DE1645449C3 - Verfahren zur Herstellung ungesättigter Mischpolymerisate - Google Patents
Verfahren zur Herstellung ungesättigter MischpolymerisateInfo
- Publication number
- DE1645449C3 DE1645449C3 DE19651645449 DE1645449A DE1645449C3 DE 1645449 C3 DE1645449 C3 DE 1645449C3 DE 19651645449 DE19651645449 DE 19651645449 DE 1645449 A DE1645449 A DE 1645449A DE 1645449 C3 DE1645449 C3 DE 1645449C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polymerization
- catalyst
- mixture
- reactor
- unsaturated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 40
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 11
- 239000008079 hexane Substances 0.000 claims description 9
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N n-heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 3
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 3
- 210000000003 Hoof Anatomy 0.000 claims 1
- HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N Dicyclopentadiene Chemical compound C1C2C3CC=CC3C1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 11
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Ethylene tetrachloride Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- UAIZDWNSWGTKFZ-UHFFFAOYSA-L ethylaluminum(2+);dichloride Chemical compound CC[Al](Cl)Cl UAIZDWNSWGTKFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M Diethylaluminium chloride Chemical compound CC[Al](Cl)CC YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K Vanadium oxytrichloride Chemical group Cl[V](Cl)(Cl)=O JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- JTJFQBNJBPPZRI-UHFFFAOYSA-J Vanadium tetrachloride Chemical compound Cl[V](Cl)(Cl)Cl JTJFQBNJBPPZRI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRKODOZNUZCUBN-UHFFFAOYSA-N cycloocta-1,3-diene Chemical compound C1CCC=CC=CC1 RRKODOZNUZCUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 2
- PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N hexa-1,4-diene Chemical compound CC=CCC=C PRBHEGAFLDMLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000005287 vanadyl group Chemical group 0.000 description 2
- NWRZGFYWENINNX-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-tris(ethenyl)cyclohexane Chemical compound C=CC1CCCCC1(C=C)C=C NWRZGFYWENINNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1-Dodecene Chemical compound CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-Hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDRZFSPCVYEJTP-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylcyclohexene Chemical compound C=CC1=CCCCC1 SDRZFSPCVYEJTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N Arsine Chemical class [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFBGXYDUODCMNS-UHFFFAOYSA-N Cyclobutene Chemical compound C1CC=C1 CFBGXYDUODCMNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOLLIQAKMYWTBR-RYMQXAEESA-N Cyclododecatriene Chemical compound C/1C\C=C\CC\C=C/CC\C=C\1 ZOLLIQAKMYWTBR-RYMQXAEESA-N 0.000 description 1
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N Cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N Cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008528 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 1
- 230000035683 MEAN RESIDENCE TIME Effects 0.000 description 1
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N Triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N Triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- AZWXAPCAJCYGIA-UHFFFAOYSA-N bis(2-methylpropyl)alumane Chemical compound CC(C)C[AlH]CC(C)C AZWXAPCAJCYGIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- ZHXZNKNQUHUIGN-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;vanadium Chemical compound [V].ClOCl ZHXZNKNQUHUIGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQZHWSXKEPTCNM-UHFFFAOYSA-M chloro-ethoxy-ethylalumane Chemical compound CCO[Al](Cl)CC CQZHWSXKEPTCNM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- HITROERJXNWVOI-UHFFFAOYSA-N octa-1,5-diene Chemical compound CCC=CCCC=C HITROERJXNWVOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- QYZLKGVUSQXAMU-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-diene Chemical compound C=CCC=C QYZLKGVUSQXAMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N stibane Chemical class [SbH3] OUULRIDHGPHMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Mischpolymerisate, wobei ein Gemisch
aus zumindest einem Alken-1 der allgemeinen Formel R—CH=CH2, in der R ein Wasserstoffatom, eine
Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe darstellt, oder einem Cycloalken und zumindest einem Kohlenwasserstoff
mit mehr als einer Doppelbindung mit Hilfe eines Koordinationskatalysators in der Flüssigkeitsphase
polymerisiert wird, der eine metallorganische Verbindung eines Metalls der Gruppen I —III oder der
Gruppe IV B und eine Verbindung eines Schwermetalls der Gruppen IV A-VII A oder der Gruppe VIII des
periodischen Systems der Elemente enthält.
