DE1645489C - Process for the polymerization of butadiene (1,3) - Google Patents
Process for the polymerization of butadiene (1,3)Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Polymerisation van Butadien^ 1,3) in Gegenwart eines aus einer ätherfreien Organomagnesiumverbindung und einem Titantetrahalogenid gebildeten Katalysators in einem inerten flüssigen KohlenwasserstofflöaungsmiUel, wobei die Katalysatorbestandteile ohne vorheriges Mischen zu der Reaktionsmischung zugegeben werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssiges Kohlenwasserstoiflösungsmittel eine Mischung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Monoolennen, die 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten, verwendet, wobei die Volumenkonzentration des Monoolefins die etwa 5fache Volumenkonzentration des Butadienmonomeren nicht übersteigt.The invention relates to a process for the polymerization of butadiene ^ 1,3) in the presence of one of one ether-free organomagnesium compound and one Titanium tetrahalide formed catalyst in an inert liquid hydrocarbon solvent, wherein the catalyst components are added to the reaction mixture without prior mixing. This process is characterized in that the liquid hydrocarbon solvent is a Mixture of aromatic hydrocarbons with monoolennes containing 3 to 6 carbon atoms, used, the volume concentration of the monoolefin being about 5 times the volume concentration of the butadiene monomer does not exceed.
Erfindungsgemäß wird ein zusätzliches Lösungsmittel, nämlich ein Monoolefin mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, als Bestandteil der Lösungsmittelmischung für die Butadienpolymerisation verwendet. Die Verwendung dieser Monoolefine, die eine große Wärmekapazität besitzen, als zusätzliches Lösungsmittel zu einem aromatischen Kohlenwasserstoff führt vorteilhafterweise zu einer Verminderung der Viskosität. Dadurch erzielt man eine bessere Wärmeleitung während der Polymerisation und kann die Polymerisation br, zu einem größeren Feststoffgehalt der Lösung fortfuhren. Die Verwendung eines Monoolefins mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen als zusätzliches Lösungsmittel führt ferner zur Bildung von cis-l,4-Polybutadien mit geringerer Fließneigung bei der Lagerung und einem engen Molekulargewichtsbereich: ferner erreicht man durch die zusätzlichen Lösungsmittel eine größere Wirksamkeit des Katalysators. Die Verwendung dieser Monoolefine als zusätzliches Lösungsmittel zu einem organischen Kohlenwasserstoff ermöglicht eine Verminderung der Katalysatormenge um V3 bis 1Z2 gegenüber der Menge, die bei Durchführung des erfindunjisgemäßen Verfahrens in einem nur aus aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden Lösungsmittel erforderlich ware. Ls ist nicht möglich, Alkane an Stelle der Monoolefine mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen zu verwenden, da hierdurch der durch l'msetzung der Organomagnesiumverbindung. Titantetrahalogenid und Butadien hergestellte aktive Katalysator praktisch unlöslich würde und daher eine Verminderung der Wirksamkeit des Katalysators eintreten würde.According to the invention, an additional solvent, namely a monoolefin having 3 to 6 carbon atoms, is used as a component of the solvent mixture for the butadiene polymerization. The use of these monoolefins, which have a large heat capacity, as an additional solvent to an aromatic hydrocarbon advantageously leads to a reduction in viscosity. As a result, better heat conduction is achieved during the polymerization and the polymerization can be continued with a higher solids content in the solution. The use of a monoolefin having 3 to 6 carbon atoms as an additional solvent also leads to the formation of cis-1,4-polybutadiene with a lower tendency to flow on storage and a narrow molecular weight range: the additional solvents also make the catalyst more effective. The use of these monoolefins as an additional solvent to an organic hydrocarbon enables the amount of catalyst to be reduced by V 3 to 1 Z 2 compared to the amount which would be required if the process according to the invention were carried out in a solvent consisting only of aromatic hydrocarbons. It is not possible to use alkanes instead of the monoolefins with 3 to 6 carbon atoms, since this results in the decomposition of the organomagnesium compound. The active catalyst produced by titanium tetrahalide and butadiene would become practically insoluble and therefore a reduction in the effectiveness of the catalyst would occur.
