DE1520808A1 - Verfahren zur Herstellung von niedrigmolekularen Mischpolymerisaten aus olefinisch ungesaettigten Monomeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von niedrigmolekularen Mischpolymerisaten aus olefinisch ungesaettigten MonomerenInfo
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Description
Patentanmeldung
der Firma
SIICMIR RESEARCH, INC·, New York 20, New York, United States
of America
betreffend
Verfahren zur Herstellung von niedrigmolekularen Mischpolymerisaten
aus olefinisch ungesättigten Monomeren«
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Mischpolymerisation
von Olefinen, wie Styrol, mit einer Maleinsäureverbindung, wie Maleinsäureanhydrid.
Die Mischpolymerisation von Olefinverbindungen mit Maleinsäureverbindungen
ist in den mannigiachsten Ausführungen schon lange
Dekanat. Eines αer wichtigsten Verfahren ist die Mischpolymerisation
von Styrol mit oualeinsäureanhydrid zu einem Mischpolymeri«
sat, das ein Molverhältnis von etwa 1:1 aufweist. Diese Mischpolymerisation
wird als Blockpolymerisation durchgeführt, d.h., die iteaktionsteilnehmer werden mit dem Katalysator, der gewöhnlich
ein Peroxydkatalysator ist, vermischt und dann auf die Polymerisationstemperatur erhitzt. In den Fällen, wo ein flüssi-
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_ 2 —
ges organisches Medium, wie Benzol oder Xylol, verwendet wird, werden die Reaktionsteilnehmer im allgemeinen mit dem Medium
vorgemischt und die ganze Mischung dann auf die geeignete Reaktionstemperatur erhitzt» Es werden zwei Gruppen von flüssigen
Medien verwendet, nämlich solche, in denen das Mischpolymerisat unlöslich ist, ζ·Β« Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, und solche,
in denen das Mischpolymerisat praktisch vollständig löslich ist, wodurch eine homogene Lösung erhalten wird·
Im zweiten Fall hat man gewisse Ketone, wie Aceton und ^i
äthylketon, verwendet.
Trotz der umfangreichen auf diesem Gebiet geleisteten Arbeit bestehen
bei den bisherigen Verfahren noch gewisse schwerwiegende und in der Natur der Sache begründete Nachteile. Z.B. haben
die älteren Verfahren den Nachteil, daß die Polymerisationsreaktion unkontrollierbar ist, sobald sie eingeleitet wurde.
So haben insbesondere Versuche zur Mischpolymerisation von Styrol mit Maleinsäureanhydrid ernste Explosionen zur Irolge gehabt, die
eine industrielle Verwendung dieser Mischpolymerisate verhindert haben. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfanren besteht
darin, daß man nur Mischpolymerisate mit hohem Molekulargewicht, hoher Viskosität und einem Molverhältnis von 1:1 zwischen
Styrol und Maleinsäureanhydrid erhalten konnte· Ein weiterer Nachteil
bestand darin, daß die Mischpolymerisate im allgemeinen einen weiten Molekulargewichtsbereich haben, was ihre Verwendbar-
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keit ungünstig beeinflußt·
Die Mischpolymerisate von Olefinen, wie Styrol, mit Maleinsäureverbindungen,
wie Maleinsäureanhydrid, sind von Bedeutung als Kunstharze oder Kunstharzabkömmlinge für Anstrichstoffe, Fußbodenpolituren,
Textilseblichten (sizing) oder Gerblösungen·
Bei dem Verfahren nach der Erfindung treten die Gefahren, die mit den früheren bekannten Verfahren einhergingen, nicht auf. Die
erfindungsgemäß erhaltenen Mischpolymerisate besitzen wohl definierte Eigenschaften und sind von niedrigem Molekulargewicht
und niedriger Viskosität· Das Styrol kann auch in wechselnden üolverhältnissen unter Verwendung eines Peroxydkatalysators
umgesetzt werden mit 1 bis 3 Mol Styrol auf ein Mol Maleinsäureanhydrid·
der Die Erfindung stellt eine Y/eit er entwicklung des infAnmeldung
Nr. T 181 39 IV d/39c beschriebenen Verfahrens dar. Dieses Verfahren
besteht darin, daß man ein olefinisch ungesättigtes Monomer, wijLe Styrol, Maleinsäureanhydrid oder halogeniertes Maleinsäureanhydrid
und einen freie Radikale bildenden Polymerisationskatalysator mit einer geregelten Geschwindigkeit zu einer
iteaktionsmasse gibt, die auf eine Temperatur erhitzt ist, bei
der eine explosionsartige Umsetzung erfolgen würde, wenn die zugegebenen Stoffe in ihrer Gesamtheit vorliegen würden. Dabei
erfolgt eine praktisch augenblickliche Mischpolymerisation im
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Iceaktionsgemisch, die ein Mischpolymerisat mit niedrigem Molekulargewicht
liefert. Das Reaktionsgemisch enthält ein Lösungsmittel, in dem die Monomeren löslich, das Mischpolymerisat hingegen
unlöslich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Mischpolymerisaten
besteht darin, daß ein Olefin, eine Maleinsäureverbindung und ein freie Radikale bildender Katalysator zur gleichen Zeit
mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht werden, das auf die gewünschte Polymerisationstemperatur vorerhitzt ist und das
ein Lösungsmittel für die Monomeren und das Mischpolymere darstellt.
Eine wirksame Methode zur Ausxührung αes Verfahrens besteht darin,
daß man zuerst eine Lösung des Olefins, der Llaleinsäureverbindung
und des freie Radikale bildenden Katalysators unter Bedingungen herstellt, bei denen praktisch noch keine Mischpolymerisation
stattfindet.
Diese Lösung wird dann zu einem Lösungsmittel gegeben, vorzugsweise
zu demselben Lösungsmittel, das für die Herstellung der Lösung verwendet wurde, das auf die gewünschte Polymerisationstemperatur vorerhitzt wurde und das vorzugsweise weniger als 3
Gewichtsprozent nicht umgesetzte Monomere enthält. Die Zugabe der Lösung erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die die Mischpolymerisationsgeschwindigkeit
der Monomeren nicht wesentlich überschrei-
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tet oder den Anteil der nicht umgesetzten Monomeren in dem vorerhitzten Lösungsmittel über 3 Gewichtsprozent wachsen lärit·
Die bevorzugten Olefine sind die arylsubstituierten^ -Olefine,
insbesondere Styrol. Die bevorzugte oualeinsäureverbindung ist
Maleinsäureanhydrid. In gleicher Weise werden zur Erzielung der besten Ergebnisse die niedriger siedenden einfachen Ketone, besonders
diejenigen, bei denen wenigstens ein Kohlenstoffatom, das am Carbony!kohlenstoffatom hängt, mit mindestens einem Y/asserstoifatom
verbunden ist, als Lösungsmittel verwendet. Es wurde auch gefunden, daß sehr gute Ergebnisse erzielt werden, wenn
die Polymerisationsreaktion bei Temperaturen zwischen 75 und 25O°C ausgeführt wird, d.h·, wenn das Lösungsmittel, zu dem
die Reaktionsteilnehmer gegeben werden, auf dieser Temperatur gehalten wird. So werden in einem besonders bevorzugten Beispiel
.der Erxindung Styrol und Maleinsäureanhydrid in einem vorbestimmten
Molverhältnis zusammen mit etwa. 0,001 bis 5 Gewichtsprozent
Benzoylperoxyd-Katalysator, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Monomeren, in einer ausreichenden ^enge Methyläthylketon aufgelöst,
so daß ihr Gehalt in dieser Lösung etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung der Lonomeren
und des Katalysators beträgt. Die Auflösung geschieht
bei einer Temperatur, bei der noch keine Polymerisation stattfindet,
gewöhnlich unter 5Q°C.
