DE1645345A1 - Process for the preparation of copolymers of butene-1 and propylene - Google Patents
Process for the preparation of copolymers of butene-1 and propyleneInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMA CHEMIST
5 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2 16453455 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2 1645345
Köln, den 28. April 1966 Eg/Ax/stCologne, April 28, 1966 Eg / Ax / st
150 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017 (V.St.A.)150 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017 (V.St.A.)
und Propylenand propylene
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Copolymeren von Buten-1 und Propylen.The invention relates to a process for the preparation of new copolymers of 1-butene and propylene.
Buten-1 und Propylen können bekanntlich zu kristallinen Polymeren homopolymerisiert werden. Diese Homopolymeren werden mit einem isotaküschen Index (gemessen als Menge in Gew.-%, die in siedendem Diäthyläther unlöslich ist) in der Größenordnung von 95 - 98 hergestellt. Wenn jedoch diese Olefine copolymerisiert werden, ist das gebildete Copolymere weniger kristallin. Dies ist an einem geringeren isotaküschen Index erkennbar.It is known that butene-1 and propylene can be homopolymerized to give crystalline polymers. These homopolymers are produced with an isotopic index (measured as an amount in% by weight that is insoluble in boiling diethyl ether) on the order of 95-98. However, when these olefins are copolymerized, the copolymer formed is less crystalline. This can be recognized by a lower isotopic index.
Polybuten-1 hat zwei hauptsächliche Kristallformen. Nach Abkühlung aus der Schmelze bildet sich eine metastabile Kristallmodifikation, die als "Form II" bekannt ist. Nach - einer gewissen Zeit von gewöhnlich mehreren Tagen geht die Form II in eine stabile Modifikation über, die als "Form I" bekannt ist. Der Übergang von der Form II zur Form I ist von einer Veränderung der Dimensionen im Polymeren begleitet. Diese Unbeständigkeit der Form bei Polybuten-1 ist für viele Anwendungen nachteilig. Beispielsweise verlieren Folien, die zunächst klar sind, ihre optische Klarheit, wenn das Polymere die Kristallform wechselt.Polybutene-1 has two main crystal forms. To Cooling from the melt forms a metastable crystal modification known as "Form II". To - it goes on for a certain period of time, usually several days Form II into a stable modification known as "Form I". The transition from Form II to Form I is accompanied by a change in dimensions in the polymer. This instability of shape in polybutene-1 is common to many Applications disadvantageous. For example, slides that are initially clear lose their visual clarity when that Polymers change their crystal form.
00982 0/169900982 0/1699
Es wurde nun gefunden, daß kristalline Copolymere von Buten-1 und Propylen, die die erwünschten Eigenschaften eines Buten-1-homopolymeren haben, jedoch nicht die unerwünschte Phasenumwandlung und Unbeständigkeit der Form aufweisen, die für diese Homopolymeren charakteristisch sind, nach einem Verfahren hergestellt werden können, bei dem die Wahl der Reaktionsbedingungen, die Mengenverhältnisse der Reaktionsteilnehmer und die Katalysatorkomponenten entscheidend wichtig sind· Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Copolymer en von Buten-1 und Propylen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Monomerengemisch, das 91 -95, insbesondere 92 Mol-% Buten-1 und 9-5, insbesondere 8-6 Mol-$ Propylen enthält, bei einer Temperatur zwischen 54 und 66° C, insbesondere bei 60° C in Gegenwart eines Katalysatorsystems copolymerisiert, das Titantrichlorid, Diäthylaluminiumjodid und Diäthylaluminiumchlorid enthält, wobei das Mol-Verhältnis von Diäthy^fenlorid zu Diäthylaluminiumjodid 4s 1 bis 0,5x1, insbesondere 1,5ϊ1 bis 0,5 si und das Mol-Verhältnis von Aluminium zu Titan 3s1 bis 6s1 beträgt.It has now been found that crystalline copolymers of butene-1 and propylene have the desired properties of a butene-1 homopolymer, but not the undesirable one Exhibit phase transition and instability of shape characteristic of these homopolymers are, can be prepared by a process in which the choice of the reaction conditions, the quantitative ratios the reactants and the catalyst components are critically important · is the subject of the invention Accordingly, a process for the preparation of copolymers of butene-1 and propylene, which is characterized in that a monomer mixture that 91 -95, in particular 92 mol% Butene-1 and 9-5, in particular 8-6 mol- $ propylene, at a temperature between 54 and 66 ° C, in particular copolymerized at 60 ° C in the presence of a catalyst system, the titanium trichloride, diethylaluminum iodide and contains diethylaluminum chloride, the molar ratio of diethy ^ fenloride to diethylaluminum iodide 4s 1 to 0.5x1, in particular 1.5ϊ1 to 0.5 si and the molar ratio from aluminum to titanium is 3s1 to 6s1.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Produkte sind Copolymere von Buten-1 und Propylen, die bei Abkühlung aus der Schmelze schnell von der metastabilen Form II zur stabilen Form I übergehen, eine Nachkristallisation von weniger als 0,5 Gew.-% und einen Zugmodul von mehr als 1-750" kg/cm haben.The products made according to the invention are copolymers of butene-1 and propylene, which, when cooled from the melt, quickly change from the metastable form II to the stable one Form I pass over, a post-crystallization of less than 0.5% by weight and a tensile modulus of more than 1-750 "kg / cm to have.