Bekanntlich können diese ungesättigten Mischpolymerisate wie auch Naturkautschuk mit Schwefel oder
entsprechenden Vulkanisationsmitteln vulkanisiert werden. Die Qualität der so erhaltenen Produkte hängt aber
weitgehend von den Betriebsbedingungen ab, unter denen die Polymerisate hergestellt werden, und wird
insbesondere durch das Verhältnis zwischen der metallorganischen Verbindung und der Verbindung des
Schwermetalls während des Polymerisationsvorgangs bedingt. Nur wenn dieses Verhältnis über einem
bestimmten Minimalwert liegt, meistens größer als 1, können sich Mischpolymerisate bilden, welche sich gut
vulkanisieren lassen, so daß hieraus Produkte mit guten mechanischen Eigenschaften gewonnen werden können.
Bei kontinuierlichem Polymerisationsbetrieb werden die Katalysatorkomponenten meistens gesondert in den
Polymerisationsreaktor geführt und anschließend in diesem Reaktor miteinander vermischt. Die im Reaktor
befindliche Flüssigkeit läßt sich aber sehr schlecht rühren, und zwar infolge der Tatsache, daß die
Polymerisation aus wirtschaftlichen Gründen in der Weise erfolgt, daß eine konzentrierte Suspension oder
Lösung des Mischpolymerisats gebildet wird. Dadurch ist es sehr schwer, wenn nicht unmöglich, die
Kaialysatorbestandteile genügend schnell zu vermischen, wodurch vermieden wird, daß das Verhältnis
zwischen der metallorganischen Verbindung und der Verbindung des Schwermetalls stellenweise beträchtlich
niedriger ist als zur Herstellung eines guten Produkts notwendig ist. Ein weiterer, beim Mischen der
Katalysatorkomponenten im Reaktor auftretender Nachteil ist die starke Verschmutzung des Reaktors, so
daß eine wiederholte Reinigung notwendig ist.
Es wurde auch vorgeschlagen, die Katalysatorkomponenten, gegebenenfalls in Anwesenheit der zu polymerisierenden
Monomeren, außerhalb des Reaktors miteinander zu vermischen. Hiermit ist selbstverständlich der
Vorteil verbunden, daß der Mischvorgang in einer leicht zu rührenden Flüssigkeit stattfinden kann. Die Anmelderin
hat aber festgestellt, daß sich dabei stets ein Niederschlag bildet, wodurch die Katalysatoraktiviiät
verringert wird und die Katalysatorrückstände schwieriger aus dem Polymerisat zu entfernen sind. Außerdem
wird auch hier eine starke Verschmutzung des Reaktors festgestellt.
Die belgische Patentschrift 6 36 255 enthält lediglich die Angabe, daß vorzugsweise Vanadiumverbindungen
verwendet werden, die im Polymerisationsmedium löslich sind. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist
jedoch nicht die Verwendung an sich löslicher Katalysatorkomponenten, sondern das Mischen solcher
Komponenten unter Umständen, unter denen das Reaktionsprodukt dieser Komponenten in Lösung
bleibt.