Diese Lösung wird dann zu vorerhitztem Methyläthylketon gegeben,
BAD
das auf 75 bis 25O°C gehalten wird. Die Lösung wird mit einer
Geschwindigkeit zugegeben, die die Mischpolyinerisationsgescr.windigkeit
der Monomeren praktisch nicht überschreitet» In allen Fällen verläuft die Reaktion glatt und sicher, auch wenn höhere
Temperaturen und größere Katalysatormengen als bisher üblich angewendet wurden, wobei das gewünschte Mischpolymerisat in praktisch
quantitativer Ausbeute bei außergewöhnlich hohen Umsetzungsgeschwindigkeiten erhalten wird· In fast allen Fällen findeb die
Mischpolymerisation praktisch augenblicklich statt, wobei mit einfachen, kontinuierlichen Arbeitsmethoden die Produktionsgeschwindigkeit
und der Durchsatz pro Reaktoreinheit um ein Vielfaches erhöht werden kann, so daß Schwierigkeiten, die im Zusammenhang
mit dem Verstopfen der Leitungen, der Aufarbeitung des Produkts und der Regelung der Umsetzungsbedingungen auftreten
können, vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt sowohl die herstellung von
Mischpolymerisaten mit niedrigerem Molekulargewicht und niedriger Viskosität als auch die Herstellung der schon bekannten
Polymeren mit höherem Molekulargewicht und höherer Viskosität· Außerdem können Mischpolymerisate hergestellt werden, die zwei
oder mehrere Mole Olefin, wie Styrol, auf ein Mol Maleinaäureverbindung,
wie Maleinsäureanhydrid, enthalten, die nach dem bekannten Verfahren noch nicht hergestellt wurden. Bin weiterer
Vorteil besteht darin, daß die Polymerisation nur bei der gewünschten
Temperatur erfolgt, wobei Erscheinungen, wie teilweise
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Vorpolymerisation und unkontrollierte Umsetzungen,vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil ist, daß das mischpolymerisat im Lösungsmittel
gelöst erhalten wird, so daß es unmittelbar verwertet werden kann, z.B. für Anstrichmassen, Imprägnierungen und
Formmassen. Bei der nach Entfernung des Lösungsmittels stattfindenden
Hydrolyse oder Neutralisation des Mischpolymerisates verursachen sogar größere Mengen von eventuell zurückgehaltenem
Lösungsmittel keine trüben Lösungen, wie sie mit den bisher verwendeten Verdünnungsmitteln, wie Xylol, Benzol oder Toluol, erhalten
wurden.
Obgleich sich die Erfindung besonders für die Mischpolymerisation
von iityrol mit Lialeinsäureverbindungen, insbesondere mit Lialeinsäureanhyurid,
eignet, so ist sie doch ganz aligemein auf Olefinveruindungen
anwendbar. Die Olefinverbindungen umfassen Ufo no und
Polyolefine, die konjugiert oder nicht konjugiert sein können. Verbindungen, in denen die Doppelbindung zwischen zwei endständigen
Kohlenstoffatomen einer Kohlenstoffkette steht, z.B. C(-01efine,
sind wegen ihrer größeren Eeaktionsfreudigkeit bei liischpolymerisationsreaktionen
besonders geeignet. Typische Beispiele von verwendbaren Monoolefinen sind die eigentlichen Olefinkohlenwasserstoffe,
wie Äthylen, Propylen, Buten-1, Gyclohexan, Penten-1,
4-Methylpenten-1, 5-Methylhexan-1, 3-kethylpenten-1, Styrol,
Vinyltoluol, sowie Vinylhalogenide,wie Vinylchlorid, -broinid,
oder -jodid, desgleichen Monoolefinester, wie Allylacetat, Vinylacetat
und Vinylpx-opionat, weiterhin Monoolefinäther, wie Vinyläthyl-
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äther und Vinylbutyläther(und schließlich Ester von Monoolefinsäuren,
wie Methylacrylat und iithylmethacrylat. Typische Beispiele
für Polyolefinverbindungen sind Butadien, Isopren, Chloropren, 4—Vinylcyclohexen-1, Pentadien-1,3 und Diallylphthalat»
Von diesen Olefinverbindungen v/erden diejenigen bevorzugt verwendet, die mit der Maleinsäure verbindung, insbesondere iJaleinsuureanhydrid,
eine exotherme Polymerisationsreaktion eingehen. Die genannten Verbindungen können weiterhin funktioneile Gruppen,
wie halogene, Keto- und Nitrogruppen(als Substituenoen ent^aloen,
vorausgesetzt, da:j diese im I.eaktionsgeuiach praktisch i...ert
sind und die Mischpolymerisationsreaktion praktisch nicht behindern.
Im allgemeinen siiid die Olefinverbindungen vorzugsweise
in dem verwendeten Lösungsmittel unter den Heaktionsbedingungen löslich. Die Olefinkohlenwasserstoffe, insbesondere die Lionoolefinkohlenwasserstoffe,
haben sich als besonders v/irksam erwiesen.
Eine besonders bevorzugte Klasse der Monoolefine umfaßt die monocyclischen Arylvinylverbindungen, die nur eine Vinylgruppe
und nicht mehr als 3 Alkylgruppen am Ring haben, wobei jede Alkylgruppe nicht mehr als 3 Kohlenstoff atome enthiilt.
Styrol und Vinyltoluol, insbesondere Styrol, stellen besonders bevorzugte Olefinverbindungen dar, da sie leichter zugänglich
und reaktionsfähiger sind und die daraus hergestellten Mischpolymerisate besonders günstige Eigenschaften besitzen.
