemperatur trägt man das 'Reaktionsgemisch in Wasser ein und zersetzt mit verdünnter Schwefelsäure bis zur schwach sauren Reaktion. Die organische Phase wird abgetrennt, die wäßrige mit Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherlösungen werden nach Trocknen über Calciumchlorid eingedampft und der Rückstand unter Stickstoff im Vakuum destilliert.In a mixture of 600 ml dry ether, 300 ml tetrahydrofuran (dried over lithium aluminum hydride) and 35.5 g of magnesium turnings are gradually added dropwise, first of all, 30 to 50 g of chlorodicyclopentenyl. When the reaction is in progress, τη adds to the remainder of a total of 473.5 g of chloro-dicyclopentenyl added and keeps the Reaction for 3 to 4 hours with stirring at reflux temperature. To Stirring overnight at room temperature, the reaction mixture is introduced into water and decomposed with dilute sulfuric acid to the weakly acidic reaction. The organic phase is separated the aqueous extracted with ether. After drying over calcium chloride, the combined ether solutions are evaporated and the residue is distilled under nitrogen in vacuo.
Bei 170 bis 180"C und 3 Torr erhält man die Hauptmenge von 291,5 g (77,8 % der Theorie) als gelbliches öl. Bei der Redestillation über wenig Natrium unter Stickstoff erhält man bei 140 bis 155*C/3 Torr 273,3 g als Hauptfraktion. Sie stellt eine noch schwach gelblich' gefärbte Flüssigkeit dar, die zur Analyse nochmals über wenig Natrium unter Stickstoff redestilliert wird. Kp_ 150 bis 153'C, farbloses öl. niy »1,5322.At 170 to 180 "C and 3 Torr, the main amount of 291.5 g is obtained (77.8% of theory) as a yellowish oil. In the redistillation over A little sodium under nitrogen is obtained at 140 to 155 ° C / 3 Torr, 273.3 g as the main fraction. It represents a still faintly yellowish ' colored liquid, which is redistilled again over a little sodium under nitrogen for analysis. Kp_ 150 to 153'C, colorless oil. niy »1.5322.
Die kontinuierliche Polymerisation von Äthylen, Propylen und Tetracyclopentenyl wird im Molverhältnis 1 : 1 : 0,02 folgendermaßen vorgenommen:The continuous polymerization of ethylene, propylene and tetracyclopentenyl is carried out in a molar ratio of 1: 1: 0.02 as follows:
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Die Apparatur besteht aus einem Reaktionsgefäß (3 Liter Inhalt), welches mit Rührer, drei gradierten Tropftrichtern und Gasein- und -ableitungsvorrichtungen versehen ist. Das Reaktionsgefäß istThe apparatus consists of a reaction vessel (3 liter capacity), which is provided with a stirrer, three graded dropping funnels and gas inlet and outlet devices. The reaction vessel is
mit zwei hintereinander geschalteten Gefäßen verbunden; im ersten . , Gefäß erfolgt das Abstoppen der Polymerisation, das zweite dient als Vorratsbehälter. AUe drei Gefäße sind durch Überlauf miteinander verbunden. .connected to two vessels connected in series; in the first . , Vessel occurs, the stopping of the polymerization, the second serves as a reservoir. AUe three vessels are connected to one another by an overflow. .