Die Copolymeren von Buten-1 und Propylen haben die erwünschten hervorragenden physikalischen Eigenschaften der Homopolymeren von Buten-1, nämlich Zähigkeit, hohe Bestähdigkeit gegen Spannungsrißkorrosion und hohe Durchlässigkeit für Sauerstoff. Ihre Röntgenbeugungsbilder und Infrarotspektren sind typisch für Buten-1-homopolymer e*'in der Kristallmodifikation I. Eine genaue Betrachtung des Röntgenbeugungsbildes der Copolymeren zeigt jedoch, daß der Zwischenebenenabstand d der Reflexion 110 der Form I eine 8 bis 10#ige Verringerung erfahren hat. Dies spiegelt eineThe copolymers of butene-1 and propylene have the desired ones excellent physical properties of homopolymers of butene-1, namely toughness, high resistance to stress corrosion cracking and high permeability for oxygen. Your X-ray diffraction patterns and infrared spectra are typical of butene-1 homopolymer e * 'in the Crystal modification I. A close look at the X-ray diffraction pattern however, the copolymer shows that the interplanar distance d of the Form I reflection 110 is a Has experienced 8-10 # reduction. This reflects a
00 9 820/Ί 69900 9 820 / Ί 699
Kontraktion der Elementarzelle als Folge des Einbaues der kleineren Propylenmoleküle in ein Polybuten-1-Kristallgitter wider·Contraction of the unit cell as a result of the incorporation of the smaller propylene molecules in a polybutene-1 crystal lattice contrary·
Bei Abkühlung der Oopolymeren aus der Schmelze (d.h. aus dem geschmolzenen Zustand) gehen sie äußerst schnell von der Form II in die stabile Form I über. Die Form II ist tatsächlich im allgemeinen nicht nachweisbar. Demzufolge sind sie maßhaltig und erfahren keine weitere Kristallveränderung, so daß nur eine minimale Naehkrififcallisation ' festgestellt wird. Die Größe der Nachkristallisation ist geringer als 0,5 Grew.-#, gemessen über eine Zeit von 24 Std.When the co-polymers cool from the melt (i.e. from the molten state), they go off extremely quickly form II to stable form I. Indeed, Form II is generally undetectable. As a result are they dimensionally stable and do not experience any further crystal changes, so that only a minimal detailed description ' is detected. The size of the post-crystallization is less than 0.5 Grew .- #, measured over a period of 24 hours.
in
in einer Dichte-gradienten—Säule,/der die prozentuale Veränderung
der Dichte des Polymeren als Fuktion der Zeit gemessen wird.in
in a density gradient column which measures the percentage change in the density of the polymer as a function of time.
Der Zugmodul der Copolymeren, bestimmt nach der ASTM-Methode D638 unter Verwendung einer Probe D4-12, ist größer als 1750 kg/cm und liegt gewöhnlich zwischen 1750 und 2450 kg/ cm ψ The tensile modulus of the copolymers, determined by ASTM method D638 using a sample D4-12, is greater than 1750 kg / cm and is usually between 1750 and 2450 kg / cm ψ
Die Oopolymeren haben hervorragende elektrische Isoliereigenschaften, Zähigkeit und Flexibilität. Demgemäß eignen sie sich als solche oder in Mischung mit anderen Polymeren als Draht- und Kabelisolierung, zur Herstellung von Rohren, Folien, Überzügen, Säcken für starke Beanspruchungen, Verpackungen für Nahrungsmittel und andere Zwecke·The polymers have excellent electrical insulation properties, Tenacity and flexibility. Accordingly, they are suitable as such or as a mixture with other polymers as wire and cable insulation, for the production of pipes, foils, coatings, bags for heavy use, packaging for food and other purposes
Zur Herstellung der Copolymeren mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften müssen mehrere entscheidend wichtige Faktoren sorgfältig beachtet werden· Diese Faktoren sind die Mengenverhältnisse der Monomeren, die Zusammensetzung des Katalysators und die Reaktionsbedingungen. Die Copolymerisation kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden.To produce the copolymers with the properties described above, several must be decisive important factors are carefully considered · These factors are the proportions of the monomers, the composition of the catalyst and the reaction conditions. The copolymerization can be batch or continuous be performed.