Die Maleinsäureverbindungen, die mit diesen Olefinverbindungen
mischpolymerisiert werden, sind im allgemeinen Verbindungen,
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bei denen eine Carboxylgruppe an jedem olefinisch gebundenen Kohlenstoffatom angelagert ist. Die restlichen Valenzen jedes
doppelt gebundenen Kohlenstoffatoms sind durch organische oder anorganische Gruppen abgesättigt, die bei der Hauptmischpolymerisationsreaktion
praktisch inert sind. So haben die Llaleinsäureverbindungen
nur eine einzige Olefinbindung. Diese Maleinsüureverbiiidungen
sind Substanzen, die durch die folgende Strukturformel definiert sind:
Γ //
c· c
X
Y
C-
worin R-, und R2 gleich oder verschieden sind und Y/asserstoff,
ein Halogen, den Sulfonsäurerest, einen Alkyl-Aryl- oder Aralkylrest
darstellen, während X und Y OH-, O-Alkyl- oder O-Arylgruppen,
oder ein Halogen oder, zusammengenommen, Sauerstoff oder ITH darstellen können. Man kann diese Maleinsäureverbindungen auch
anders, nämlich als Äthylen-ai , J -dicarbonsäureverbindungen definieren.
Typische Beispiele für Maleinsäureverbindungen sind Maleinsäureanhydrid, Äthyl-, Propyl-, 1,2- Diäthyl-, Yinyl-,
Cyclohexyl-, Benzyl- und Chlormaleinsäureanhydrid, sowie die
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entsprechenden Derivate der Maleinsäure, weiterhin Maleinsäureester,
wie Maleinsäuredimethyl-, -diäthyl-, -dibutyl-, und -divinylester,
sodann Maleinsäurechlorid, -üroxnid oder -jodid, und
schließlich Fumarsäure und ihre entsprechenden substituierten Derivate« Im allgemeinen sollen diese Maleinsäureverbindungen in
dem für die Umsetzung verwendeten Lösungsmittel unter den Reaktionsbedingungen
löslich sein und gewöhnlich nicht mehr als 14 Kohlenstoffatome entfalten·
Als Katalysatoren sind die organischen Peroxyde oder Wasserstoffperoxyd
am wirksamsten. Diese organischen Peroxyde umfassen die verschiedensten aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen
Peroxyde, insbesondere solche, die vorzugsweise im Reaktionsgemisch löslich und bei Temperaturen unter 600C beständig
sind. Beispiele für diese organischen Peroxyde sind tert.-ButyljQydroperoxyd,
Cumolhydroperoxyd, Cyclohexanonperoxyd, Methyläthylketonperoxyd,
Liethyl-isobutylketonperoxyd, Acetylperoxyd,
Benzoylperoxyd, Faphthoylperoxyd Lauroylperoxyd, Di-tert.-butylperoxyd,
Diacetylperoxyd Dicumylperoxyd, sowie andere freie radikale bildende Katalysatoren, wie Äzodiisobutylnitril· Bis 600C
und höher verhältnismäßig beständige Katalysatoren sind Benzoylperoxyd, Dicumylperoxyd und 2,5- Dimethyl-2,5-di(t.-butyl~peroxy)
-hexan. Benzoylperoxyd ist besonders wirksam bei Polymerisationstemperaturen zwischen 90 und 115°C, Dicumylperoxyd bei Temperaturen
zwischen 15O0C und 2000C und 2,5-Dimethyl-2,5-di(-t;-butylperoxy)-hexan
bei Temperaturen zwischen 200 und 2500C.
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Die Katalysatormengen können variiert werden, je nach der Art
des Katalysators, der Umsetzungstemperatur und dem Liolekulargewicht
des gewünschten Mischpolymeren. Im allgemeinen werden jeciocu
nur bis zu 10 Gewichtsprozent Katalysator, bezogen auf das
Gesamtgewicht der kononieren, benötigt, obgleich man auch größere
Mengen verwenden könnte. In bevorzugten Ausführungsformen verwendet
man Katalysatorkonzentrationen zwischen 0,001 und 5,0, vorzugsweise 0,02 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Monomeren.
Obgleich die Polymerisation bei Temperaturen von etwa 750C und
hjner ziemlich leicht eriolgt, ist es doch bei gewissen Katalysaoten
manchmal wünschenswert, Katalysatoraktivatoren zu verwenden, um die Bildung der freien iiadikale Dei niedrigeren Temperaturen
einzuleiten· Eine der Auswahlregeln für den Katalysatoraktivator ist die, daß er gegenüber den Llonomeren und dem Lösungsmittel
unter den Polymerisations bedingungen inert sein soll. Ji1Ur
diesen ^weck sind die Amine, insbesondere die aromaxisehen Dialkylainine,
geeignet.
.tiine v/eitere Klasse von Aktivatoren stellen die Kobaltsalze dar,
so z.B. Kobalthexoat, -lauroat, -palmitat und -naphthenat, sowie andere Kobalt-, Vanadium-, Mangan- und ähnliche Salze von Fettsäuren
der trocknenden Öle. Die Amine und Kobaltsalze sind die Katalysatoraktivatoren, die sich als am v/irksamsten erwiesen hauen·
Die tertiären aromatischen Dialkylamine*. in denen die Alkyl-
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gruppen 1-4 Kohlenstoff atome enthalten, v/erden bevorzugt verwendet,
insbesondere das Ν,Ν-Diinthylanilin. Die besten Ergebnisse
werden erhalten, wenn diese zusammen mit Acylperoxydkatalysatoren oder mit Benzoylperoxyd verwendet werden. Die Kobaltsalze,
insbesondere Kobaltnaphthenat, sind vorzuziehen, wenn man Methyläthylketonperoxyd
oder 1-Hydrocyclohexylhydroperoxyd als Katalysator
verwendet.
Obgleich die Menge des Katalysatoraktivators variiert werden kann,
haben sich doch bis zu 10 Gewichtsprozent desselben, bezogen auf das Gewicht des freie Radikale bildenden Katalysators, als besonders
günstig erwiesen. Pur die wirksamste und wirtschaftlichste
Arbeitsweise wird der Aktivator in Llengen zwischen 0,0001 bis
0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Katalysators, verwendet.
Das Lösungsmittel soll im allgemeinen die Monomeren, den Katalysator
und das gebildete Mischpolymere unter den Bedingungen der Heaktion, sowie vorzugsweise auch bei normalen Bedingungen lösen.
Das lösungsmittel soll im Reaktionsgemisch praktisch inert sein, derart, daß es mit dem Olefin und der Lialeinsäureverbindung nicht
reagiert. Es kann aber einen Kettenabbrucheffekt hervorrufen, was in manchen Fällen erwünscht ist. Obwohl jedes Lösungsmittel, das
diese Bedingungen erfüllt und unter den Gegebenheiten der Um-. setzung flüssig ist, verwendet· werden kann, wurde jedoch gefunden,
daß Ketone besonders gut geeignet sind. Beispiele für solche Ketone sind Aceton, Diäthylketon, Dipropylketon, Cyclo-
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hexanon, Methylethylketon, iithylpropylketon, Benzylphenylketon
und Butylphenylketon. Obwohl im allgemeinen diese Ketone weiterhin durch funktionelle Gruppen, die im System praktisch nicht
reagieren, substituiert sein können, z.B. durch Halogen-, Nitro—
und Kohlenwasserstoffgruppen, ist es doch günstiger, daß die Ketone nur Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthalten.