Aus der britischen Patentschrift ''^O 222 ist es bekannt, 1.3-Butadien in Gegenwart eines Katalysators aus einer Organomagnesiumverbindung und einem Titantetrahalogenid zu polymerisieren, wobei ein aromatischer Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel verwendet wird und die einzelnen Katalysatorkompo- :-ontnn getrennt in den Reaktionskesscl gegeben wer-(icii Γ-r,gegenüber wird, wie bereits erwähnt, erfindung.-,£.:r!iäß eine Mischung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Monoolefinen,die 3 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten, verwendet. Diese Maßnahme bringt gegenüber einer bloßen Verwendung aromatischer Kohlenwasserstoffe gemäß der genannten britischen Patentschrift 950 222 den Vorteil, daß sich hierdurch die Viskosität der Lösung herabsetzen läßt, foFrom British Patent Specification '' ^ O 222 it is known to polymerize 1,3-butadiene in the presence of a catalyst comprising an organomagnesium compound and a titanium tetrahalide, wherein an aromatic hydrocarbon is used as solvent, and the individual Katalysatorkompo-: -ontn n separated in the Reaktionskesscl are given (icii Γ- r, compared to, as already mentioned, invention .-, £.: r! iäß a mixture of aromatic hydrocarbons with monoolefins containing 3 to 6 carbon atoms is used. This measure brings about a mere use aromatic hydrocarbons according to the aforementioned British patent 950 222 have the advantage that this can reduce the viscosity of the solution, fo
Dies hat zur Folge, daß während der Polymerisation eine bessere Wärmeübertragung stattfindet, wobei die Polymerisation bis zu einem höheren leststoffgehult der Lösung fortgesetzt werden kann. Die Verwendung eines Monoolefins mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen als <>l< zusätzliches Lösungsmittel, d. h. als Bestandteil des LöBungsmittelgemischcs, führt ferner /ur Bildung von eis-1,4-Polybutadien mit geringerer I lieüneigunji bei der Lagerung und einem engen Molekulargewichtsbereich. Schließlich läßt sich durch den Zusatz eines Monoolefins mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen zu einem aromatischen Kohlenwassersiofflösungsmittel die Wirksamkeit des jeweils verwendeten Katalysators erhöhen. Es ist auf diese Weise möglich, die bei der Durchführung des geschilderten Verfahrens in Gegenwart eines lediglich aus aromatisch ϊ Kohlenwasserstoffen bestehenden Lösungsmittels erforderliche Katalysatormenge um '/3 bis '/2 zu vermindern.The consequence of this is that better heat transfer takes place during the polymerization, and the polymerization can be continued until the solution has a higher solid content. The use of a monoolefin having from 3 to 6 carbon atoms as <> l <additional solvent, ie as part of the LöBungsmittelgemischcs further leads / ur formation of ice-1,4-polybutadiene with a lower I lieüneigunji during storage and a narrow molecular weight range. Finally, the addition of a monoolefin having 3 to 6 carbon atoms to an aromatic hydrocarbon solvent increases the effectiveness of the particular catalyst used. In this way it is possible to reduce the amount of catalyst required when carrying out the process described in the presence of a solvent consisting only of aromatic hydrocarbons by 1/3 to 1/2.
Als bevorzugtes monoolefinisches, zusätzliches Lösungsmittel wird Isobutylen verwendet, es können aber auch andere Monoolefine, wie Propylen, Buten-(2), Penten-(l), Penten-(2), 2-Methy!buten-(2), Hexen-(l), 3-Methylpenten-(2), 2-Äthylbuten-(2) und deren Mischungen gemeinsam mit den aromatischen Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Die Menge des zusätzlichen monoolefinischen Lösungsmittels wird in einer Konzentration von 0,2 bis 1,0 Volumina pro Volumen aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel angewandt. Zur Verhinderung der Bildung von cis-Polybutadien-Olefincopolymerisaten soll die Konzentration des monoolefinischen Lösungsmittels etwa das Fünffache der Konzentration des Butadienmonomeren nicht übersteigen.Isobutylene is used as a preferred monoolefinic, additional solvent, it can but also other monoolefins, such as propylene, butene (2), pentene (1), pentene (2), 2-methy! butene (2), Hexene (1), 3-methylpentene (2), 2-ethylbutene (2) and their mixtures together with the aromatic Hydrocarbons are used. The amount of additional monoolefinic solvent is used at a concentration of 0.2 to 1.0 volume per volume aromatic hydrocarbon solvent applied. To prevent the formation of cis-polybutadiene-olefin copolymers, the concentration should of the monoolefinic solvent about five times the concentration of the butadiene monomer not exceed.
Als aromatische Kohlenwasse.rstofflösungsmittel werden erfindungsgemäß gewöhnlich Benzol, Toluol, Xylol und deren Mischungen verwendet.According to the invention, benzene, toluene, Xylene and mixtures thereof are used.