Die zur Herstellung der Copolymeren verwendeten Monomeren sind Buten-1 und Propylen· Das Llolverhältnie der Monomeren muß bei 91-95 Kol-£ Buten-1 und 9-5 Hol~?6 Proylen gehalten werden. Bevorzugt wird ein Verhältnis von 92 bisThe monomers used to make the copolymers are butene-1 and propylene · the molar ratio of the monomers must be kept at 91-95 butene-1 and 9-5 hol ~ 6 propylene will. A ratio of 92 to is preferred
C Γ S 8 2 0 / 1 6 9 ?C Γ S 8 2 0/1 6 9?
94 Uol-c/> Buten-1 zu 8-6 Mol-% Propylen. Dies wird in den folgenden Beispielen veranschaulicht,94 Uol- c /> butene-1 to 8-6 mol% propylene. This is illustrated in the following examples,
In einer Reihe von Versuchen wurden Propylen und Buten-1 chargenweise in Masse copolymerisiert, wobei das Molverhältnis von Propylen zu Buten-1 im Einsatz bei jedem Versuch verändert wurde. Bei jedem Versuch wurden als Katalysatorkomponenten Titantrichlorid (3TiCl,.AlCl,) und ein Gemisch von 80 Mol-# Diäthylaluminiumchlorid und 20 Mol-# Diäthylaluminiumjodid (4*1) verwendet, wobei das Molverhältnis von Aluminium zu Titan 3s1 betrug. Jeder Versuch wurde 1 Std. bei 66° C durchgeführt.In a series of experiments propylene and butene-1 copolymerized batchwise in bulk, the molar ratio of propylene to butene-1 being used in each experiment was changed. In each experiment, titanium trichloride (3TiCl, .AlCl,) and a Mixture of 80 mol # diethylaluminum chloride and 20 mol # Diethylaluminum iodide (4 * 1) was used, the molar ratio of aluminum to titanium being 3s1. Every attempt was carried out at 66 ° C. for 1 hour.
51Ur jedes Polymerprodukt wurde die prozentuale Dichteveränderung während einer Zeit von 24 Std. und der Zugmodul bestimmt. Die Ergebnisse für jeden Versuch sind nach-. stehend in Tabelle I genannt.5 1 Ur each polymer product was determined the percent change in density for a period of 24 hrs., And tensile modulus. The results for each attempt are post-. listed in Table I.
Beispiel Einsatz, Mol-$ Dichte- Zugmodul, Buten-1 Propylen änderung kg/cm2 Example insert, mole density tensile modulus, butene-1 propylene change kg / cm 2
Gew.-^ Wt .- ^
21242124
28822882
1,85 2784 1,39 26721.85 2784 1.39 2672
0,96 25720.96 2572
0,40 21240.40 2124
0,23 20450.23 2045
3 92 8 0,21 18003 92 8 0.21 1800
15001500
0 C 9 8 2 0 / 1 6 9 .-?0 C 9 8 2 0/1 6 9 .-?
BeispielCf. -
example
BeispielComp.-
example
BeispielComp.-
example
BeispielComp.-
example
BeispielComp.-
example
BeispielCompare -
example
Den Kurven in der Abbildung liegen die in !Tabelle I genannten Werte zugrunde. Kurve A zeigt graphisch die Beziehung zwischen dem Propylenanteil in Mol-# im Einsatz aus Buten-1 und Propylen, der unter den erfindungsgemäßen Bedingungen polymerisiert wird, und dem Zugmodul des aus jedem Einsatz hergestellten Polymeren. Die Kurve B zeigt gleichlaufend die Beziehung zwischen dem Propylenanteil in Mol-# in diesem Einsatz und der Dichte—Änderung in Gew.-?ö (d.h. die prozentuale Naehkristallisation) für das gebildete Polymere über einen Zeitraum von 24 Std. Aus der Darstellung ist.ersichtlich, daß der Zugmodul des Polymeren mit steigenden Propylenmengen im Einsatz von Λ 100 °/o Buten-1 bis zu einem Maximum steigt und dann abfällt. ™ Bei einem Propylenanteil zwischen 8 und 9 i° ist der Zugmodul auf 1750 kg/cm gefallen. Oberhalb von 9 7< > Propylen liegt der Zugmodul ziemlich weit unter dem annehmbaren Minimum von 1750 cm für starke Beanspruchungen. Außer einem hohen Zugmodul von wenigstens 1750 kg/cm müssen jedoch die gemäß der Erfindung hergestellten Oopolymeren lOrmbeständigkeit aufweisen, die an einer Nachkristallisatioh von weniger als 0,5 Gew.-$ erkennbar ist. Wie aus der Abbildung (Kurve B) ersichtlich ist, wird die Formbeständigkeit erst erreicht, wenn 5 Mol-# Propylen im Monomerengemisch verwendet werden. Demgemäß werden die Copolymeren mit hohem Zugmodul und hoher Pormbeständigkeit nur aus Mono- g merengemischen hergestellt, die 5 bis 9 Mol-$ Propylen und 95 bis 91 Mol-$ Buten-1 enthalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält das Einsatzgemisch 6 bis 8 Mol-# Propylen und 94 bis 92 Mol-% Buten-1. The curves in the figure are based on the values given in Table I. Curve A shows graphically the relationship between the propylene content in mol # in the feed from butene-1 and propylene, which is polymerized under the conditions according to the invention, and the tensile modulus of the polymer produced from each feed. Curve B concurrently shows the relationship between the propylene content in mole # in this insert and the change in density in weight% (ie the percentage of near-crystallization) for the polymer formed over a period of 24 hours. seen that the tensile modulus of