Ketone, die ein Kohlenstoffatom enthalten, das mit dem Garbonylkohlenstoffatom verbunden und ihm benachbart ist und
an dem mindestens ein Wasserstoffatom hängt, sind am wirksamsten.
Dementsprechend umfaßt eine besonders bevorzugte Gruppe von Ketonen die niedriger siedenden Ketone, z*Be solche, die unter
2000C sieden, wie Aceton, Acetophenon, Methyläthylketon und
Methylpropylketon oder Gemische dieser.
Gewöhnlich wird die Lösungsmittelmenge für die Herstellung der
so
MonoinerlosungenYb ere c Laie t, daß bei Temperaturen, unter denen eine nennenswerte Polymerisation noch nicht eintritt, eine homogene Lösung entsteht. Weiterhin kann in der die Monomere und den Katalysator enthaltenden Lösung die Konzentration der Monomeren etwa 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren und des Lösungsmittels, betragen. Es ist jedoch vorzuziehen, Konzentrationen zwischen 30 und 60 Gewichtsprozent zu verwenden· In gleicher Weise kann das Volumenverhältnis zwischen Lösungsmittelcnarge (heel) und Beschickungslösung variiert werden, doch beträgt es im allgemeinen etwa 0,25 : 1 bis 1 : 0,25. In bevorzugten Ausführungsformen werden etwa 1,b Volumteile
MonoinerlosungenYb ere c Laie t, daß bei Temperaturen, unter denen eine nennenswerte Polymerisation noch nicht eintritt, eine homogene Lösung entsteht. Weiterhin kann in der die Monomere und den Katalysator enthaltenden Lösung die Konzentration der Monomeren etwa 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren und des Lösungsmittels, betragen. Es ist jedoch vorzuziehen, Konzentrationen zwischen 30 und 60 Gewichtsprozent zu verwenden· In gleicher Weise kann das Volumenverhältnis zwischen Lösungsmittelcnarge (heel) und Beschickungslösung variiert werden, doch beträgt es im allgemeinen etwa 0,25 : 1 bis 1 : 0,25. In bevorzugten Ausführungsformen werden etwa 1,b Volumteile
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Zugabelösung auf 1,0 Volumteile Losungsmittelcharge (heel) verwendet,
wenigstens beim Ingangsetzen der Reaktion. Natürlich ist im kontinuierlichen Verfahren das Volumverhältnis zwischen
Zugaoelösung und der Lösungsmit"uelcharge von untergeordneter
Bedeutung.
Die Arbeitstemperatur der Losungsmittelcharge (heel), d.h. die
Polymerisationstemperatur, kann von der Temperatur, die nötig ist, um die Reaktion einzuleiten, verschieden sein. Die Starttemperatur
kann 5000C und mehr betragen. Bei allen Ausfü-hrungsforiaen
ist es jedoch praktischer, Temperaturen zwischen 75 und 2800G, vorzugsweise zwischen 150 und 2500C, anzuwenden. Um das
Reaktionsgemisch im flüssigen Zustund zu halben, muß notfalls unter dem Dampfdruck des Lösungsmittels oder geeigneten Inertgases,
wie Stickstoff, gearbeitet werden.
Die Anteile der Reaktionsteilnehmer, des Lösungsmittels und
des Katalysators, die für die Mischpolymerisationen verwendet werden, können in weiten Grenzen variiert werden, was hauptsächlich
von dem erwünschten herzustellenden Mischpolymerisat abhängt. Z.B. kann das Verhältnis zwischen Olefin und Maleinsäureverbindung
zwischen 1 : 1 und 20 : 1 und höher liegen, wenn Polymerisate hergestellt werden sollen, die die entsprechenden
molaren Anteile enthalten. Vorzuziehen sind jedoch Molverhältnisse zwischen Olefin und Maleinsäureverbindung zwischen 1 : 1
und 3 s 1.
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Wie schon gesagt, kann man das erfiiidungsgemäße Verfahren in
weiten Grenzen variieren, vorausgesetat, da3 alle drei Hauptbestandteile
auf einmal zusammengebracht und praktisch sofort auf die gewünschte Polymerisationstemperatur erhitzt werden.
Z.U. v/erden getrennte Ströme von Olefinverbindungen, i<Ialeinverbindung
und Katalysator, ob mit oder ohne Lösuugsinit ^eI, die
i'eürperaturen üa'uen, bei denen üie !.liüchpoly^ierisatiun noch nicht
stattfindet, in eir.er ^uf die Polymerisationstemperatur erüitzteu
Zone, in innige Berührung gebracht. I.ian erhalt diese Zone
am wirksamsten, indem man eine Lösungsmittelcharje mit den vorgenannten
Lösungsmitteln verwendet, die die gewünschte PoIy-„iierisationsteinperatur
hat. Auf diese Y/eise wird eine Teilmenge der Reaktionsteilnehmer praktisch sofort auf die Polymerisationstemperatur gebracht und reagiert sofort, wobei sich die Konzentration
der nicht umgesetzten Monomeren in der Reaktionszone nicht erhöht. Die Zugabegeschwindigkeit der Reakuionsteilnehmer
zur Iteakt ions zone v/ird vorzugsweise so geregelt, daß bei der
Polymerisationstemperatur nicht mehr als 3 Gewichtsprozent und vorzugsweise'nicht mehr als 1 Gewichtsprozent nicht umgesetztes
Iklonomeres vorliegen. Eine besonders wirksame Verfahrenstechnik,
die eine-besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt,
besteht darin, daß eine vollständig mischbare und homogene Lösung der Monomere und des Katalysators bei einer Temperatur,
unterhalb der noch keine wesentliche Polymerisation auftritt, in einen Reaktor oder eine Reaktionszone eingeleitet wird,
in der eine Charge des Lösungsmittels, vorzugsweise des gleichen wie für die Herstellung der Beschickungslösung verwendeten, auf
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die gewünschte Polymerisations temperatur, im allgemeinen auf
über 0O0C ernitzt wird· In diesem bevorzugten Verfahren setut
die Polymerisation sofort ein, ohne daß eine wesentliche Konzentrationserhöhung
des nicht umgesetzten Monomeren erfolgt, wodurch keine unkontrollierbare Umsetzung, die zu explosiblen
Gemischen führen könnte, auftritt. Die so hergestellten Polymerisate
haben einen engeren Molekulargewichtsbereich als die bisher hergestellten, was durch die Tatsache erhärtet wird, daß
das gewonnene Polymerisat im allgemeinen einen engen ochmelzbereich
hat. Weiterhin ist nun die selektive Herstellung eines Polymerisates mit erwünschten spezifischen Eigenschaften, -ie
Molekulargewicht, Viskosität, Schmelzpunkt und bestimmten IJoI-verhältnissen
zwischen den Oo-^onomeren im Produkt möglich.