In der US-Patentschrift 30 00 866 wird lediglich ein einziges, sehr spezifisches Polymerisationsmedium, und
zwar Tetrachloräthylen, erwähnt. Gemäß Beispiel 1 dieser Patentschrift v/erden Aluminiumtriisobutyl und
Vanadiumtetrachlorid in eine Lösung von Dicyclopentadien, Äthylen und Propylen in Tetrachloräthylen
geleitet und darin miteinander vermischt. Hierbei tritt, obwohl diese Lösung kein lösliches ungesättigtes
Polymerisat enthält, kein Katalysatorniederschlag auf. Das Mischpolymerisat bildet sich erst nach Zugabe der
Katalysatorkomponenten. Von diesem Zeitpunkt ab liegt sowohl beim Verfahren der US-Patentschrift als
auch beim erfindungsgemäßen Verfahren eine homogene Lösung des Katalysators und des gebildeten
Mischpolymerisats vor, was jedoch mit dem Wesen der vorliegenden Erfindung nichts zu tun hat, da es hierbei
erfindungswesentlich ist, daß bereits beim Mischen der Katalysatorkomponenten das ungesättigte Polymerisat
anwesend ist, wogegen in der US-Patentschrift lediglich die Lehre enthalten ist, daß die Katalysatormischung
bereits in Abwesenheit des Mischpolymerisats in Lösung bleibt. Die Lehre der US-Patentschrift ist auf die
Verwendung von Tetrachloräthylen als Polymerisationsmedium beschränkt. Tetrachloräthylen ist als
Polymerisationsmedium nicht besonders geeignet und findet deshalb in der Technik kaum Verwendung. Es
werden vielmehr nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe, die wesentlich billiger sind und einen niedrigeren
Siedepunkt haben, bevorzugt, da sie bei der Aufarbeitung des Mischpolymerisates, wobei sie endgültig durch
Verdampfung vertrieben werden, einfacher aus dem Mischpolymerisat entfernt werden können.
Gegenüber der US-Patentschrift zeigt deshalb das erfindungsgemäße Verfahren den überraschenden Fortschritt,
daß man die allgemein üblichen und bevorzugten nichthalogenierten Kohlenwasserstoffe als Polymerisa-
tionsmedium unter Vermeidung der damit verbundenen
Nachteile verwenden kann.
Ziel der Erfindung ist jetzt ein Verfahren, das eine gegenseitige Mischung der Katalysatorkompunenicn
außerhalb des Reaktors ermöglicht, ohne daß sich dubei ein Niederschlag bildet, wobei sich die Xatalysatcrri'ckstände
ieicht aus dem Polymerisat entfernen lassen, die Verschmutzung des Reaktors vermieden wird, höhere
Ausbeuten erzielt werden als mit den bereits bekannten Verfahren und die Verweilzeit von Katalysator und
Monomeren in der Polymerisationszone weit kürzer ist
als bei den bekannten Verfahren.
Es wurde nunmehr gefunden, daß sich die vorstehend genannten Zieie verwirklichen lassen, falls die Katalysatorbestandteile
in Gegenwart eines löslichen und ungesättigten Polymerisats miteinander vermischt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung ungesättigter Mischpolymerisate, wobei ein Gemisch
aus zumindest einem Alken-i der Formel R-CH =CH2,
in der R ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe darstellt, oder einem
Cycloalken und zumindest einem Kohlenwasserstoff mit mehr als nur einer Doppelbindung mit Hilfe eines
Koordinationskatalysators in der Flüssigkeitsphase polymerisiert wird, der eine metallorganische Verbindung
eines Metalls der Gruppen 1 bis III oder der Gruppe IV B und eine Verbindung eines Schwermetalis
der Gruppen IV A bis VH A oder der Gruppe VIII des Periodischen Systems der Elemente enthält, ist dadurch
gekennzeichnet, daß die genannten Katalysatorkomponenten in Hexan, Heptan, Benzol oder Benzin und in
Anwesenheit einer solchen Menge Polybutadien oder Polyisopren oder eines sich bei der Mischpolymerisation
bildenden Mischpolymerisats miteinander vermischt werden, daß sich dabei kein Niederschlag bildet,
und anschließend der Polymerisationszone zugeführt werden.
Die Menge Polymerisat, die zur Vermeidung einer Niederschlagsbildung erforderlich ist, kann anhand
einfacher Versuche ermittelt werden. Meistens ist eine Menge von 20-200 mg je mMol der metallorganischen
Verbindung ausreichend. Es können aber anstandslos auch größere Mengen verwendet werden. Obwohl
andere lösliche und ungesättigte Polymerisate, nämlich Polybutadien und Polyisopren, dieselbe Wirkung zeigen,
benutzt man im Falle einer Bildung eines löslichen Polymerisats vorzugsweise dasjenige Polymerisat, das
bereits bei der Polymerisation anfällt. Dies ist in technischer Hinsicht viel einfacher, weil man dann
bereits über eine Lösung des Polymerisats in Form des Reaktionsgemisches verfügt, so daß ein Teil desselben
für die Mischung der Katalysatorbestandteile benutzt werden kann. Zum Mischen werden die bei der
Herstellung der Mischpolymerisate benutzten Lösungsmittel verwendet.