wird die Apparatur und das Lösungsmittel zunächst mit reinem.... . trockenem Stickstoff und darauf mit einem Athylen-Propylen-Gemisch im Molverhältnis 1 : 3 gespült. In den drei Tropf trichtern befinden sich 1,74 ml Vanadinoxytrichlorid, in einem Liter η-Hexan gelöst, 16,8 ml Athyl-aluminium-sesquichlorid, in einem Liter n-Hexan ge- 'the apparatus and the solvent are first cleaned with pure ..... dry nitrogen and then flushed with an ethylene-propylene mixture in a molar ratio of 1: 3. Located in the three drip funnels 1.74 ml of vanadium oxytrichloride, dissolved in one liter of η-hexane, 16.8 ml of ethyl aluminum sesquichloride, dissolved in one liter of n-hexane
löst, und 20,8 g Tetracyclopentenyl, in 2,5 Liter η-Hexan gelöst. Diese drei Lösungen werden im Verlaufe von vier Stunden gleichmäßig unter Rühren in das Reaktionsgefäß eingetropft, wobei gleichzeitig Äthylen und Propylen im Molverhältnis 1 : 1 eingeleitet werden. Die Eingasmenge der getrockneten Olefine wird durch Manometer, die Abgasmenge mittels einer Gasuhr verfolgt. Pro Stunde werden je 25 Liter Äthylen und Propylen angeboten. Die Katalysatormenge beträgt 0,5 mM'ol Vanadinoxytrichlorid pro Liter und Stunde und 6,0 mMol Athyl-aluminium- -sesquichlorid pro Liter und Stunde. Die Verweilzeit beträgt 30 Minuten; sie wird über einen Hahn zwischen Reaktor und Abstoppgefäß einreguliert. Nachdem in den ersten zehn Minuten die Polymerisationsreaktion eingesetzt hat und die Temperatur auf 30*C gestiegen ist, wird diese Temperatur mit Hilfe eines Thermostaten Über die ganze Reaktionszeitdissolves, and 20.8 g of tetracyclopentenyl, dissolved in 2.5 liters of η-hexane. These three solutions are uniformly dripped into the reaction vessel over the course of four hours with stirring, with ethylene at the same time and propylene are introduced in a molar ratio of 1: 1. The amount of gas entering the dried olefins is monitored by a manometer and the amount of exhaust gas is monitored by means of a gas meter. 25 liters per hour Ethylene and propylene are offered. The amount of catalyst is 0.5 mmol Vanadium oxytrichloride per liter and hour and 6.0 mmol of ethyl aluminum -sesquichloride per liter per hour. The residence time is 30 minutes; it is regulated via a tap between the reactor and stopper. After the polymerization reaction for the first ten minutes has started and the temperature has risen to 30 * C, this will be Temperature with the help of a thermostat over the entire reaction time
von 4 Stunden gehalten. to β „^ ■held for 4 hours. to β "^ ■
Die Reaktion wird im 2. Gefäß durch kontinuierliches Zutropfen von 200 ml n-Butanol„ dem 0,2 ml Stabilisator zugesetzt sind, unter Rührisn' gestoppt. Im 3. Gefäß wird die Polymerisatlösung mit 0,5 Liter Wasser gewaschen. Nach Trennen der Phasen wird die Hexanlösung mit 2 LiterThe reaction is started in the 2nd vessel by continuously adding dropwise 200 ml of n-butanol "to which 0.2 ml of stabilizer have been added, while stirring" stopped. In the third vessel, the polymer solution is washed with 0.5 liters of water. After separating the phases, the hexane solution is 2 liters
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° to° to OOOO
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Aceton versetzt. Das ausgefällte Polymerisat wird danach mit Aceton über Nacht gerührt. Nach dem Trocknen im Vakuum bei 5 O0C werden 148 g eines schwach gelblich gefärbten, gummiartigen Polymeren erhalten. Es hat die reduzierte spezifische Viskosität (HSV) von 1,22 (gemessen in 0,1 %iger Lösung in p-Xylol bei 110"C). Die XJIUAnalyse ergibt 45 Gewichtsprozent Propylen, kein kristallines Polyäthylen und kein isotaktisches Polypr opylen. Doppelbindungen sind im UR nicht erkennbar; die eis-Doppelbindungen werden von den Banden des einpolymerisierten Äthylens überdeckt. Die Jodzahl liegt nach Abzug des Blindwertes bei 3,9; das entspricht etwas mehr als 2 Doppelbindungen pro 1000 C-Atome.Acetone added. The precipitated polymer is then stirred with acetone overnight. After drying in vacuo at 50 ° C., 148 g of a pale yellowish colored, rubbery polymer are obtained. It has the reduced specific viscosity (HSV) of 1.22 (measured in 0.1% solution in p-xylene at 110 ° C.). The XJIU analysis shows 45 percent by weight propylene, no crystalline polyethylene and no isotactic polypropylene. Double bonds are Not recognizable in the UR; the cis double bonds are covered by the bands of the ethylene that has been polymerized in. After subtracting the blank value, the iodine number is 3.9, which corresponds to a little more than 2 double bonds per 1000 carbon atoms.