In einer anderen Ausführunjsxoriii iec Erfindung' wird ein Anteil
des verwendeten Lösungsmittels durch ein anderes oder liilfslösungsmittel
ersetzt, das die luoxiouere li'st, in dem aber das hergestellte
Mischpolymerisat normalerweise unlöslich ist. In diesem
Pail sind die Anteile der beiden Lösungsmittel so, daß das
hergestellte Polymerisat unter den Polymerisationsbedingungen im Lösungsmittelgemisch löslich ist. Die Lilfslösungsmittel sind
auch in den angegebenen Lösungsmitteln löslich, wobei eine praktisch
homogene Lösuxig des Produktes im Reaktionsgemisch erhalten wird. Durch diese Ausführungsform können dadurch wirtschaftliche Vorteile erzielt werden, daß teurere Lösungsmittel teilweise
durch billigere ersetzt werden können. Darüber hinaus ist
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eine Leichtere ϊ/i ed eisgewinnung eines jeden im Gemisch verwendeten
Lösungsmittels möglich, ,/eiterhin wurde ganz unerwarteterweise
gefanden, daß die Verwendung eines Lösungsmittelgemisches
in einem reineren Produkt mit sehr gunstigen Eigenschaften führt, derart, daß diese Polymere, insbesondere die Polymere yob. Styrol-
und Maleinsäureanhydrid, in einer Äcetonlösuxig eine Viskosität
von weniger als etwa 1 Oentistoke, sowie ein Molekulargewicht
von weniger als 2000 haben. Ea wurde außerdem noch gefunden, daß
die Verwendung von Losuugsmivbelgemisehen, insbesondere von Ge-
'alL 3 ο he U aus einem Keton und einem Kohlenwasserstoff, zu Mischpolymerisaten
führt, die eine bessere Farbe haben, und deren hydrolysierte Lösungen weniger viskos sind als solche, bei
denen ein Keton allein als Lösungsmitüel verwendet wurde.
Als Hilfslüsungsmittel können die üblichen Kohlenwasserstoffe
und halogenierten Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Diese lösungsmittel sollen unter den iieaktionsbedingungen flüssig
und praktisch reaktionsträge sein, obgleich man auch kettenabbrechendt!
Lösungsmittel verwenden kann, was sogar in den meisten Fällen vorzuziehen ist. Diese Lösungsmittel umfassen z.U. die
ITaphthal ^kohlenwasserstoffe und die Aromaten, wie Benzol, Toluol,
Cumol, p-Cymol, Xylol, Äthylbenzol, 'ietrahydronaphthalin oder
Gemische dieser Verbindungen. Geeignete Halogenkohlenwasserstoffe
sind ..;OB. die verschiedenen Chlor-, Brom- und Jodhexane,
Tetmohiorkohionstoff, ..iethylendi chlor id, ChlorcycLohexan, ühloroι.
und nenr.ylohlurid, »vubui die chlorierten Aromaten am
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2 {)
BAD ORIGINAL
wirksamsten sind. Eine besonders brauchuare Gruppe von uilfslösungsmitteln
umfaßt KohlenwasserstoiTverüindungexi von der vorgenannten
Art, in denen ein Konlenstoffatom mit einem sechsgliedrigen
homocyelischen King verbunden ist, wobei dieses Kohlenstoffatom
mit wenigstens einem ,Vasserstoffatom verb ium en ^st
und uie üurigen windungen des Konienstoffatoms lurch einen
Alkyl- Aryl- oder Alkarylrest, vorzugsweise einen AlkyLrest,
worin die Alkylgruppe 1 - 4 Kohlenstoifatome enthält, abgesättigt
sind» Die Verwendung dieser speziellen blasse von hilfsiösuugsmitteln
in Verbindung mit dem nauptlösuiigsmittel erlauot selektivere
Verfahren zur nei'steilung von Mischpolymerisaten, i:iSDesondere
aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, deren uolekular" ..·-
wicht, Schmelzpunkt und Viskosität vorteilhaft sind. Von diesen besonders bevorzugten Lösungsmitteln mit dieser s^eziollen Gruppe
sind Cumol, o-,m-, oder p-Cymol, Diisopropylbenzol und Tdisopropylbenzol
besonders geeignet,
In ein Mischgefäß von etwa 11,4 Litern (3 US-Gallons) Passungsvermögen
wurden 1130 g Aiethyläthyliceton eingetragen. Dazu wurden
unter Rühren 777 g Maleinsäureanhydrid gegeben. Y/eiterhin wurden
828 g Styrol und 95 g ßenzoylperoxyd unter leichtem llühren zugeführt,
um die Auflösung aller Bestandteile im Methylethylketon
zu bewerkstelligen, Alle Mischoperationen wurden im wesentlichen
bei Zimmertemperatur ausgeführt. JDh. .so nergestelltu Lösung wird
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in folgenden allgemein als "Losung A" bezeichnet.
In ein getrenntes Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl von etwa
19 Litern (5 Gallons) Fassungsvermögen, das mit einem Innenmischer,
einer Vorrichtung zum Heizen des .Reaktionsgefäßes,
einem Einfüllorgan für Reaktionsteilnehmer und einem Ablaßorgan der Reaktionsprodukte ausgerüstet ist, wurden 3220 g liiethyläthylketon
eingetragen. Diese Llethyläthylketoncharge wurde unter
ihrem eigenen Dampfdruck (etwa 4»42 at (65 psi) auf etwa 145°C
erhitzt. Dann wurde die lösung A, die wie beschrieben, vorgemischt
war, innerhalb einer Stunde kontinuierlich in das die Lüsungsmittelcriarge enthaltende Reaktionsgefäß eingetragen,
während die Temperatur,nötigenfalls durch Erwärmung oder Kühlung,
praktisch auf 145°C und der Druck auf etwa 4,42 at gehalten wurde.