Vorzugsweise werden auch die Monomeren in demselben gegenseitigen Verhältnis, in dem sie auch der
Polymerisationszone zugehen, ganz oder zum Teil außerhalb dieser Zone mit dem Katalysator vermischt.
Dadurch geht man sicher, daß der Katalysator in dem Moment, wo er in die Polymerisationszone gelangt, mit
dem monomeren Gemisch in Kontakt tritt, das die zur Erhaltung eines guten Produktes gewünschte Zusammensetzung
aufweist. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil die Aktivität des Katalysators gleich nach
seiner Bildung am größten ist und danach schnell nachläßt
Das Molverhältnis, in dem die metallorganische Verbindung und die Verbindung des Schwermetalls
miteinander vermischt werden, kann von 1 :1 bis 100 : 1 schwanken, liegt aber vorzugsweise zwischen 1 : 1 und
20:1. Die Konzentration der metallorganischen Verbindung im Gemisch liegt gewöhnlich zwischen 1 und
100 m Mol je Liter Lösungsmittel, es sind aber auch höhere Konzentrationen möglich. Die Temperatur, bei
der die Katalysatorkomponenten miteinander und gegebenenfalls mit den Monomeren vermischt werden,
liegt gewöhnlich zwischen -100° und +8O0C. Um zu
vermeiden, daß der Katalysator bereits einen beträchtlichen Teil seiner Aktivität verliert, oder — falls die
Monomeren außerhalb des Reaktors mit dem Katalysator vermischt werden — daß die Polymerisation schon
außerhalb des Reaktors einsetzt, erfolgt die Mischung vorzugsweise bei einer Temperatur unter 0"C und wird
das Gemisch möglichst schnell nach dessen Bildung, vorzugsweise innerhalb 15 Minuten und am liebsten
innerhalb einer Minute, der Polymerisationszorie zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im allgemeinen Anwendung finden bei der Herstellung von
Polymerisaten, welche aus zumindest einem Alken-1 oder einem Cycloalken und zumindest einem Kohlenwasserstoff
mit mehr als einer Doppelbindung zusammengesetzt sind. Als Alkene-1 kommen dafür in
Betracht: Äthylen, Propylen, Buten-1, Penten-1,4-Methyi'
en'.en-l, Hexen-1, Dodecen-1 und Styrol und als
Cydoalkene z. B. Cyclobuten und Cyclopenten. Von den
Kohlenwasserstoffen mit mehr als einer Doppelbindung werden genannt: Butadien, Isopren, Pentadien-1,4,
Hexadien-1,4, 2-Phenylhexadien-l,5, Octadien-1,5, Monovinylcyclohexen,
Trivinylcyclohexan, Cyclopentadien, Dicyclopentadien, Cyclooctadien, Cyclododecatrien,
5-Alkenyl-2-Norbornene und 2-Alkyl-2,5-norbornadiene. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die
Herstellung von Äthylen und Propylen enthaltenden Mischpolymerisaten, welche als dritte Komponente
einen Kohlenwasserstoff mit nichtkonjugierten Doppelbindungen, wie Dicyclopentadien, Cyclooctadien oder
Hexadien-1,4 enthalten.
Die Polymerisation kann auf die übliche Weise durchgeführt werden, Als metallorganische Komponente
des Katalysators bedient man sich vorzugsweise einer Aluminiumverbiiidung, wie Triäthylaluminium, Diisobutylaluminiumhydrid,
Diäthylalurniniumchlorid, Monoäthylaluminiumdichlorid oder Äthyläthoxyaluminiumchlorid
und als Verbindung eines Schwermetalls vorzugsweise einer Vanadiumverbindung, wie Vanadiumtetrachlorid,
Vanadiumoxytrtchlorid, Vanadylbisacetylacetonat und Vanadyltrialkoxyde. Insbesondere
die Kombination von Monoäthylaluminiumdichlorid oder eines Gemisches von Monoäthylaluminiumdichlorid
und Diäthylaluminiummonochlorid und Vanadiumoxytrichlorid bilden sehr geeignete Katalysatoren.