Die Vulkanisation dieses Copolymerisates gelingt mit der üblichen Schwefelrezeptur. Das Eigenschaftsbild des erhaltenen Vulkanisats liegt in der Größenordnung eines Vulkanisates, das mit einem Copolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien erhalten wird, und ist in einigen Werten sogar dem Vergleichsprodukt überlegen.The vulcanization of this copolymer succeeds with the usual sulfur recipe. The property profile of the vulcanizate obtained is in the order of magnitude of a vulcanizate with a copolymer is obtained from ethylene, propylene and dicyclopentadiene, and is even superior to the comparative product in some values.
In der in Beispiel 1 geschilderten Apparatur wird die Copolymerisation von Äthylen, Propylen und Tetracyclopentenyl im Molverhältnis 1 : 2 : 0,03 wie folgt vorgenommen:The copolymerization is carried out in the apparatus described in Example 1 of ethylene, propylene and tetracyclopentenyl in a molar ratio of 1: 2: 0.03 made as follows:
Das" Reaktionsgefäß wird mit 1,5 Liter Isopropylcyclohexan beschickt. Die Apparatur und das Lösungsmittel werden dann mit reinem, trockenem Stickstoff gespült. Darauf wird das Lösungsmittel mit einem Gemisch aus Äthylen/Propylen im Molverhältnis 1 : 5 gesättigt und auf -2O0C abgekühlt. In den drei Tropftrichtern befinden sich folgende Lösungen:The "reaction vessel is charged with 1.5 liters of isopropylcyclohexane The apparatus and the solvents are then rinsed with pure, dry nitrogen Then, the solvent is a mixture of ethylene / propylene in the molar ratio 1:.. 5 saturated and cooled to -2O 0 C The following solutions are in the three drip funnels:
1) 104,8 ml 4 %ige benzolieche Vanadin-tri-acetylaceton-Lösung in ei nem Liter n-Hexan,1) 104.8 ml of 4% benzene vanadium tri-acetylacetone solution in one liter of n-hexane,
2) 17,5 ml Diäthyl-aluminium-monochlorid in einem Liter n-Hexan,2) 17.5 ml of diethyl aluminum monochloride in one liter of n-hexane,
£08815/1072 ' ORiüUNAL INSPECTED£ 08815/1072 'ORiüUNAL INSPECTED
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3)31,2 g Tetracyclopentenyl in einem Liter η-Hexan.3) 31.2 g of tetracyclopentenyl in one liter of η-hexane.
Diese 3 Lösungen werden im Verlaufe von 4 Stunden gleichmäßig unter Rühren in das ,Reaktionsgefäß eingetropft. Gleichzeitig werden Äthylen und Propylen im Molverhältnis 1 : 2 eingeleitet; es werden pro Stunde 25 Liter Äthylen und 50 Liter Propylen angeboten. Durch äußere Kühlung hält man die Temperatur im Reaktor auf -20*C und stellt die Verweilzeit auf 15 Minuten ein.These 3 solutions are added dropwise uniformly with stirring into the reaction vessel over the course of 4 hours. Be at the same time Ethylene and propylene introduced in a molar ratio of 1: 2; 25 liters of ethylene and 50 liters of propylene are offered per hour. By external cooling, the temperature in the reactor is kept at -20 ° C. and the residence time is set to 15 minutes.
