DE1720570A1 - Process for the manufacture of elastomer products from ethylene and other alpha-olefins - Google Patents
Process for the manufacture of elastomer products from ethylene and other alpha-olefinsInfo
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Description
Unsere Ho. 15 424Our Ho. 15 424
Esso Research and Engineering Company, "Esso Research and Engineering Company, "
Elizabeth-B., N.J., 7.St.A.Elizabeth-B., N.J., 7th St.A.
Verfahren zur Herstellung von Elastomerprodukten aus Äthylen und anderen <x-01efinenProcess for the production of elastomer products from ethylene and others <x-01efinen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von elastomeren Mischpolymerisaten aus Äthylen und anderen oc-Olefinen, insbesondere Propylen, die einen hohen Anteil an Kopfan-Kopf-Bindungen in der MikroStruktur sowie ein hohes Maß an Xristallinität aufweisen. Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten neuartigen Elastomere können als Zusätze für ί Kohlenwasserstofföle verwendet werden.The present invention relates to a process for the production of elastomeric copolymers from ethylene and other α-olefins, in particular propylene, which have a high proportion of head-to-head bonds in the microstructure and a high degree of crystallinity. The novel elastomers produced with the aid of the process according to the invention can be used as additives for ί hydrocarbon oils.
Es ist bekannt, daß Xthylen und andere oc-Olefine, z.B. Propylen, bei verhältnismäßig niedrigen Drucken und Temperaturen mit sogenannten Ziegler-Katalysatoren mischpolymerisiert werden können. Ziegler-Katalysatoren bestehen aus Übergangsmetallverbindungen, die zusammen mit Metallalkylen verwendet werden. Man erhält auf diese Weise Elastomere, die sich in ihren Eigenschaften von natürlichem Kautschuk, deutlich unterscheiden.It is known that xethylene and other α-olefins, e.g. propylene, at relatively low pressures and temperatures with so-called Ziegler catalysts can be copolymerized. Ziegler catalysts consist of transition metal compounds that come together can be used with metal alkyls. In this way, elastomers are obtained which have the same properties as natural rubber, clearly distinguish.
Werden derartige Mischpolymerisate unter kritischen Bedingungen und mit bestimmten Katalysatoren vom Ziegler-Typ hergestellt, so aind eie praktisch frei von jeglicher Kristallinität und infolgedessenAre such copolymers under critical conditions and produced with certain catalysts of the Ziegler type, so aind eie practically free from any crystallinity and as a result
10S8U/20U /210S8U / 20U / 2
stark dehnbar und hochelastisch sowie außerdem beständig gegen Versprödung selbst bei Temperaturen unter 0°.highly stretchable and highly elastic and also resistant to embrittlement even at temperatures below 0 °.
Bei der üblichen Polymerisation von Äthylen mit anderen a-Olefinen, z.B. Propylen, bilden sich in dem entstehenden Äthylen-Propylen-Kautschuk durch Kombination des Propylens in dem Molekül mit sich selbst in erheblichem Maße Kopf-an-tfchwanz-Bindungen. Hierunter versteht man Bindungen, die durch die folgende schematische Formel dargestellt werden können:In the usual polymerization of ethylene with other α-olefins, e.g. propylene, are formed in the resulting ethylene-propylene rubber by combining the propylene in the molecule with itself even to a considerable extent head-to-tail ties. This is understood to mean bonds represented by the following schematic formula can be represented:
CH - CH2 - CH - CH2 CH - CH 2 - CH - CH 2
CHCH
CH,CH,
Es wurde jetzt gefunden, daß es erfindungsgemäß erstmalig möglich ist, Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate herzustellen, die ein hohes Maß an Kopf-an-Kopf-Bindungen aufweisen. Unter Kopf-an-Kopf-Bindungen versteht man Bindungen, die durch die folgende schematische Formel erläutert werden können:It has now been found that, according to the invention, it is possible for the first time to produce ethylene-propylene copolymers which have a high Have a degree of head-to-head ties. Under head-to-head ties one understands bonds, which can be explained by the following schematic formula:
CHo - CH -. CH - CH,CHo - CH -. CH - CH,
CHCH
3. CH33. CH 3
Wird ganz allgemein ein a-Olefin anstelle von Propylen verwendet, so kann die schematische Formel wie folgt dargestellt werden: If, in general, an α-olefin is used instead of propylene , the schematic formula can be represented as follows :
CH0 - CH - CH - CH0 R RCH 0 - CH - CH - CH 0 RR