Die Katalysatorkomponenten können auch in Kombination mit Lewis-Basen, wie Äthern, Aminen,
Phosphinen, Arsinen, Stibinen usw. verwendet werden.
Die Polymerisation erfolgt in Hexan, Heptan, Benzol,
Benzin. Die Temperatur liegt gewöhnlich zwischen -1000Cund -I-1000CvOiZUgSWeISezwischen -10und
+ 6O0C. Der Druck kann 1 at betragen oder höher sein, gewöhnlich aber unter 100 at liegen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird vorteilhaft in kontinuierlicher Weise durchgeführt,
indem man z. B. die Katalysatorkomponenten und die zu Mischpolymerisaten umzusetzenden Monomeren in
einem geeigneten inerten Medium löst, die Lösung mit
geeigneter Geschwindigkeit durch eine Polymerisationszone leitet einem Teil der aus der Polymerisationszone austretenden Lösung frische Monomere und
Katalysatorkomponenten beigibt und diesen Teil der ι Polymerisationszone wieder zugehen läßt.
Das Mischen von Katalysatorkomponenfen und
Monomeren mit der das Polymere enthaltenden Lösung läßt sich leicht in dem Aufgaberohr der Polymerisationszone
durchführen, vorzugsweise mit Hilfe eines im System aufgenommenen Mischers. Auf diese Weise
kann unter Benutzung einer relativ geringen Menge Energie genannter Mischvorgang im Vergleich zu einer
Mischung in einem Polymerisationsreaktor oder einem gesonderten Mischgefäß sehr schnell erfoigen. ι >
Weil die Katafysatorkomponenten außerhalb der
Polymerisationszone miteinander und vorzugsweise auch mit den Monomeren vermischt werden, ist der
Katalysator gleich nach Eintritt in diese Zone sehr wirksam. Die Anmelderin hat nunmehr gefunden, daß
infolgedessen die Verweilzeit des Gemisches in der Polymerisationszone weitaus kürzer sein kann als bei
anderen Verfahren, in denen die genannte Zone auch zur Mischung der Katalysatorkomponenten und Monomeren
benutzt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung können vorteilhaft Polymerisationszeiten von weniger
als einer Minute und häufig von nur 10 bis 20 see angewandt werden.
Eine weitere Folge ist, daß die Abmessung des Polymerisationsgefäßes weitgehend verringert werden
kann, während außerdem ein Rührwerk in diesem Gefäß überflüssig ist, was die Wirtschaftlichkeit des
Prozesses in starkem Maße fördert. Es ist sogar möglich, daß man überhaupt kein spezielles Polymerisationsgefäß
mehr braucht und gemäß der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Polymerisation ganz einfach in der Weise stattfinden kann, daß ein aus Kataiysatorkomporienien und den
Monomeren bestehendes Gemisch mit der gewünschten Temperatur durch ein Rohr von geeigneter Länge
geführt wird.
Ein weiterer Vorteil des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist daß im Vergleich zu anderen Verfahren die
metallorganische Verbindung und die Verbindung des Schwermetalls in relativ niedrigen Molarverhältnissen
verwendet werden können, ohne daß dadurch die Katalysatorwirkung beeinträchtigt wird. Genannte
Verbindungen werden vorzugsweise in einem Molarverhältnis zwischen 6 :1 und 3 :1 angewandt
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele erläutert
Es wurden mehrere Versuche angestellt bei denen in einen gläsernen, mit einem Rührer und einem
Gaseintrittsrohr ausgestatteten Dreihalskolben 200 ml trocknes Hexan eingebracht wurden, in welchem Stoff
bei Zimmertemperatur zwei oder mehrere der nachfolgenden Komponenten gelöst waren: C2HsAlCh, VOCb,
Dicyclopentadien (DCPD), ein gesättigtes Mischpolymerisat
bestehend aus 52 Gew.-% Äthylen und 48 Gew.-% Propylen, ein aus 51 Gew.-% Äthylen, 45
Gew.-% Propylen und 4 Gew.-% DCPD bestehendes, ungesättigtes Mischpolymerisat und ein Gasgemisch aus
50 VoI.-% Äthylen und 50 Vol.-% Propylen. Diese Stoffe
wurden in solchen Mengen beigegeben, daß die Endkonzentrationen von C2H5AlO2, VOCl1 und DCPD
in der Flüssigkeit 10 bzw. 2 und 15 mMol/1 betrugen und
diejenigen der Mischpolymerisate 2 g/L während das Hexan nahezu mit dem Gasgemisch gesättigt war.
Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengefaßt. Ein + - Zeichen bezeichnet welche
Stoffe bei jedem Versuch beigegeben werden, während ein solches +Zeichen außerdem die Bildung eines
Niederschlags und ein —Zeichen das Ausbleiben einer solchen Niederschlagsbildung bezeichnet Die Stoffe
wurden in der Reihenfolge beigegeben, in der sie auch in
der Tabelle von Links nach rechts aufgeführt sind.
Versuch
CjHsAICIz
Äthylen/
Propylen-
Gasgemisch
Gesättigtes Misch-Polymerisat
Ungesättigtes
Misch-Poly-
merisat
VOCb
DCPD
Niederschlag
A
B
C
D
E
F
G
Il
B
C
D
E
F
G
Il
-f
Aus den Versuchen A, H und P ergibt sich, daß sich
stets ein Niederschlag bildet, wenn die beiden Kataiysatorkomponcnien C>\\<,M('\, und VOCIi allein
oder in Anwesenheit des Kohlenwasserstoffs mit mehr als einer Doppelbindung (DCPD) zusammengebracht
werden. Wenn dabei zugleich ein ungesättigtes Polymerisat
vorhanden ist, tritt über keine Niederschlagsbildung auf (Versuche F, O und II). Merkwürdigerweise
kann die Entstehung eines Niederschlags nicht durch Beigabe eines gesättigten Mischpolymerisats verhindert
werden (Versuch Ii).
Die Versuche aus Beispiel I wurden wiederholt, allerdings mit dem Unterschied, daß als Monomere*
f'yclooclndicn Mall Cyclopcnlmlicn benutzt wurde, Hs
wurden dieselben Resultate erreicht. Auch in diesem Falle konnte die Bildung eines Niederschlags nur durch
«λ die Anwesenheit eines ungesättigten Polymerisats
verhindert werden.
Es wurden auf entsprechende Weise wie in Beispiel I
(κι zwei Reihen von Versuchen angestellt. Statt C2HsAIO.
aber wurde in der einen Reihe (C2Hs)2AICI verwendci
und in der anderen Reihe Tri-isobutylaluminium. E;
fielen die gleichen Ergebnisse an.
(>s B e i s ρ i c I 4
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurden zwe Reihen von Versuchen durchgeführt Statt VOCh wurde
in der einen Reihe VCI4 und in der anderen Reihe
VO(OC4H9)J benutzt. Die Resultate waren identisch.
Bei kontinuierlicher Polymerisation eines Gemisches aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien wurden die
Katalysatorkomponenten C2H5AlCl2 und VOCI3, beide
in Hexan gelöst, in der Aufgabeleitung des Reaktors bei einer Temperatur von - 200C in solcher Konzentration
miteinander vermischt, daß das in den Reaktor eintretende Katalysatorgemisch 10OmMoI C2H5AICI2
und lOmMol VOCb je Liter Hexan enthielt. Dieses Gemisch wurde innerhalb einer Minute nach Mischung
in den Reaktor geleitet, in dem es mit einer um neunmal so großen Hexanmenge, welche je Liter 15mMol
Dicyclopentadien enthielt, verdünnt wurde. Zugleich wurde ein Gasgemisch mit 30 Vol.-% Äthylen und 70
Vol.-% Propylen in den Reaktor eingebracht. Die Polymerisation fand bei einem Druck von 1 at und einer
Temperatur von 3O0C statt. Nach einer mittleren Verweilzeit von etwa 30 min wurde die polymere
Lösung kontinuierlich abgelassen. Diese enthielt 26 g des ungesättigten, aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien
bestehendes Mischpolymerisats je Liter.