the polymer with increasing amounts of propylene in the use of Λ 100 ° / o butene-1 up to a maximum rises and then falls. ™ With a propylene content between 8 and 9 i ° , the tensile modulus has fallen to 1750 kg / cm. Above 9 7 propylene, the tensile modulus is well below the acceptable minimum of 1750 cm for heavy use. In addition to a high tensile modulus of at least 1750 kg / cm, the copolymers produced according to the invention must, however, have dimensional stability, which can be recognized by a post-crystallization of less than 0.5% by weight. As can be seen from the figure (curve B), the dimensional stability is only achieved if 5 mol # propylene are used in the monomer mixture. Accordingly, the copolymers with high tensile modulus and high porosity are only produced from monomer mixtures which contain 5 to 9 mol- $ propylene and 95 to 91 mol- $ butene-1. In the preferred embodiment, the feed mixture contains 6 to 8 mole percent propylene and 94 to 92 mole percent 1-butene.
Die vorstehend genannten Bereiche des Propylengehaltes im Monomerengemisch wurden zwar auf der Grundlage nur einer Kombination von Reaktionsbedingungen ermittelt, jedoch sind sie auch auf Polymerisationsreaktionen anwendbar, die bei anderen Bedingungen innerhalb der vorstehend genannten Bereiche durchgeführt werden. Yfenn innerhalb dieser Bereiche von Bedingungen gearbeitet wird, sind jedoch gewisse allgemeine Wechselbeziehungen zwischen denThe above-mentioned ranges of the propylene content in the monomer mixture were based on only a combination of reaction conditions determined, but they are also applicable to polymerization reactions, carried out under other conditions within the above ranges. Yfenn within However, these areas of conditions are worked on, there are certain general interrelationships between the
009820/ 1 693009820/1 693
Bedingungen zu beachten, damit die neuen erfindungsgemäßen Copolymeren gebildet werden, die sich durch hohen Zugmodul und hohe Formbeständigkeit auszeichnen. Auf diese Beziehungen wird nachstehend näher eingegangen·Conditions to be observed so that the new copolymers according to the invention are formed, which are characterized by high Characteristic of the tensile modulus and high dimensional stability. These relationships are discussed in more detail below
Das Katalysatorsystem besteht im wesentlichen aus Titantrichlorid, Diäthylaluminiumjodid und Diäthylaluminiumchlorid. Das Molverhältnis von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid liegt zwischen 4 und 0,5, vorzugsweise zwischen 1,5 und 0,5. Das Molverhältnis von Aluminium zu Titan im Katalysator liegt zwischen 3:1 und 6:1.The catalyst system consists essentially of titanium trichloride, Diethyl aluminum iodide and diethyl aluminum chloride. The molar ratio of diethyl aluminum chloride to Diethyl aluminum iodide is between 4 and 0.5, preferably between 1.5 and 0.5. The molar ratio of aluminum to titanium in the catalyst is between 3: 1 and 6: 1.
Es ist wesentlich, daß gemäß der Erfindung als Cokatalysator ein Gemisch von Diäthylaluminiumchlorid und Diäthylaluminiumjodid verwendet wird. Wenn Diäthyl aluminium;) ο did allein mit TiCl- verwendet wird, wird ein Katalysator sy st em mit niedriger Aktivität erhalten. 1IIeWi nur DiäthylaluminiuB_ chlorid im Katalysatorsystem verwendet wird, haben die gebildeten Polymeren einen niedrigen Zugmodul. Dies wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht.It is essential that, according to the invention, a mixture of diethyl aluminum chloride and diethyl aluminum iodide is used as cocatalyst. If diethyl aluminum;) ο did alone with TiCl- is used, a catalyst system with low activity is obtained. 1 IIeWi only DiäthylaluminiuB_ chloride is used in the catalyst system, the polymers formed have a low tensile modulus. This is illustrated by the following example.
Chargenversuche zur Polymerisation in Masse wurden durchgeführt, wobei Monomerengemische verwendet wurden, die 6 bis 7 Mol-% Propylen und als Rest Buten-1 enthielten. Jeder Versuch wurde 1 Std. bei 66° 0 Ii Gegenwart von Titantrichlorid und Diäthylaluminiumchlorid durchgeführt. Das Molverhältnis von Aluminium zu !Titan betrug 3:1. In jedem Pail hatte das gebildete Copolymere einen Zugmodul zwischen 560 und 700 kg/cm .Batch experiments on bulk polymerization were carried out using mixtures of monomers containing 6 to 7 mole percent propylene and the remainder butene-1. Each experiment was carried out for 1 hr. At 66 ° 0 Ii presence of titanium trichloride and diethylaluminum chloride. The molar ratio of aluminum to titanium was 3: 1. In each pail, the copolymer formed had a tensile modulus between 560 and 700 kg / cm.