Bei dem erfmdungsgemäßen »in situ«-Verfahren werden die Organomagnesiumverbindung und Titantetrahalogenid in einer Kohlenwasserstoffmischung, die das zu polymerisierende Butadien enthält, zusammengebracht. Gewöhnlich wird die Organomagnesiumverbindung in einer Mischung von Butadien unu Kohlenwasseirstofflösungsmittel dispergiert und/ oder aufgelöst und eine Lösung von Titantetrahalogenid in einem Kohlenwasserstoff zu dieser Mischung zugegeben. Die aus Organomagnesiumverbindung, Titantetrahalogenid und Butadien bestehende Reaktinnsmischung enthält mindestens 300 Mol und vorzugsweise mindestens 50(1 Mol Butadien pro Viol Titantetrahalogenid. Ein derartig hoher molarer Überschuß an Butadien gewährleistet die Bildung des aktiven Katalysators und verhindert die Reduktion des Titantctrahalogenids durch die Organomagnesiumverbindung zu einem inaktiven, festen polymeren Trihalogenid mit im wesentlichen dreiwertigen TitanIn the “in situ” process according to the invention, the organomagnesium compound and titanium tetrahalide are formed brought together in a hydrocarbon mixture containing the butadiene to be polymerized. Usually the organomagnesium compound is dispersed in a mixture of butadiene and hydrocarbon solvents and / or dissolved and a solution of titanium tetrahalide in a hydrocarbon to this mixture admitted. The reactant mixture consisting of organomagnesium compound, titanium tetrahalide and butadiene contains at least 300 mol and preferably at least 50 (1 mol of butadiene per viol Titanium tetrahalide. Such a high molar excess of butadiene ensures the formation of the active catalyst and prevents the reduction of the titanium tetrahalide through the organomagnesium compound to an inactive, solid polymer Trihalide with essentially trivalent titanium
Dieses Verfahren zeichnet sich durch große Wirksamkeit des Katalysators, ausgezeichnete Wiederholbarkeit und Uncmpfindliehkeit gegenüber Verdünnung, TcmpcratiP'cinwirkung oder Alterungserscheinungen a js. Das »in situ«-Verfahren zur I lerstcllung des aktiven Katalysators ermöglicht auch eine einfachere Handhabung des Katalysators und eine bessere Regelung der Polymerisationsgeschwindigkeit und der Molekulargewichtsverk-ilung des Polybutadiene. This method is characterized by great effectiveness of the catalyst, excellent repeatability and insensitivity to dilution, TcmpcratiP'cin effect or signs of aging a js. The "in situ" method for the production of the active catalyst also enables easier handling of the catalyst and a better regulation of the polymerization rate and the molecular weight locking of the polybutadiene.
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to explain the invention in more detail.
Dieses Beispiel erläutert die »in situ«-Hcrst('llung des C4IInTiXj-Radikalkatalysators durch (imselzen von Organomagnesiumverbindung, I itantetrajodid und Butadien, wobei Isobutylen gemeinsam mit Benzol als Lösungsmittel bei der Umsetzung verwendet wird.This example explains the "in situ" preparation of the C 4 II n TiXi radical catalyst by using an organomagnesium compound, itanetetraiodide and butadiene, with isobutylene and benzene used as a solvent in the reaction.
hin 38-l-Rcaktor aus rostfreiem Stahl wurde durch Destillation von Benzol getrocknet und mit trockenem Argon ausgespült und nacheinander mit ISJ kg Benzol (thiophenfrei und durch azeotrope Destillation von Feuchtigkeit befreit), 5,44 kg über Molekülsieben getrocknetem Butadien und 9,4! kg durch Tonerde durchgeleitetem und getrocknetem Isobutylen beschickt. Die Reaktorbeschickung wurde auf eine Temperatur von 5 C gebracht, der Rührer eingeschaltet und eine Suspension von 15OmMoI ätherfreiem -i-Naphthylinagnesiumbromid in I 1 Xylol unter Argondruck in den Reaktor überführt. Nach 5 Minuten Rühren wurde eine Lösung von 27 g (4S,6 mMol) in 3 Liter trockenem Benzol aufgelöstem Titantetrajodid unter Argondruck in den Reaktor überführt. DieReaktionsmischung wurde dann auf eine Temperatur von 13 C gelracht, wobei sofort Polymerisation eintrat.38 liter stainless steel Rcaktor was made by Distillation of benzene dried and flushed with dry argon and successively with ISJ kg of benzene (thiophene-free and freed from moisture by azeotropic distillation), 5.44 kg over molecular sieves dried butadiene and 9.4! kg of isobutylene passed through alumina and dried. The reactor charge was brought to a temperature of 5 ° C. and the stirrer switched on and a suspension of 150 mmol of ether-free -i-naphthylinagnesium bromide in I 1 of xylene under argon pressure transferred to the reactor. After stirring for 5 minutes, a solution of 27 g (4S, 6 mmol) in 3 liters of dry benzene dissolved titanium tetraiodide were transferred into the reactor under argon pressure. The reaction mixture was then brought to a temperature of 13 C, whereupon polymerization occurred immediately.