Nach der Aufarbeitung und Trocknung fallen 191 g s.chwach gelblich gefärbtes, gummiartiges Polymerisat an, das folgende Werte besitzt:After working up and drying, 191 g fall slightly yellowish colored, rubber-like polymer with the following values:
RSV 1,38; 47 Gewichtsprozent Propylen, kein kristallines Homopolyäthylen, kein isotaktisches Polypropylen, Jodzahl nach Abzug des Blindwertes 2,4.RSV 1.38; 47 percent by weight propylene, no crystalline homopolyethylene, no isotactic polypropylene, iodine number after subtracting the blank value 2.4.
Die Vulkanisation wird mit folgender Rezeptur durchgeführt:The vulcanization is carried out with the following recipe:
100 Gewichtsteile Copolymerisat100 parts by weight of copolymer
6 " Zinkoxyd .6 "zinc oxide.
1,5· " Tetram ethylthiuramdisulfid1.5 "tetram ethylthiuram disulfide
1,5 " Schwefel1.5 "sulfur
■ '■ '
Man erhält nach SO Minuten bei 160*C ein Vulkanisat, das in seinen Eigenschaften einem mit der gleichen Rezeptur vulkanisierten Copolymerisat aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien ähnlich ist. After 50 minutes at 160 ° C., a vulcanizate is obtained which is similar in its properties to a copolymer of ethylene, propylene and dicyclopentadiene vulcanized with the same formulation.
^ Di-/cyclopenten-(l )-yl-(3 j7 wird nach Ber. d. Akad. Wise. SSSR 85,^107 '^ Di- / cyclopenten- (l) -yl- (3 j7 is after Ber.d. Akad.Wise.SSSR 85, ^ 107 '
-» (1952), CA. 47, 7448 (1953) aus S-Chlor-cyclopenten-d) erhalten. ; - »(1952), CA. 47, 7448 (1953) obtained from S-chloro-cyclopenten-d). ;
Die kontinuierliche Copolymerisation von Äthylen, Propylen und The continuous copolymerization of ethylene, propylene and
CFiJÜiNAL JMSPECTEDCFiJÜiNAL JMSPECTED
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Dicyclopentenyl wird im Molverhältnis 1 : 2 : 0,01 in der in den Beispielen 1 und 2 geschilderten Apparatur folgendermaßen vorgenommen:Dicyclopentenyl is used in a molar ratio of 1: 2: 0.01 in the in the apparatus described in Examples 1 and 2 carried out as follows:
Pro Liter Hexan und Stunde werden 0,5 mMol VOCl und 10,0 mMol Äthyl-aluminium-sesquichlorid und über die gesamte Reaktionszeit von 4 Stunden r,1 g Dicyclopentenyl eingesetzt. Die Verweilzeit beträgt 30 Minuten, -die Reaktionstemperatur 29 bis 30eC und das Angebot von Äthylen und Propylen 25 und 50 Liter pro Stunde. Es werden nach der in Beispiel 1 geschilderten Aufarbeitung 160 g schwach gelblich gefärbtes Polymerisat erhalten. Are used 1 g of dicyclopentenyl 0.5 mmol VOCl and 10.0 mmol of ethyl-aluminum sesquichloride and r over the entire reaction time of 4 hours per liter of hexane per hour. The residence time is 30 minutes, the reaction temperature 29 to 30 e C and the supply of ethylene and propylene 25 and 50 liters per hour. After the work-up described in Example 1, 160 g of pale yellowish colored polymer are obtained.
aRSV 1,25, 57 Gewichtsprozent Propylen, kein kristallines Polyäthylen, kein isotaktisches Polypropylen. Die Jodzahl beträgt nach Abzug des Blindwertes 2,5. a RSV 1.25, 57 percent by weight propylene, no crystalline polyethylene, no isotactic polypropylene. After subtracting the blank value, the iodine number is 2.5.