Das ^polymerisationsverfahren gemäß der Erfindung wird bei Temperaturen zwischen 54 und 66° C durchgeführt. Die Kontaktzeit oder die mittlere Verweilze"t bei kontinuierlichem Betrieb liegt zwischen 1 Std. und 5 Std.The ^ polymerization process according to the invention is carried out at temperatures between 54 and 66 ° C. the Contact time or the mean dwell time in the case of continuous Operation is between 1 hour and 5 hours
Einige allgemeine Erwägungen sind zu Üerückaichtigen, wenn innerhalb der vorstehend genannten Bereiche ron BedingungenSome general considerations are to be neglected when within the above ranges ron conditions
009820/1839009820/1839
; gearbeitet wird. Bei Anwendung von Temperaturen von etwa 66° C wird ein Aluminium/Titan-Molverhältnis von 3t 1 für Versuche von kurzer Dauer bevorzugt. Im allgemeinen werden höhere Molverhältnisse von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiurajodid bis zu 4:1 unter diesen Bedingungen bevorzugt. Bei Anwendung des niedrigen Aluminium/Titan-Molverhältnisses von 3:1 und eines hohen Molverhältnisses von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid können Temperaturen bis hinab zu 54° 0 wirksam angewendet werden. Diese Beziehungen sind in den folgenden Beispielen veranschaulicht .; is being worked on. When using temperatures of about 66 ° C is an aluminum / titanium molar ratio of 3t 1 for Short-term attempts are preferred. In general, higher molar ratios of diethyl aluminum chloride will be used Diethylaluminum iodide up to 4: 1 under these conditions preferred. Using the low aluminum / titanium molar ratio of 3: 1 and a high molar ratio from diethyl aluminum chloride to diethyl aluminum iodide Temperatures down to 54 ° 0 can be effectively applied. These relationships are illustrated in the following examples .
Beispiele 3 und 6 und Vergleichsbeispiele H-JExamples 3 and 6 and Comparative Examples H-J gG
In einer Reihe von Chargenversuchen zur Polymerisation in Masse wurde ein Monomerengemisch verwendet, das 8 Mo1-$ Propylen und 92 MoI-Jb Buten-1 enthielt. Alle Versuche wurden bei 66° C für eine Dauer von 1 Std. durchgeführt mit Ausnahme von Beispiel 6, das bei 54° C für eine Dauer von 2 Std. durchgeführt wurde,- Bei jedem Versuch bestand das Katalysatorsystem aus Titaiii^ichlorid, Diäthylaluminiumchlorid und Diäthylaluminiumjodid, wobei das Molverhältnis von Aluminium zu Titan und das Molverhälenig von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid variiert wurden. Die Daten und Ergebnisse dieser Versuche sind nachstehend in Tabelle II im Vergleich zu Beispiel 3 genannt·In a series of batch bulk polymerization experiments, a mixture of monomers containing 8 mol- $ Propylene and 92 MoI-Jb butene-1 contained. All attempts were made carried out at 66 ° C. for a period of 1 hour with the exception of example 6, which was carried out at 54 ° C. for a period of 2 hours was carried out - it passed in every attempt Catalyst system made from titanium chloride, diethylaluminum chloride and diethylaluminum iodide, where the molar ratio of aluminum to titanium and the molar ratio of diethyl aluminum chloride to diethylaluminum iodide were varied. The data and results of these experiments are given below mentioned in table II in comparison to example 3
DEAIDEAC /
DEAI
OCTemp.
OC
Std.Time
Hours.
änderung
Gew.-j6density
modification
Weight-j6
kg/cm2 Tensile module
kg / cm 2
BeispielComp.-
example
(1) Kolverhältnis von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthyl aluminiumjodid(1) Col ratio of diethyl aluminum chloride to diethyl aluminum iodide
(2) Aluminium/Titan-Molverhältnis.(2) aluminum / titanium molar ratio.
009820/169?009820/169?
-β--β-
Wenn jedoch mit kurzen Reaktionszeiten bei 60° G, einer bevorzugten Arbeitstemperatur, gearbeitet wird, können niedrigere Molverhältnisse von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid angewendet werden. Ebenso scheint jedes beliebige Molverhältnis von Aluminium zu Titan wirksam zu sein. Diese Beziehungen werden in den folgenden Beispielen veranschaulicht.However, if with short reaction times at 60 ° G, a preferred working temperature, lower molar ratios of diethylaluminum chloride can be used to diethyl aluminum iodide. Likewise, it seems any aluminum to titanium molar ratio to be effective. These relationships are in the following Examples illustrated.