Die Umsetzung erfolgte praktisch sofort, iiachdem die Lösung
A vollständig in das Reaktionstjefäß eingetragen worden war, wurde
der Druck abgelassen, wodurch ein großer Anteil des Lösungsmittels
verdampfte. Das Reaktionsgemiuch (eine homogene Lösung) wurde dann unter "Vakuum gesetzt, um das zurückgebliebene tlethylätirlketon
abzudampfen. Das gebildete Polymerisat, das noch kleine .uleiven liethyläthylketon enthielt, wurde dann bei 1100C getrocknet, wobei das entweichende ilethyläthylketon wiedergewonnen
wurde. Das Produkt wurde zu einem weißen, freifließenden Pulver zerkleinert und eine Probe davon analysiert· Das Produkt hatte
einen Schmelzbereich von 150 bis 16O°C, 10 g desselben wurden
in Aceton auf ein Volumen von 100 ml gelöst. Die "Viskosität die-
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ser Lösung, die nach einem Standardverfahren mit einem Oswald-Viskosimeter
bei 300Ce Der Farbwert dieser Lösung nach der
Gardner'sehen Farbskala war gleich 1.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, ausgenommen, daß bei der Herstellung der Lösung A 3597 g Methyläthylketon,
1656 g Styrol, 777 g Maleinsäureanhydrid und 76 g
Benzoylperoxyd verwendet wurden. Alle anderen bedingungen und Mengenanteile waren praktisch die gleichen. Das Molverhältnis
Styrol zu Maleinsäureanhydrid war etwa gleich 2 : 1 und man verwendete eine kleinere Menge Benzoylperoxyd. Hach der Aufarbeitung
des Produktes und der Analyse, die im wesentlichen wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden, wurde eine etwa 100 ^ige Umwandlung
aller Reaktionsteilnehmer zum Mischpolymerisat festgestellt, was beweist, daß das Mischpolymerisat aus 2 Molen Styrol
und 1 Mol Maleinsäureanhydrid zusammengesetzt ist. Das Produkt hat eine Säurezahl von 383 (theoretischer Wert 366), einen
Schmelzbereich von 150 bis 17O0C und die Viskosität einer Lösung
von 10 g Produkt in 100 ml Aceton bei 300C betrug 0,847 Centistokea.
Der Farbwert der Acetonlösung nach der Gardner'sehen ·
Farbskala war 1·
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BAD OBSGlNAL
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt, ausgenommen, daß bei der herstellung der Lösung A 76 g Benzoylperoxyd,
2484 g Styrol und 777 g Maleinsäureanhydrid in 3597 g Methylethylketon bei Zimmertemperatur aufgelöst wurden. Die Methyläthylketoncharge
im Reaktionsgefäß betrug 3220 g„ Demnach kommen etwa 3 Mol Styrol auf 1 Mol Maleinsäureanhydrid. Nach der
Aufarbeitung des Produktes, wie in Beispiel 1 beschrieben, ergab die Analyse, daß das Produkt einen Schmelzbereich von
155 bis 1700C und eine Säurezahl von 291 hatte. Die Viskosität
der 10 yoigen Acetonlösung betrug 0,993 Centistoke und der Farbwert
nach der Gardner'soiien Farbskala war gleich. 1·
Die Lösung A, die 657 g Aceton, 123 g Maleinsäureanhydrid, 131 g Styrol und t>
g einer 30 '/oigen wässrigen Wasserstoffperoxydlösung
enthielt, wurde langsam in einen 2-Liter-Harzkessel eingetragen, der 590 g Aceton enthielt, das unter Rückfluß siedete,
Während der Zugabe, die sich über einen Zeitraum von 60 Minuten erstreckte, wurde das Aceton unter Rückfluß erhitzt und die
Mischung gerührt. Das Gemisch wurde dann noch 30 Minuten weitergerührt und unter Rückxluß gekocht. Nach dem Abdestillieren des
Acetons aus dem Gemisch wurden 250 g eines praktisch trockenen, pulverigen Produktes erhalten. Die angegebene Menge entspricht
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einer Ausbeute von 98,5 i°· Das Produkt wurde mit 462 g Wasser
und 302 g einer 58 c/oigen Ammoniumhydroxydlösung versetzt und
das erhaltene Gemisch zweieinhalb Stunden unter itühren bei 900C
erhitzt· Es entstand eine klare Lösung des hydrolysieren Harzes.
Aus 285 g Methylethylketon, 123 g Maleinsäureanhydrid, .131 g
Styrol und 1,5 g Benzoylperoxyd wurde bei Zimmertemperatur eine Losung A hergestellt, während in einem getrennten Kessel 254 g
Methyläthylketon auf Rückflußtemperatur erhitzt wurden· Dann wurde diese Lösung A innerhalb von 30 Minuten unter kontinuierlichem
Rühren in den Kessel eingetragen und das Gemisch noch 30 Minuten unter Rückfluß gekocht· Darauf wurde das Reaktionsgefäß unter Vakuum gesetzt, um einen Teil des Methyläthylketons
en
zu entfernen. Bs hinterblieÖ etwa 429 g einer zähen Masse. Diese Masse wurde auf eine Schale gebracht und in einem Ofen bei 1100C eine Stunde getrocknet. Das getrocknete Material wurde in einem Mörser in Stücke gebrochen und dann eine weitere Stunde bei 11O0C getrocknet. Die Analyse des Produkts ergab eine Säurezahl von 520 und einen Schmelzbereich von 225 bis 285°C. Die Ausbeute betrug 243 g oder 95,5 £· 10 g Produkt wurden in Aceton gelöst, auf 100 ml aufgefüllt und die Viskosität bei 300C in einem Ostwald-Viskosimeter bestimmt. Die Viskosität betrug 11,9 Centistokes. Die Farbe der Acetonlösung entsprach einem Wert von weniger als 1 nach der Gardner'sehen Farbskala,
zu entfernen. Bs hinterblieÖ etwa 429 g einer zähen Masse. Diese Masse wurde auf eine Schale gebracht und in einem Ofen bei 1100C eine Stunde getrocknet. Das getrocknete Material wurde in einem Mörser in Stücke gebrochen und dann eine weitere Stunde bei 11O0C getrocknet. Die Analyse des Produkts ergab eine Säurezahl von 520 und einen Schmelzbereich von 225 bis 285°C. Die Ausbeute betrug 243 g oder 95,5 £· 10 g Produkt wurden in Aceton gelöst, auf 100 ml aufgefüllt und die Viskosität bei 300C in einem Ostwald-Viskosimeter bestimmt. Die Viskosität betrug 11,9 Centistokes. Die Farbe der Acetonlösung entsprach einem Wert von weniger als 1 nach der Gardner'sehen Farbskala,
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Oas Verfahren von Beispiel 5 wurde im wesentlichen wiederholt,
au s ge no minen, daß nur 0,03 g Benzoylperoxyd verwendet wurden,
wogegen alle anderen Mengenverhältnisse und Bestandteile identisch waren. In diesem Fall erhielt man 236 g getrocknetes Produkt,
entsprechend einer Ausbeute von 93 i°· Das Produkt hatte
eine Säurezahl von 517, eine Viskosität von 111 Centistoke (in Acetonlösung), und einen Farbwert von weniger als 1 nach der
Farbskala von Gardner.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines Mischpolymeren
aus Styrol und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis 1 : 1 mit niedriger Viskosität und niedrigem Molekulargewicht in einem
größeren Maßstab.