Derselbe Versuch wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Katalysatorbestandteile in Anwesenheit
von 2 g eines ungesättigten, aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien (bzw. 52, 44 und 4
Gew.-%) zusammengesetzten Mischpolymerisats je Liter Hexan miteinander vermischt wurden, Das
Reaktionsgemisch enthielt jetzt weit mehr Mischpolymerisat, und zwar 33 g/l. Außerdem war die
Verunreinigung des Reaktors nach Beendung des Versuchs in diesem Falle wesentlich geringer als im
ersteren Falle.
Bei kontinuierlicher Polymerisation eines Gemisches aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien wurden
zwei gleiche Heptanströme, welche 5 mMol C2H5AICl2
bzw. ein Gemisch aus 0,5 mMol VOClj und 30 mMol Dicyclopentadien je Liter enthielten, bei einer Temperatur
von 23°C dicht vor dem Polymerisationsreaktor miteinander vermischt und anschließend in den Reaktor
eingebracht, wo das Gemisch bei 2 atü und 300C mit
einem Gasgemisch in Kontakt gebracht wurde, das sich aus 70 Vol.-% Propylen und 30 Vol.-% Äthylen
zusammensetzt. Es wurde während 60 Stunden polymerisiert, wobei 1600 g Polymerisat anfiel, von weicher
Menge sich 11 g an der Reaktorwand festklebten.
Falls der Lösung von C2H5AICl2 in Heptan das
ungesättigte Mischpolymerisat von Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien aus Beispiel 5 beigegeben wurde,
bildete sich 1900 g Polymerisat, von welcher Menge sich
nur 1 g an der Reaktorwand festklebte.
Eine kontinuierliche Polymerisation eines aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien bestehendes Gemisches
wurde in der in der Figur schematisch dargestellten Apparatur durchgeführt.
Die Apparatur umfaßt ein geschlossenes Umlaufsystern, bestehend aus einem Rohr 1 mit einer lichten
Weite von 50 mm und einer Länge von 6 m, einer Umlaufpumpe 8 und einem Mischgerät 2. Die Apparatur
ist ferner versehen mit Aufgaberohren 3,4 und 5, welche in das Mischgerät 2 eintreten, einem Aufgaberohr 6,
welches mit Rohr 1 in Verbindung steht und einem Austrittsrohr 7.
Durch das Rohr 6 wurde kontinuierlich ein Gemisch aus Benzin, Äthylen und Propylen mit einer Zusatzgeschwindigkeit
von 1901 Benzin, 220 Mol Äthylen und
2s 830 Mol Propylen in der Stunde in das Rohr 1
eingeleitet. Durch die Rohre 3,4 und 5 wurden stündlich 0,8 Mol Aluminiumsesquichlorid bzw. 0,08 Mol Vanadiumoxytrichlorid
und 6,75 Mol Dicyclopentadien, jedes in 3 I Benzin gelöst, dem Mischgerät 2 zugeführt, wo sie
ίο innig miteinander, mit dem frisch eintretenden Äthylen
und Propylen und mit umlaufendem, zuvor gebildetem Polymerisat vermischt werden. Die Umlaufpumpe
wurde mit solcher Geschwindigkeit gestartet, daß eine Durchsatzleistung von 10001 pro Stunde erreicht wurde.