Eine Reihe von Chargenversuchen zur Polymerisation in Masse wurde bei 60° G bei einer Dauer von 1 Std. durchgeführt. Bei jedem Versuch wurde ein Gemisch von 8 Mo1-% Propylen und 92 Mpl-?& Buten-1 eingesetzt. Bei jedem Versuch bestand das Katalysatorsystem aus Titantrichlorid, Diäthylaluminiumchlorid und Diäthylaluminiumjodid, wobei das IaO 1 verhältnis von Aluminium zu Titan und das llolverhältnis von DiäÜhylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid variiert wurden. Die Daten und Ergebnisse dieser Versuche sind nachstehend in Tabelle III genannt.A series of batch bulk polymerization experiments were carried out at 60 ° G for 1 hour. A mixture of 8 Mo1-% was used in each experiment. Propylene and 92 Mpl -? & Butene-1 are used. With every attempt the catalyst system consisted of titanium trichloride, Diethyl aluminum chloride and diethyl aluminum iodide, where the IaO 1 ratio of aluminum to titanium and the oil ratio from diethylaluminum chloride to diethylaluminum iodide were varied. The data and results of these experiments are given in Table III below.
kg/cm2 Tensile module,
kg / cm 2
(1) Molverhältnis von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumj odid(1) Molar ratio of diethyl aluminum chloride to diethyl aluminum j odid
(2) Aluminium/Titan-Molverhältnis(2) aluminum / titanium molar ratio
Wenn bei Ghargenbetrieb mit längerer Reaktionsdauer oder bei kontinuierlichem Betrieb mit entsprechend längerenIf in batch operation with a longer reaction time or with continuous operation with correspondingly longer
C : 9 S 2 0 / 1 6 9 ';C: 9 S 2 0/1 6 9 ';
Verweilzeiten gearbeitet wird, sind Aluminium/Titan-MoIverhältnisse zwischen 4s1 und 6:1 am zweckmäßigsten. Zwar können Polymerisationstemperaturen von 66 C angewendet werden, jedoch werden gewöhnlichehöhere Zugmodule erreicht, wenn bei 60° C gearbeitet wird. Diese Erwägungen, die insbesondere bei kontinuierlichem Betrieb infrage kommen, werden in den folgenden Beispielen veranschaulicht.Residence times are the aluminum / titanium molar ratios between 4s1 and 6: 1 is most appropriate. While polymerization temperatures of 66 ° C can be used, higher tensile moduli will usually be used achieved when working at 60 ° C. These considerations, which are particularly relevant in the case of continuous operation, are illustrated in the following examples.
Eine -Seihe von Chargenversuchen zur Polymerisation in Masse wurden bei Temperaturen von 60° 0 und 660C für eine Dauer von 4 Std. durchgeführt, wobei jedoch bei Versuch K die Polymerisationsdauer 3 Std. betrug. Bei jedem Versuch bestand das Monomerengemisch aus 7-8,5 Mol-# Propylen, Rest Buten-1· Das Katalysatorsystem bestand in jedem Fall aus Titantrichlorid, Diäthylaluminiumehlorid und Diäthylaluminiumjodid. Das Molverhältnis von Aluminium zu Titan und das Molverhältnis von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthyl· aluminiumjodid wurden variierte Die Daten und Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IV genannt.A -Seihe from batch experiments for bulk polymerization was carried out at temperatures of 60 ° 0 and 66 0 C for a period of 4 hrs., Except in Experiment K The polymerization time was 3 hrs.. In each experiment the monomer mixture consisted of 7-8.5 mol # propylene, the remainder butene-1 · The catalyst system consisted in each case of titanium trichloride, diethyl aluminum chloride and diethyl aluminum iodide. The molar ratio of aluminum to titanium and the molar ratio of diethyl aluminum chloride to diethyl aluminum iodide were varied. The data and results of these experiments are given in Table IV.
PropylenMoI-Ji
Propylene
ocTemp.