In ein Heaktionsgefaß aus rostfreiem Stahl von etwa 304 Litern
Fassungsvermögen (80 US-Gallons), das mit einer äußeren Heizvorrichtung und mit einer Überlaufvorrichtung für das gelöste
Produkt bei einem Volumen von etwa 247 Litern (65 US-Gallons) versehen war, wurden etwa 209 Liter (55 US-Gallons)Methyläthylketon
zugegeben. Diese Lösungsmittelcharge wurde bei einem Druck von etwa 4,75 at (70 psi)" erhitzt und während des Versuches unter
diesen Bedingungen gehalten, wobei laufend gerührt wurde.
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In einem getrennten Mischgefäß wurden etwa 237 kg (522 lbs) Methyläthylketon, etwa 45,4 kg (100 lbs) Maleinsäureanhydrid,
etwa 48,6 kg (107 lbs) Styrol und 5,45 kg (12 lbs) Benzoylperoxyd
bei Zimmertemperatur gründlich miteixiander vermischt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Diese lösung wurde innerhalb
von 4 Stunden kontinuierlich in das Reaktionsgefäß eingetragen, das das unter Rückfluß kochende laethyläthylketon enthielt, wobei
die Lösung des Produktes kontinuierlich durch das überlaufrohr
des Reaktionsgefäßes abgezogen wurde. Der Überlauf wurde in einem Druckgefäß gesammelt, ITach Beendigung der Zugabe wurde der Druck
aus dem Sammelgefäß abgelassen, Vakuum angelegt und auf 1580G
erhitzt, um das Methyläthylketon vom Produkt zu trennen. Im Sammelgefäß verblieb das geschmolzene Produkt, das abfliegen gelassen,
abgekühlt und dann au einem freifließenden weißen Pulver
gemahlen wurde. Die Viskosität in Acetonlösung betrug 0,749 Centistoke bei 3O0C.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung eines Katalysatoraktivators.
Das Verfahren nach Beispiel 5 wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Llethyläthylketoncharge 2 ml IJ,IJ-Dimethylanilin
als Katalysatoraktivator zugegeben wurden. ITach :5eendigung
der Reaktion und Aufarbeitung ο es Produktes betrug die
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Ausbeute 98,5 '/ο, Bas harz hatte eine Säurezahl von 534, eine
■iaicositüt voxi 2,94 'Jentistoke in Acetonlösung und einen Farbwert
von 1-2 nach der Farbskala nach Gardner»
Das Beispiel 8 zeigt, daß bei Verwendung des Katalysatoraktivators
ein Produkt erhalten wird, das eine geringere Viskosität in
Acetonlösung hat, als Produkte, die bei genau den gleichen Bedingungen, aber ohne Aktivator hergestellt wurden. Es wurde geiunden,
daß ira allgemeinen die Viskosität des erhaltenen Produktes umso niedriger ist, je höher der Anteil des Aktivators
im Verhältnis zum Katalysator iste So wurden, bei der V/iedernolung
des Verfahrens nacn Beispiel 8 mit jeweils 0,15 ozw. 0,75 g Dirnethylanilin Viskositäten von ό,85 bzw. 4,42 Centistoke
in Acetonlösung erhaltene Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt,
iiena andere Katalysatoraktivatoren als die hier beüchrieoenen
verwendet wuraen,
Beispiel 9 Verwendung eines Ililfslösungsmittels.
Das Verx'ahren von Beispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt,
ausgenommen daß die hergestellte lösung A aus 1130 g eines Lösungsmittels,
das gleicne Gewichtsteile Methylethylketon und Gumol
enthielt, 777 g Maleinsäureanhydrid, 828 g Styrol und 76 g Dicumylperoxyd bestand» Die Lösungsmittelcharge im Keaktions-
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BAD ORIGINAL
gefäß enthielt 4000 ml eines Gemisches aus gleichen J-evvientstellen
Methylethylketon und Cumol. Diese LösungsmittelcLurge
wurde· auf 176°G erhitzt und wahrend des Versuches auf dieser
Temperatur gehaltene Der Druck betrug etwa 6,6 at (97 psi) und
es wurde gerührt. Lösung A wurde im Verlauf einer Stuniie kontinuierlich
in die vorerhitzte Lösangsmittelcharge eingetragen,
!lach Beendigung der Zugabe wurde der Druck aus dem iieaktionsgefäß
abgelassen und ein Vakuum angelegt, um das luethyläthylketon
au entfernen. Dann wurde noch einmal ein Vakuum angelegt, um das Cumol zu entfernen. Die viskose, cumolbenetate Suspension
des Polymerisates wurde aus dem Reaktionsgefäß entfernt und mit
Petroläther gewaschen. Das gewaschene Produkt wurde dann in einer Kugelmühle mit etwa 2 Litern Petroläther gemahlen, filtriert
und bei 1100C getrocknet. Das froifließende, weiße I-ulver hacte
eine Viskosität von 0,642 Centistoke in Acetonlösung u..d einen
Farbwert von 1 nach der Gardnerfsehen Farbskala.
Das Verfahren von Beispiel 9 wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß nur 38 g Dicumylperoxyd als Katalysator
verwendet wurden, und die Lösungsmittelcharge 4000 ml eines Gemisches aus gleichen Volumteilen Cumol und Methylethylketon enthielt.
Alle anderen Bedingungen waren im wesentlichen identisch. Das aufgearbeitete Produkt hatte eine Säurezahl von 494, einen
Schmelzbereich von 175 bis 185"C und eine Viskosität von 0,o82
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Ceiitistoke in Aeetonlösung«
Unter Verwendung der in Beispiel 7 beschriebenen Methode v/urde
die lösung A mit etwa 214 kg (471 lbs) Lösungsmittelgemisch aus
70 Gewichtsprozent Cumol und 30 Gewichtsprozent Liethyläthylketon,
in das unter Rühren bei Zimmertemperatur etwa 68,1 kg (150 lbs)
xiialeinsäureanhydrid, etwa 145»5 kg (321 lbs) Styrol und 1110 g
und
Dicumylperoxyd eingetragerifgründlich vermischt wurden, hergestellt.