100 Gewichtsteile Polymerisat 5 " Zinkoxyd100 parts by weight of polymer 5 "zinc oxide
1,5 " Schwefel1.5 "sulfur
1,5 " Zinkdiäthyldithiocarbamat (Vulkazit LDA)1.5 "zinc diethyl dithiocarbamate (Vulkazit LDA)
Die diskontinuierliche Polymerisation mit Äthylen, Propylen und Dicyclopentenyl im Molverhältnis 1:2 : 0,1 wird in Tetrachloräthylen mit 50 mMol Äthyl-aluminium-sesquichlorid und 15 mMol Vanadinoxytrichlorid durchgeführt. 1 100 ml trockenes Teträchloräthylen werden zunächst mit trockenem Stickstoff gesättigt, darauf mit Äthylen/ Propylen im Molverhältnis 1:2. Die beiden Katalysator komponenten und das Dicyclopentenyl sind in Tetrachloräthylen gelöst, und zwar betragen die Volumina dieser drei Lösungen jeweils 100 ml. Unter kräftigem Rühren und Einleiten von 25 Liter Äthylen und 50 Liter Propylen pro Stunde werden die Äthyl-aluminium-sesquichlorid- \ Lösungen und die Dicyclooentenyl-Lösung innerhalb von drei MinutenThe discontinuous polymerization with ethylene, propylene and dicyclopentenyl in a molar ratio of 1: 2: 0.1 is carried out in tetrachlorethylene with 50 mmol of ethyl aluminum sesquichloride and 15 mmol of vanadium oxytrichloride. 1 100 ml of dry tetrachlorethylene are first saturated with dry nitrogen, then with ethylene / propylene in a molar ratio of 1: 2. The two catalyst components and the dicyclopentenyl are dissolved in tetrachlorethylene, the volumes of these three solutions are 100 ml each. With vigorous stirring and introduction of 25 liters of ethylene and 50 liters of propylene per hour, the ethyl aluminum sesquichloride \ solutions and the dicyclooentenyl solution within three minutes
809815/1071809815/1071
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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gleichzeitig zugegeben. Hierauf gibt man die VOCl -Lösung innerhalb von'5 Minuten zu.at the same time admitted. The VOCl solution is then added within 5 minutes.
Die Reaktionstemperatur steigt in wenigen Minuten auf 45'C und wird,
durch äußere Kühlung während der gesamten Reaktionszeit von einer Stunde gehalten. Nach der Aufarbeitung erhält man 50 g gummiartiges
Polymeres. RSV 1,90, 49 Gewichtsprozent Propylen. Das Polymerisat ist frei von Homopolyäthylen und isotaktischem Polypropylen und ent
hält ungefähr drei C ■ C-Doppelbindungen pro 1000 C-Atome. Die
Vulkanisation mit der in Beispiel 3 erwähnten Rezeptur ergibt ein
hochelastisches Produkt. . The reaction temperature rises to 45 ° C. in a few minutes and is maintained by external cooling for the entire reaction time of one hour. After working up, 50 g of rubbery polymer are obtained. RSV 1.90, 49 weight percent propylene. The polymer is free of homopolyethylene and isotactic polypropylene and contains about three C ■ C double bonds per 1000 C atoms. the
Vulcanization with the recipe mentioned in Example 3 results in a highly elastic product. .
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
90SI1S/107290SI1S / 1072
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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ID=7019601
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DE19631495324 Pending DE1495324A1 (en) | 1963-09-24 | 1963-09-24 | Process for the preparation of multicycloalkane-containing vulcanizable copolymers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1495324A1 (en) |
GB (1) | GB1073244A (en) |
-
1963
- 1963-09-24 DE DE19631495324 patent/DE1495324A1/en active Pending
-
1964
- 1964-09-23 GB GB3874264A patent/GB1073244A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1073244A (en) | 1967-06-21 |
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