Die Gesamtumsetzungszeit betrug 63 Minuten, der prozentuale Feststoffanteil nach Beendigung der Umsetzung betrug 8,5, und die Viskosität bei 13 C betrug 2000 cP. Das Polymerisat bestand zu 98% aus eis-1,4-, zu 0,5% aus trans- und zu 1,3% aus Vinylpolymerisat. Pie Polymerisation wurde nach .63 Minuten durch Eingießen der Beschickung in ein mit Argon ausgespültes Gefäß mit 400 ml Äthanol, 400 ml einer 10%igen Dimethylaminlösung in Benzol und 30 g N-Phenyl-N'-cyclohexyl-p-phenylendiamin beendet. Eine Probe des Polymcrklebstoffes wurde koaguliert Und besaß bei 1 (X) C eine.i M L-4 von 54.The total reaction time was 63 minutes, the percentage solids content after the end of the reaction was 8.5, and the viscosity at 13 ° C. was 2000 cP. The polymer consisted of 98% cis-1,4, 0.5% trans and 1.3% vinyl polymer. The polymerization was terminated after .63 minutes by pouring the charge into a vessel flushed with argon with 400 ml of ethanol, 400 ml of a 10% strength dimethylamine solution in benzene and 30 g of N-phenyl-N'-cyclohexyl-p-phenylenediamine. A sample of the polymer adhesive was coagulated and had an i M L-4 of 54 at 1 (X) C.
B c i s f i c 1 2 J°B cisfic 1 2 J °
Dieses Beispiel erläutert die »in situ«-Herr.tellung <les Katalysators, wobei ein etwas größeres Molverhältnis Organomagnesiumverbindung zu Titanjodid angewendet wird. Bei diesem Beispiel, bei dem ebenfalls Isobutylen als zusätzliches Lösungsmittel verwendet wird, erhält man ein Polymerisat mit sehr Ihnlichen Eigenschaften wie bei dem gemäß Beispiel 1 hergestellten Polymerisat.This example explains the "in situ" position <les catalyst, with a slightly larger molar ratio of organomagnesium compound to titanium iodide is applied. In this example, which also uses isobutylene as an additional solvent a polymer is obtained with properties very similar to that of Example 1 produced polymer.
Ein trockener, vorher mit Argon ausgespülter 38-1-Rcaktor wurde mit 18,1 kg Benzol. 5.44 kg Butadien und 9,07 kg Isobutylen beschickt und diese Bctchickung auf 5 C gekühlt. Dann wurde eine Suspcnlion von 160 mMol </-Naphthylmagnesiumbiumid in I I einer 30 zu 70% Xylol-Ben/.ol-Mischung unter Ί5 Argondruck in den Reaktor eingebracht. Der Reaktor-Inhalt wurde dann 5 Minuten lang gerührt und 27 g (48.6 mMol) Titantetrajodid, gelöst in 2 1 Benzol, linier Argondruck in den Reaktor eingebracht, wobei «lic 'temperatur auf 10 C eingestellt wurde. Der Verlauf der Polymcrisationsreakiion glich der von Bcitpiel I. Die Umsetzung wurde nach 60 Minuten bcfnilci und die Beschickung in ein mit Argon ausgc- »piiiies Gefäß mit 900 ml l()%iger Bcnzol-I iimelhylfiminlösung, SOOmI Äthanol und 60 g N-Phcnyl-N-cyclohcxyl-p-phenylendiamin gegossen.A dry 38-1 Rcaktor previously flushed with argon was mixed with 18.1 kg of benzene. 5.44 kg of butadiene and 9.07 kg of isobutylene charged and this Bctchickung cooled to 5 C. Then there was a suspension of 160 mmol </ - naphthylmagnesiumbiumide in I I a 30 to 70% xylene-benzene / .ol mixture below Ί5 Argon pressure introduced into the reactor. The reactor contents was then stirred for 5 minutes and 27 g (48.6 mmol) of titanium tetraiodide dissolved in 2 l of benzene, Line argon pressure was introduced into the reactor, the temperature being set to 10 ° C. The history the polymerization reaction was similar to that of Bcitpiel I. The reaction was bcfnilci after 60 minutes and the charge is placed in an argon-filled vessel with 900 ml of 1% benzene-iimelhylfimine solution, SOOMI ethanol and 60 g of N-phenyl-N-cyclohexyl-p-phenylenediamine poured.
Dabei wurden die folgenden physikalischen Eigenschaften festgestellt: l'eststoffgchalt: 10,4%; Viskosität (cP) bei 10 C: 3592. Das Polymerisat bestand zu 97% aus eis-, zu 0,8% aus trans- und zu 2.0% aus f» Vinylpolymerisat. Eine Versuchsprobe des koagulierten Polymerklebstoffes besaß einen Ml -4 bei KX) C von 60.The following physical properties were determined: Solids content: 10.4%; viscosity (cP) at 10 C: 3592. The polymer consisted of 97% ice, 0.8% trans and 2.0% f » Vinyl polymer. A test sample of the coagulated polymer adhesive had an Ml -4 at KX) C from 60.