Die mittlere Verweilzeit der Reaktionsprodukte im Umlaufsystem betrug etwa 2,5 min. Der Druck im
Umlaufsystem wurde auf 10 atü und die Temperatur auf 25°C gehalten. Die Polymerisationsreaktion setzte
gleich nach Vermischung der Reaktionsprodukte im Mischgefäß ein und war auf I m Abstand von dem
Mischgerät praktisch beendet, so daß die wirkliche Polymerisationszeit etwa 45 see betrug. Die gebildete
polymere Lösung wurde kontinuierlich über Rohr 7 aus dem System abgelassen. Aus der Lösung wurde in einer
Menge von 8750 g pro Stunde ein Terpolymeres erhalten mit einem Gehalt an Äthylen, Propylen und
Dicyclopentadien von bzw. 56, 40 und 4 Gewichtsprozent.
llicr/u 1 lilatt
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung ungesättigter Mischpolymerisate, wobei ein Gemisch at mindest S
einem Alken-1 der Formel R-CH = T in der R
ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe darstellt, oder einem Cycloalken
und zumindest einem Kohlenwasserstoff mit mehr als einer Doppelbindung mit Hufe eines Koordina- ι ο
tionskatalysators in der Flüssigkeitsphase polymerisiert wird, der eine metallorganische Verbindung
eines Metalls der Gruppen I bis HI oder der Gruppe IV B und eine Verbindung eines Schwermetalls der
Gruppen IV A bis VlI A oder der Gruppe VIII des Periodischen Systems der Elemente enthält, d a durch
gekennzeichnet, daß die genannten Katalysatorkomponenten in Hexan, Heptan, Benzol
oder Benzin und in Anwesenheit einer soichen Menge Polybutadien oder Polyisopren oder eines
sich bei der Mischpolymerisation bildenden Mischpolymerisats miteinander vermischt werden, daß
sich dabei kein Niederschlag bildet, und anschließend der Polymerisationszone zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ungesättigte Polymerisat in einer
Menge von 20-200 mg je mMol der metallorganischen Verbindung angewandt wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6406167 | 1964-06-02 | ||
DEST023908 | 1965-05-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1645449C3 true DE1645449C3 (de) | 1977-11-17 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2731067A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polybutadien mit hohem cis-1,4-gehalt | |
DE1214002B (de) | Verfahren zur Polymerisation von Butadien | |
DE1148384B (de) | Verfahren zur Polymerisation von Butadien | |
DE2046722A1 (de) | Verfahren zur Herstellung cyclischer oelfimsch ungesättigter Kohlenwasser stoff polymere | |
DE2117995C2 (de) | Diskontinuierliches Verfahren zur Herstellung von statistischen Copolymerisaten aus einem aliphatischen konjugierten Dien und vinylaromatischen Verbindungen | |
DE2027302C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Äthylenpolymerisaten | |
DE2028716A1 (de) | Polyalkenamere und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE1645449C3 (de) | Verfahren zur Herstellung ungesättigter Mischpolymerisate | |
DE1938485C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mischpolymerisaten aus Äthylen, einem a-Olefin und einer Polyenverbindung | |
DE1520792A1 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Olefinen | |
DE1542225A1 (de) | Polymerisationsverfahren | |
DE4415872A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Ethylencopolymeren | |
DE2361052A1 (de) | Verfahren zur polymerisation von alpha-olefinen | |
DE2105683A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Poly propenmassen m Pulverform | |
DE1645449B2 (de) | Verfahren zur herstellung ungesaettigter mischpolymerisate | |
DE1957815A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von linearem Polyaethylen | |
DE912021C (de) | Verfahren zum fortlaufenden Mischpolymerisieren eines niedrigen aliphatischen Monoolefins mit einem polymerisierbaren, einen aromatischen Kern enthaltenden Monoolefin | |
DE1570923A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1-Olefinpolymerisaten und -mischpolymerisaten | |
DE1300680B (de) | Verfahren zur Copolymerisation von AEthylen mit aliphatischen alpha-Olefinen | |
DE1495935A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polydienen mit sterisch regelmaessiger Struktur | |
DE2224388C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von trans- 1,4-Polyisopren oder trans- 1,4-Polybutadien | |
DE1595504A1 (de) | Verfahren zur Entfernung farbiger Vanadium-Bestandteile in Katalysatorrueckstaenden von Polymeren | |
DE1301534B (de) | Verfahren zur Mischpolymerisation von AEthylen und Propylen, gegebenenfalls zusammen mit einem polymerisierbaren nichtkonjugierten Dien | |
DE1570525B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten konjugierter Diolefine | |
AT240045B (de) | Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem oder mehreren andern ungesättigten Kohlenwasserstoffen |