oc
änderung
Grew.-#density
modification
Grew .- #
kg/cm'2Tensile module,
kg / cm'2
DEAId)DEAC /
DEAId)
(2)Al / Ti
(2)
BeispielComp.-
example
(1) Molverhältnis von Diäthylaluminiumchlorid zu Diäthylaluminiumjodid (1) Molar ratio of diethyl aluminum chloride to diethyl aluminum iodide
(2) Aluminium/Titan-Molverhältnis(2) aluminum / titanium molar ratio
009820/169 9009820/169 9
Ein Polymerisationsversuch wurde kontinuierlich in Masse durchgeführt. Es wurde unter absolut wasserfreien Bedingungen gearbeitet. Der Einsatz bestand aus einem Gemisch von 91,5 Mol-% Buten-1 und 8,5 Mo1-$ Propylen. Das Katalysatorsystem bestand aus Titantrichlorid. (3TiCl,.AlCl,) und einem Gemisch von 4-0 Mol-# Diäthylaluminiumjodid und 60 Mol-# Diäthylaluminiumchlorid. Die Katalysatorkomponenten wurden so zugegeben, daß ein Molverhältnis von Aluminium zu Titan von 6:1 aufrechterhalten wurde. Die Copolymerisation wurde bei 60° C durchgeführt. Die Einsatzmengen der Olefinmonomeren wurden so bemessen, daß die durchschnittliche Yerweilzeit 3,7 Std. betrug. Das gebildete Copolymere wurde kontinuierlich abgezogen. Während des gesamten Versuchs hatte das gebildete Copolymere die folgenden Eigenschäften: A bulk polymerization experiment was carried out continuously. It was made under absolutely anhydrous conditions worked. The insert consisted of a mixture of 91.5 mol% 1-butene and 8.5 mol% propylene. The catalyst system consisted of titanium trichloride. (3TiCl, .AlCl,) and a mixture of 4-0 mole # diethylaluminum iodide and 60 mole # diethylaluminum chloride. The catalyst components were added so as to maintain a 6: 1 molar ratio of aluminum to titanium. The copolymerization was carried out at 60 ° C. The amounts of the olefin monomers used were such that the average The residence time was 3.7 hours. The copolymer formed was continuously withdrawn. During the entire experiment the copolymer formed had the following properties:
Isotaktischer Index (# unlösliche AnteileIsotactic index (# insoluble matter
in siedendem Diäthyläther) 95-98in boiling diethyl ether) 95-98
Zugmodul (ASTM D638) 1970 - 2246 kg/Tensile modulus (ASTM D638) 1970 - 2246 kg /
Nachkristallisation 0,2 - 0,4 Gew.-^Post-crystallization 0.2-0.4 wt .- ^
Dichte, g/cm-5 0,905-0,908Density, g / cm- 5 0.905-0.908
Versprödungstemperatur -230CEmbrittlement temperature -23 0 C
Das Produkt zeigte das charakteristische Röntgenbeugungsbild und Infrarotspektrum von Polybuten-1 der Form I.The product showed the characteristic X-ray diffraction pattern and infrared spectrum of Polybutene-1 Form I.
Ein kontinuierlicher Versuch zur Polymerisation in Masse wurde auf die in Beispiel 21 beschriebene Weise durchgeführt mit der Ausnahme, daß der Einsatz 8 M0I-9& Propylen und 92 MoI-Ji Buten-1 enthielt. Das gebildete Polymere hatte die folgenden durchschnittlichen Eigenschaften:A continuous bulk polymerization experiment was carried out in the manner described in Example 21 with the exception that the insert 8 M0I-9 & propylene and 92 MoI-Ji butene-1 contained. The polymer formed had the following average characteristics:
Isotaktischer Index (# unlösliche AnteileIsotactic index (# insoluble matter
in siedendem Diäthyläther 95in boiling diethyl ether 95
Zugmodul (ASTM D638) 2004Tensile Modulus (ASTM D638) 2004
00 9 820/169Q00 9 820 / 169Q
Nachkristallieation 0,3 Gew.-% Nachkristallieation 0.3 wt -.%
Dichte, g/cm5 0,9072Density, g / cm 5 0.9072
Ein Versuch zur kontinuierlichen Polymerisation in Masse wurde auf die in Beispiel 22 beschriebene Weise durchgeführt, wobei jedoch bei einer Temperatur von 66° C, einem Aluminium/Titan-Molverhältnis von 3s 1 und einem "Diäthylaluminiumohlorid/Diäthylaluminiumjodid-Molverhältnis von 4 gearbeitet wurde· Der Zugmodul des gebildeten Polymeren betrug nur 1188 kg/cm , obwohl die Nachkristallisation 0,4-5 Gew.-^ betrug·A continuous bulk polymerization experiment was carried out in the manner described in Example 22, but at a temperature of 66 ° C, an aluminum / titanium molar ratio of 3s 1 and a "diethylaluminum chloride / diethylaluminum iodide molar ratio of 4 was worked · The tensile modulus of the polymer formed was only 1188 kg / cm, although the post-crystallization 0.4-5 wt .- ^ was
Wie bei jedem stereospezifischen Polymerisationsverfahren dieser Art müssen wasserfreie Bedingungen aufrechterhalten und Luft und Sauerstoff ausgeschlossen werden. Dies wird in üblicher Weise erreicht, indem das Verfahren unter Inertgas, wie Stickstoff, durchgeführt wird. Wenn das Molekulargewicht des Copolymeren eingestellt werden soll, können übliche Materialien für diesen Zweck einschließlich Wasserstoff und Kohlendioxyd dem Reaktionssyßttm zugesetzt werden.As with any stereospecific polymerization process of this type, anhydrous conditions must be maintained and air and oxygen are excluded. This is achieved in the usual way by carrying out the process under inert gas, such as nitrogen. If the molecular weight of the copolymer is to be adjusted, can conventional materials for this purpose including hydrogen and carbon dioxide can be added to the reaction system.