B e i s ρ i e 1 3 ( B ice ρ ie 1 3 (
(Vergleichsvcrsuch)(Comparison search)
Dieses Beispiel erläutert die »in situ«-l lerslellung ties Katalysators und seine Anwendung in einem System, bei dem kein Isobutylen als zusätzliches Lösungsmittel verwendet wird. Bei Abwesenheit von Isobutylen wird die Reaklionsmischung sehr viskos, und infolge der geringen Wärmeleitung steigt die I 'msetzungstemperatur betrachtlichThis example explains the "in situ" implementation ties catalyst and its application in a system in which no isobutylene as an additional Solvent is used. In the absence of isobutylene, the reaction mixture becomes very viscous, and as a result of the low heat conduction, the conversion temperature rises considerably
Lin durch Destillation von Xylol getrockneter und mit Argon ausgespülter 19-1-Reaktor aus rostfreiem Stahl wurde mit 15,9 kg getrocknetem Benzol und 2,72 kg Butadien beschickt.Lin 19-1 stainless steel reactor dried by distillation of xylene and flushed with argon Steel was charged with 15.9 kg of dried benzene and 2.72 kg of butadiene.
Die Beschickung wurde auf eine Temperatur von 10 C gebracht und 71 mMol ätherfreies a-Naphthylmagncsiumbromid in 900 ml einer 30 zu 70% Xylol-Benzol-Mischung in den Reaktor unter Argondruck eingebracht. Der Reaktorinhalt wurde 10 Minuten gerührt und dann eine Lösung von 22,9 mMol (12,75 g) Titantetrajodid in 1 1 Benzol in den Reaktor eingebracht. Unmittelbar nach Zugabe der Tetrajodidlösung begann die exotherme Umsetzung, und die Umsetzungstemperatur stieg innerhalb 10 Minuten (bei voller Kühlungl um 40 C. Innerhalb von 15 Minuten war die Umsetzung bis zu einer 50%igen Umwandlung (Brookfield-Viskosität 194 cP) fortgeschritten. Nach 50 Minuten Reaktionszeit stieg die Umwandlung auf 86%. (Brookfield-Viskosität 15 25OcP bei 15 C.) The charge was brought to a temperature of 10 ° C. and 71 mmol of ether-free α-naphthylmagnesium bromide in 900 ml of a 30 to 70% xylene-benzene mixture was introduced into the reactor under argon pressure. The contents of the reactor were stirred for 10 minutes and then a solution of 22.9 mmol (12.75 g) of titanium tetraiodide in 1 liter of benzene was introduced into the reactor. Immediately after the addition of the tetraiodide solution, the exothermic reaction began and the reaction temperature rose within 10 minutes (with full cooling by 40 C. Within 15 minutes the conversion had progressed to a 50% conversion (Brookfield viscosity 194 cP) Minutes reaction time, the conversion rose to 86%. (Brookfield viscosity 15 25OcP at 15 C.)
Die Polymerisation wurde nach 30 Minuten durch Einbringen der Beschickung in ein mit Argon ausgespültes Gefäß mit 400 ml Äthanol, 400 ml einer lO'l'oigen Benzol-Dimethylamin-Lösung und 15 g N-Phenyl-N^cyclohexyl-p-phenylendiamin beendet. Das Polybutadien wurde au a Ji.ni Lösungsmittel durch Ausflocken mittels Dampf gewonnen.The polymerization was started after 30 minutes by placing the charge in an argon purge Vessel with 400 ml of ethanol, 400 ml of a lO'l'oigen benzene-dimethylamine solution and 15 g N-phenyl-N ^ cyclohexyl-p-phenylenediamine terminated. The polybutadiene became a Ji.ni solvent obtained by flocculation using steam.
Es besaß die folgenden Eigenschaften: Mooncy-Viskosität bei 100°C: 64; 97% cis-l,4-Gehalt; 0,6%, trans- 1.4-üehalt: 7,0% Vinylgehalt; Viskosität der verdünnten Lösung: 2,73; Aschegehait: 0,2%.It had the following properties: Mooncy viscosity at 100 ° C: 64; 97% cis-1,4 content; 0.6%, trans-1.4 content: 7.0% vinyl content; Viscosity of the diluted solution: 2.73; Ash content: 0.2%.