Im Reaktionsgefäß befanden sich etwa 247 Liter (65 US-Gallons) einer Mischung aus 70 Gewichtsprozent Cumol und 30
Gewichtsprozent ilethylätliylketon sowie 50 αβ>
Gewicntsprozent Polymer aus einem vorausgegangenen Versuch. Dieses Lösungsmittelgemisch
wurde während des ganzen Versuches auf 227°C erhitzt, wobei der Druck etwa 9,5 - 10,2 at (140 - 150 psi) betrug. Die
Lösung Α wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,6 - 2,5 kg (3>5 - 5,5 lbs) Reaktionsteilneh;iier pro LIinute zu der vorernitzten
LösunjsmiL i,elchar-^e gegeben. Hach Beendigung der Zugabe wurde
das Produkt v;ie im vorhergegangenen Beispiel aufgearbeitet. Dieses.Produkt hatte eine Viskosität von 0,745 in Acetonlösung,
einen Farbwert von 1 nach Gardner und die Umsetzung zu dein. I.lischpolyneriu-.t,
das Styrol und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis von 2 : 1 enthielt, war praktisch quantitativ.
ähnliche Ergebnisse, wie in den Beispielen abgegeben, werden mit
den anderen hier beschriebenen Olefinen, Maleinsäureverbindungen,
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ORiG/NAL
Katalysatoren, Lösungsmitteln und jReaktionsbedingungen erzielt,
insbesondere wenn die genannten Ketone und die in den Beispielen 9-11 beschriebenen Kohlenwasserstofflösungsmittel variiert
verwendet werdeno
In den Systemen, in denen ein Lösungsmittelgemisch verwendet wird (siehe Beispiel 9-11) ist es ratsam, ein Hilfslösungsmittel
aus einem Kohlenwasserstoff zu verwenden, dessen Siedepunkt über dem Siedepunkt des anderen Lösungsmittels (Keton)
liegt. Im allgemeinen soll das Hilfslösungsmittel einen Siedepunkt
haben, der mindestens 20° höher als der des llauptlösungsmittels ist« Das Mengenverhältnis zwischen Hilfslösungsmittel
und hauptlösungsmittel kann über einen weiten Bereich variiert werden, vorausgesetzt, daß sowohl die Monomeren als auch das
polymerisierte Produkt bei der Uiasetzungstemperatur und dein Umsetzungsdruck
praktisch vollständig im Lösungsiaittelgemisch löslich
sind. Im allgemeinen wird man 20 - 75 Prozent, vorzugsweise aber 50 - 70 Gewichtsprozent Hilfslösungsmittel, bezogen auf
das Gewicht des Lösungsmittelgemisches.verwenden.
■|7ie bereits erläutert und durch die Beispiele veranschaulicht,
wird die Beschaffenheit des erhaltenen polymeren Produkts, insbesondere im Hinblick auf seine Viskosität und sein Molekulargewicht,
durch eine Reihe von Faktoren beeinflußt, z.B. durch die Konzentration der Monomeren in der Beschickungslösung, die PoIymeriBationstemperatur,
die Konzentration des Katalysators und
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BAD ORfCLNAL
die relativen Konzentrationen der verwendeten Lösungsmittel, doch i&t ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet für
die herstellung von Mischpolymerisaten aus Monoolefinen und iüaleinsäureverbindungen, wie Styrol und Maleinsäureanhydrid, die
im Molverhältnis von etwa 3 J 1 und 1 : T vorliegen.
Die Produkte, die unter diesen Bedingungen entstehen, haben einen
Schmelzpunkt von weniger als 2250C, einen Schmelzbereich von
weniger als 250C und ein Molekulargewicht von weniger als 3000
(oft unter etwa 2000) und eine Viskosität von weniger als 1,0 Centistoke in Acetonlö'sung.
tfie bereits angegeben, haben die erfindungsgemäö hergestellten
Mischpolymerisate eine ausgedehnte Verwendbarkeit. Sie können 2.B0 in Klebstoffen und iiindemitteln und als Überzüge für Papier,
Keramik, Leder und Textilien verwendet werden. Man kann sie auch
zur herstellung von wässrigen Lösungen mit Alkalien, Ammoniak oder organischen Basen verwenden, insueeondere die Mischpolymerisate
mit niedrigem Molekulargewicht und niedriger Viskosität,
die wässrige Losungen von geringer Viskosität ergeben. Diese Lösungen sind sehr geeignet für die herstellung von Überzügen.
Weiterhin können die Lösungen der Mischpolymerisate direkt, wie sie aus der Umsetzung erhalten wurden, für die Herstellung von
Überzügen verwendet werden. Ferner können aie mit einwertigen Alkoholen zu den verschiedensten Veresterungsprodukten, wie Teilester,
Halbester und Vollester umgesetzt werden, die ebenfalls
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für Überzugsmassen verwendbar sind. Schließlich können sie mit
den verschiedenartigsten mehrwertigen Alkoholen zu Massen umgesetzt,
werden, die fir Überzüge geeignet sind.
- Patentansprüche
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Claims (1)
- PatentansprücheΊ. Verfahren zur Herstellung von Mischpolymerisaten nach Anmeldung P 18 139 IYd/39c, dadurch gekennzeichnet, daß ein Olefin, eine Maleinsäureverbindung und ein freie Radikale bildender Katalysator zur gleichen Zeit mit einem Lösungsmittel im Berührung gebracht werden, das auf die erforderliche Polymerisationstemperatur vorerhitzt und das ein Lösungsmittel sowohl für die Monomeren als auch für das entstandene Mischpolymere ist·2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Lösungsmittel auf eine Temperatur zwischen 150 und 25O0C vorerhitzt wird.3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorerhitzte Lösungsmittel weniger als 3 Gewichtsprozent nicht umgesetztes Monomer enthält.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Olefin Styrol und als Maleinsäureverbindung Maleinsäureanhydrid verwendet werden.5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart eines Aktivators für den verwendeten Katalysator durchgeführt wird.209841/08826β Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Benzoylperoxyd verwendet wird, der in Mengen von 0,02 und j? Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, angewendet wirdeVerfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren und der Katalysator in einem Lösungsmittel gelöst werden und diese Beschickungslösung zu der vorerhitzten Lösungsmittelcharge gegeben wird,,8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungslösung etwa 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, Monomere und Katalysator enthält und daß die Volumina der Beschickungslösung und der Lösungsmittelcharge etwa gleich sind»9. Veriahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefin und die Maleinsäureverbindung in praktisch äquimolaren Mengen verwendet werden010. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das olefin und die Maleinsäureverbindung in einem Molverhältnis von mindestens 2 : 1 verwendet werden»11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methyläthy!keton verwendet wird.209841/0882 BAD12β Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Gemisch aus -mindestens einem Lösungsmittel für das Monomere und das hergestellte Mischpolymerisat und aus mindestens einem anderen Lösungsmittel für das Monomere, in dem. aoer das Mischpolymere normalerweise unlöslich ist, verwendet wird«13· Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Gemisch aus einem Keton und einem aromatischen Kohlenwasserstoff verwendet wird.14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel ein Gemisch aus Methyläthylketon und Cumol verwendet wird, das vorzugsweise aus etwa gleichen Gewichtsteilen dieser Verbindungen zusammengesetzt ist.2098 A 1/0882
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