Die Deaktivierung und die Entfernung von Katalysatorkomponenten aus dem Reaktorprodukt und die Abscheidung des gebildeten Copolymeren erfolgen nach üblichen Methoden.The deactivation and removal of catalyst components from the reactor product and the deposition of what is formed Copolymers are carried out by customary methods.
Die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Versuche wurden in Masse, d.h. ohne Verwandung von Löaungsmitteln oder Suspendiermitteln außer den eingesetzten 1-Olefinen sowohl chargenweise als auch kontinuierlich durchgeführt. Die neuen Polymeren können in Gegenwart eines Lösungsmittels oder Suspendiermittels hergestellt werden. Typische Lösungs- und Suspendiermittel sind Hexan, Heptan, Octan, Benzol, Toluol, verschiedene paraffinische und aromatische Kohlenwasserstofffraktionen und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Ein Versuch, der unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt wurde, wird im folgenden Beispiel beschrieben·Those described in the previous embodiments Tests were carried out in bulk, i.e. without the use of solvents or suspending agents other than those used 1-olefins carried out both batchwise and continuously. The new polymers can in the presence of a Solvent or suspending agent are prepared. Typical solvents and suspending agents are hexane, heptane, Octane, benzene, toluene, various paraffinic and aromatic hydrocarbon fractions and halogenated Hydrocarbons. An experiment which was carried out using a solvent is shown in the following example described
CC9820/ieSvCC9820 / ieSv
Ein Polymerisationsversuch wurde in einem 1 Liter-Glasreaktor durchgeführt. In den Reaktor wurden 600 ml n-Heptan unter sorgfältigem Ausschluß von Feuchtigkeit gegeben. Dann wurde Buten-1 bis zu einem Druck von 873 mm Hg bei 66° aufgedrückt, worauf 125 ml weiteres n-Heptan in den Reaktor gegeben wurden und Propylen eingeführt wurde, bis der Gleichgewichtsdruck bei 66° 0 erreicht war. Der Einsatz enthielt 7,4 Mol-$ Propylen und 92,6 Mo1-% Buten-1. Ein Katalysatorsystem, das aus 0,247 g Titantrichlorid und 1,9 ml eines Gemisches von Diäthylaluminiumchlorid und Diäthylaluminiumjodid im Molverhältnis von 4s1 bestand, wurde dann mit 75 ml n-Heptan in den Reaktor gespült. Das Reaktionsgemisch wurde dann 2 Std. bei 66° C kräftig gerührt. Während dieser Zeit fiefel der Druck im Reaktor auf 392 mm Hg. Durch Einführung von Stickstoff in den Reaktor wurde der Druck auf 403 mm erhöht. Die Reaktion wurde weitere 40 Std. bei 66° C fortgesetzt, worauf das Reaktionsgemisch mit Methanol abgeschreckt wurde. Das Copolymere wurde in üblicher «/eise abgetrennt. Es hatte eine ilachkristallisation von 0,3 Gew.-^. Unterschiede in den Eigenschaften zwischen dem Gopolymeren dieses Beispiels und einem Copolymeren, das durch Polymerisation in Masse aus einem vergleichbaren Monomerengemisch hergestellt wurde, konnte nicht festgestellt werden.A polymerization experiment was carried out in a 1 liter glass reactor. 600 ml of n-heptane were put into the reactor given with careful exclusion of moisture. Then butene-1 was raised to a pressure of 873 mm Hg at 66 ° pressed, whereupon 125 ml more n-heptane were added to the reactor and propylene was introduced until the Equilibrium pressure at 66 ° 0 was reached. The feed contained 7.4 mol% propylene and 92.6 mol% butene-1. A Catalyst system, which consists of 0.247 g of titanium trichloride and 1.9 ml of a mixture of diethylaluminum chloride and Diethylaluminum iodide in the molar ratio of 4s1, was then flushed into the reactor with 75 ml of n-heptane. The reaction mixture was then vigorously stirred at 66 ° C. for 2 hours. During this time the pressure in the reactor dropped to 392 mm Hg. By introducing nitrogen into the reactor the pressure was increased to 403 mm. The reaction was continued for an additional 40 hours at 66 ° C. after which the reaction mixture was quenched with methanol. The copolymer was separated in the usual way. It had post-crystallization of 0.3 wt .- ^. Differences in properties between the copolymer of this example and a copolymer obtained by bulk polymerization a comparable monomer mixture was produced, could not be determined.
0C9R20/16S0C9R20 / 16S
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US46171765A | 1965-06-07 | 1965-06-07 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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GB (1) | GB1079338A (en) |
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- 1966-05-27 NL NL6607455A patent/NL151721B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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GB1079338A (en) | 1967-08-16 |
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