B e i s ρ i e 1 c 4 bis SB e i s ρ i e 1 c 4 to S
Diese Beispiele erläutern die Umsetzung von Dikohlenwasserstoffmagnesium verbindungen, überschüssigem Butadienmonomcrem und Titantctrahalogenid. Diese direkt aus Alkyl- oder Arylhalogenid und Magnesium in Abwesenheit von .\ther hergestellten Vciuindungen sind in Kohlenwasserstoffen löslich. Man beobachtet einen hohen Wirkungsgrad des Katalysators, wenn die Dikohlenwasserstoffmagnesium· verbindungen mit T'tantctrahalogenid und monomcreni Butadien umgesetzt werden. Setzt man Dikohlenwasserstoffmagnesium mit dem Tilantclrahalogenid in verdünnter Lösung, d. h. in Abwesenheit von Butadien, um, so bildet sich bei nachfolgendem Zugeben von Butadien kein Polymerisat.These examples illustrate the implementation of dihydrocarbon magnesium compounds, excess Butadiene monomer cream and titanium tetrahalide. These directly from alkyl or aryl halide and Magnesium in the absence of compounds produced are soluble in hydrocarbons. A high efficiency of the catalyst is observed when the dihydrocarbon magnesium compounds with T'tantctrahalogenid and monomcreni Butadiene are implemented. If one puts dihydrocarbon magnesium with the Tilantclrahalogenid in dilute solution, d. H. in the absence of butadiene, um is formed on subsequent addition butadiene is not a polymer.
In Tabelle I sind die 1 rgcbnisse aufgeführt, die bei Verwendung von 5 verschiedenen Dikohlenwasserstoffmagnesiumvcrbindungen erzielt wurden.Table I lists the results that occurred in Use of 5 different dihydrocarbon magnesium compounds were achieved.
100 ml über Tonerde getrocknetes Benzol wurde mit 20 ml (12 g) Butadien in einer mit Stickstoff ausgespülten, mit einem Kappenverschluß versehenen Druckfiasche behandelt. Zu der Butadicn-Bcnzol-Lösung wurden 0,225 mMol (1,5 ml einer 0,l5molaren Lösung in Benzol) Dikohlenwassersiloffmagnesium zugegeben. Bei der darauffolgenden Zugabe von O.ISmMol einer Titantelrajodkilbsung (7,5 ml einer (),2molarcn BenzoPösung) trat eine rasche exotherme Polymerisation mit einer Temperaturerhöhung von etwa 35 (ein. Die in der Tabelle I aufgeführten Daten zeigen die Ergebnisse der bei 27 ( begonnenen Polymerisationen, die vor dem Aufarbeiten eine Stunde100 ml of benzene dried over clay was flushed with 20 ml (12 g) of butadiene in a nitrogen-flushed, treated with a cap closure provided pressure bottle. To the butadicn-benzene solution were 0.225 mmol (1.5 ml of a 0.15 molar Solution in benzene) Dikohydrosiloffmagnesium added. With the subsequent addition of O.ISmMol of a titanium rayodilution (7.5 ml of a (), 2 molar benzene solution), rapid exothermic polymerization occurred with a temperature increase of about 35 (a. The data listed in Table I. show the results of the polymerizations started at 27 (, the one hour before working up
lang fortschreitend gelassen wurden. Die Polymerisate wurden aus dem Benzol du.ch Koagulieren mit Alkohol in Gegenwart eines Antioxydationsmittels gewonnen.were left long advancing. The polymers were made from the benzene du.ch coagulating with Alcohol obtained in the presence of an antioxidant.
Dikohlenwasserstoffmagnesiumvorbindungcn-Bulädier.-Titantetrahalogenid-System als .StarlsubstanzDicohydrocarbon-magnesium prebonding-Bulädier.-Titaniumetrahalogenid-System as a star substance
für die Butadicn-Polvmerisationfor butadicn polymerisation
Umwandlung. %Conversion. %
eis-1.4. % ice-1.4. %
träns-1,4,% ....
Vinyl. % water-1.4,% ....
Vinyl. %
Di-n-decylDi-n-decyl
100100
1,2
1,81.2
1.8
S j ft I 7S j ft I 7
DikohlcnwussurMofTniagncsiuni verbindungDikohlcnwussurMofTniagncsiuni connection
Di-ii-naphthylDi-ii-naphthyl
99 96,099 96.0
1,21.2
3,03.0
Beispiel 9
(Yergleichsversuch)Example 9
(Attempted comparison)
Dieses Beispiel erläutert die I Inwirksamkeit eines Reaktionsprodukte* aus Dihydrocarbylmagnesiumverbindung und Titantetrajodid in einer verdünnten Kohlenwasserstofflösung, die etwa 1 Gewichtsprozent Reaklionspartner enthält.This example illustrates the ineffectiveness of a Reaction products * from dihydrocarbyl magnesium compound and titanium tetraiodide in a dilute Hydrocarbon solution containing about 1 percent by weight of reactants.
Es wurde eine Reaktionsmischung aus 0,225 mMol Diphenylmagnesium und 0.168 mMol Titantetrajodid in 10,3 ml Benzol hergestellt. Diese Mischung, die etwa I Gewichtsprozent Diphenylmagnesium-Ti.l4 enthielt, wurde in eine mit Stickstoff ausgespülte, mit einem Kappenverschluß versehene Druckflaschc mit 24 g Butadien und 200 ml Benzol gegeben. Nach 24stÜL.digem Schütteln trat keine sichtbare Umsetzung ein. was darauf hindeutet, daß Diphenylmagnesium und das Titantetrajodid in der verdünnten Benzollösung unter Bildung von Titantrihalogenid reagiert hatten, bei dem das Titan im wesentlichen eine Wertigkcit unter 4 aufweist.A reaction mixture was prepared from 0.225 mmol of diphenyl magnesium and 0.168 mmol of titanium tetraiodide in 10.3 ml of benzene. This mixture, which contained about 1 percent by weight of diphenylmagnesium Ti.l 4 , was placed in a nitrogen-flushed, capped pressure bottle with 24 g of butadiene and 200 ml of benzene. No visible conversion occurred after shaking for 24 hours. suggesting that diphenylmagnesium and the titanium tetraiodide reacted in the dilute benzene solution to form titanium trihalide, the titanium of which is essentially less than four in valence.
Gibt man die gleiche Menge, nämlich 0.225 mMol Diphenylmagnesium zu einer Mischung von 24 g Butadien und 200ml Benzol und fügt hierzuO,l68mMol IiJ4. so tritt eine rasche exotherme Umsetzung ein, wobei im wesentlichen ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 5 erhalten werden. Ks erfolgte eine 100%ige Umwandlung des Butadiens in ein Polymerisat mit einem Gehalt von 97"η cis-l,4-lsomer, 1% Irans- und 2"ii Vinylpolymcr.Add the same amount, namely 0.225 mmol of diphenylmagnesium to a mixture of 24 g of butadiene and 200 ml of benzene and add 0.168 mmol of IiJ 4 to this . thus a rapid exothermic reaction occurs, with results essentially similar to those in Example 5 being obtained. 100% conversion of the butadiene into a polymer with a content of 97 "η cis-1,4-isomer, 1% Iran and 2" II vinyl polymer took place.
Dieses Beispiel cläulcrt die Wirkung der Konzentrat inn von äthcrfrei'-ni Dikoiiicnwnsserstoffmagnesium und Titantctrahalogenid auf das Molekularge- ss wicht oder die Mooncy-Viskosität von cis-l,4-Polybutadicn, das mit einem im wesentlichen vierwcrliges Titan enthaltenden Katalysator hergestellt wurde. In Tabelle Il sind die mit einem JIR-I-Reaklor erzielten Ergebnisse aufgeführt; bei diesen Versuchen wurde <m der aus Diphenylmagnesium. Butadien und Titantetrajodid hergestellte Katalysator verwendet.This example illustrates the effect of the concentrate in ether-free-ni dihydric hydrogen magnesium and titanium tetrahalide on the molecular weight or the Mooncy viscosity of cis-1,4-polybutadine, which was prepared with a catalyst containing essentially tetravalent titanium. Table II shows the results obtained with a JIR-I reactor; in these experiments <m was that of diphenylmagnesium. Butadiene and titanium tetraiodide produced catalyst used.
Kin 38-l-Reaktor aus rostfreiem Stahl mit Vorrichtung zum Durchlesen von Kühlmittel durch den Reaktormanlel <μιμΙι· durch Destillation von Benzol < <s und nachfolgendes Ausspülen mil Stickstoff gelrock net und anschließend nui Ikn/ul. d,is durch 1 >n!"eiil'-'itt-n dm eh 1(HiLT(Ic iii-iiiK. k Hi1I weiden win. und mil Butadien (Polymerisationsqualität, getrocknet und von Inhibitor vermittels Durchleiten durch Tonerde befreit) beschickt. Die Beschickungsmengen sind in Tabelle II aufgeführt. Der Reaktor wurde unter positivem Stickstoffdruck gehalten und Diphcnylmagnesium (hergestellt unter älhi-rfrcien Bedingungen) in Benzollösung mit Hilfe einer unter Stickstoffdruck stehenden Bombe aus rostfreiem Stahl in die Butadien-Benzol-Kösung übergeführt. Dann wurde der Rühreieingeschaltet, die Rcaktortempcralur auf 25 1C gebracht und eine 0,2molare Titantctrajodidlösung mit Hilfe einer unter Druck stehenden Bombe aus rostfreiem Stahl zugegeben. Wenn die in der Tabelle angegebene Tetrajodidmenge auf einmal zugegeben wurde, erfolgte eine rasche exotherme UmscUung, so daß die Temperatur selbst bei voller Kühlung nicht konstant gehalten werden konnte (10-Λ). Eine einfache Regelung der Umsetzung und Konstanthaltung der Temperatur gelang jedoch bei portionsweiscr Zugabe von Tctrajodid (K)-B). Die in Tabelle ü aufgeführten Polymerisate wurden mit einem Antioxydationsmittel behandelt und dann mit Dampf ausgeflockt.Kin 38-liter reactor made of stainless steel with device for reading coolant through the reactor jacket <μιμΙι · by distillation of benzene <<s and subsequent flushing with nitrogen gelrock net and then only Ikn / ul. d, is through 1> n! "eiil '-' itt-n dm eh 1 (HiLT (Ic iii-iiiK. k Hi 1 I weiden win. and mil butadiene (polymerization quality, dried and freed from inhibitor by passing through clay) The charges are shown in Table II The reactor was maintained under positive nitrogen pressure and diphenylmagnesium (prepared under low-temperature conditions) in benzene solution was transferred to the butadiene-benzene solution by means of a nitrogen pressurized stainless steel bomb The stirrer was switched on, the Rcaktortempcralur brought to 25 1 C and a 0.2 molar titanium tetraiodide solution with the help of a pressurized stainless steel bomb was added could not be kept constant even with full cooling (10-Λ). A simple control of the implementation and keeping the temperature constant succeeded, however, with the addition of tetraiodide (K) -B) in portions. The polymers listed in Table ü were treated with an antioxidant and then flocculated with steam.
"Tabelle Il"Table Il
Einfluß des Diphenylmagnesium- und Tilantctrajodidgehalts auf das MolekulargewichtInfluence of the diphenylmagnesium and tilantraiodide content on the molecular weight
Ansatz approach
Benzol (g) Benzene (g)
Butadien (g) Butadiene (g)
Diphenylmagnesium Millimol (g)Diphenylmagnesium Millimole (g)
TilanlctrajodidTilanlctraiodide
Millimol Millimoles
Temperatur temperature
/eit. Minuten / eit. Minutes
1 'mwandl.mg, "■« . .1 'mwandl.mg, "■«..
(irundmolare
Viskosila'ts/ahl
(Intrinsic, I SA)(rounded molars
Viskosila'ts / ahl
(Intrinsic, I SA)
M noney-Viskosität
bei KW) ( M noney viscosity
at KW) (
( is I I ( loh.ili. "„(is I I (loh.ili. ""
Hans I I ( u'hali. ".,Hans I I (u'hali. ".,
H)-AHA
26 60126 601
3 6323632
55 (9.S g)55 (9.S g)
36,7 (20.4) 25 bis -7SC 60
10036.7 (20.4) 25 to -7SC 60
100
2.05 262.05 26
M)M)
10-B10-B
26 60426 604
3 6323632
42 (7.5 g)42 (7.5 g)
24 (13,3)24 (13.3)
10 bis 50 C10 to 50 C.
4040
K)OK) O
3.393.39
ι.νι.ν
Einfluß des Diphenylirnagnesiurn- und Titantetrajodidgehaltes auf das MolekulargewichtInfluence of diphenyl magnesia and titanium tetraiodide content on molecular weight
cis-Butadien-Kautschuk 100cis-butadiene rubber 100
Zinkoxyd 3,0Zinc oxide 3.0
Schwefel 1,75Sulfur 1.75
Beschleuniger Benzthiazol-2-sulfenamid 0,91Accelerator benzthiazole-2-sulfenamide 0.91
·) 90 Minuten bei 145' C vulkanisiert.·) Vulcanized at 145 ° C for 90 minutes.
Die Polymerisation wurde nach 50- bis 100%iger Umwandlung von Butadien zum Polymerisat durch Zugabe einer Mischung, die den Katalysator inaktiviert, beendet. Eine solche Mischung ist beispielsweise eine Benzollösung, die 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Antioxydans, bezogen auf das Gewicht des Polymerisats, und 0,2 bis 1,5 Gewichtsprozent sekundärer Amine, wie Dimethylamin, enthält, um das Polymerisat zu stabilisieren.The polymerization was completed after 50 to 100% conversion of butadiene to polymer Addition of a mixture which inactivates the catalyst is complete. Such a mixture is for example a benzene solution containing 0.5 to 2 percent by weight of antioxidant, based on the weight of the polymer, and 0.2 to 1.5 percent by weight of secondary Contains amines, such as dimethylamine, to stabilize the polymer.
Claims (2)
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