In der vorstehenden formel bedeutet R einen Alkylrest mit 1 bis θ Kohlenstoffatomen. Im allgemeinen weisen die erfintlungegemäß hergestellten Polymere etwa 3 bis 80, vorzugsweise 25 bis 60 und am . besten 30 bis 50?* Kopf-an-Kopf-Bindungen auf. Bas Minimum an Kopian-Kopf-Bindungen sollte bei 1£ liegen. Mit üblichen Katalysatoren vom Ziegler-Typ lassen sich dagegen nur Polymerisate herstellen, deren Gehalt an Kopf-an-Kopf-Bindungen unterIn the above formula, R denotes an alkyl radical with 1 to θ Carbon atoms. In general, the polymers prepared according to the invention have about 3 to 80, preferably 25 to 60 and am. best 30 to 50? * head-to-head ties. The minimum Kopian head ties should be £ 1. With common catalysts On the other hand, only polymers of the Ziegler type can be produced their content of head-to-head ties below
109ÖU/2043109ÖU / 2043
In den Polymerisaten bilden sich außerdem Schwanz-aniichwanz-Bindungen. Unter Schwanz-an-Schwanz-Bindungen werden Bindungen verstanden, die durch, die folgende schematische Formel dargestellt v/erden können: '-Tail-to-tail bonds are also formed in the polymers. By tail-to-tail bonds are meant bonds represented by the following schematic formula v / ground: '-
GH - OH9 - CH9 - CH CH5 GH - OH 9 - CH 9 - CH CH 5
Die Äthylen-oc-Olefin-Mischpolymere gemäß vorliegender Erfindung weisen einen hohen Grad an Kristallinität auf, und zwar insbesondere in den Bereichen, in denen das Molverhältnis von Äthylen zu Propylen bei 35 bis 65 zu 65 bis 35 liegt. Es hat sich gezeigt, daß die Äthylen-Propylen-Mischpolymere einen Grad an Kristallinität aufweisen können, der bis zu 25/<> und noch darüber beträgt. Die Äthylen-Propylen-Mischpolymere, die besonders gut für verschiedene Zwecke verwendbar sind, weisen einen Kristallinitätgrad zwischen etwa 1 und etwa 20$ auf.The ethylene-oc-olefin copolymers of the present invention have a high degree of crystallinity, in particular in the ranges in which the molar ratio of ethylene to propylene is 35 to 65 to 65 to 35. It has been shown that the Ethylene-propylene copolymers have a degree of crystallinity can that up to 25 / <> and even above it. The ethylene-propylene copolymers, which are particularly good for various purposes can be used have a degree of crystallinity between about 1 and about $ 20 on.
Die erfindungsgemäß herstellbaren Mischpolymerisate unterschexden sich von üblichen Blockmischpolymerisaten, die aus in sich langkettigen Abschnitten mit sehr unterschiedlicher Polarität bestehen. Im Gegensatz zu Blockmischpolymerisaten, in welchen längere Abschnitte aus zwei verschiedenen Monomeren entlang der Hauptpplymerkette aufeinander folgen und im Gegensatz zu Propfmischpolymerisaten, in welchen an lange Ketten aus einer Monomerart, die das Rückgrad bilden, eine zweite Monomerart aufgepfropft ist, ist die Wahrscheinlichkeit bei den erfindungsgemäß hergestellten Mischpolymerisaten, längere Abschnitte aus ein und derselben Monomerart zu finden, veiältnismäßig klein.The copolymers that can be prepared according to the invention are underdifferent of conventional block copolymers that are inherently long-chain There are sections with very different polarity. In contrast to block copolymers, in which longer sections are made two different monomers follow one another along the main polymer chain and, in contrast to graft copolymers, in which to long chains of one type of monomer that form the backbone, one second type of monomer is grafted, the probability is at the copolymers produced according to the invention, longer sections to be found from one and the same type of monomer, proportionally small.
Die Äthylen-a-Olefin-Mischpolymerisate, z.B. die Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate, mit dem gewünschten Ausmaß an Kristallinität und der vorstehend beschriebenen MikroStruktur können also als kristallinamorphe, niedermolekulare, im wesentlichen unverzweigte Mischpolymerisate bezeichnet werden, in welchen verhältnismäßig kleine Bereiche von Äthylen oder anderen oc-Olefinen, z.B. Propylen, als Homopolymerabschnitte in willkürlicher Verteilung enthalten sind.The ethylene-α-olefin copolymers, e.g. the ethylene-propylene copolymers, with the desired degree of crystallinity and the microstructure described above can therefore be used as crystalline amorphous, low molecular weight, essentially unbranched copolymers in which relatively small ranges of ethylene or other α-olefins, e.g., propylene, are referred to as homopolymer segments are included in an arbitrary distribution.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt weiterhin den Vorteil, daß .ein hohes Maß an C^-Umwandlung erreicht und der Katalysator sehr gut ausgenutzt werden kann.The inventive method also has the advantage that .a high level of C ^ conversion achieved and the catalyst very can be exploited well.
Das Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, daß man 2 bis 98 Gewichtsprozent Äthylen mit 98 bis 2 Gewichtsprozent eines anderen a-01efins, vorzugsweise Propylen, in Gegenwart eines löslichen Ziegler-Katalysators, vorzugsweise einem Katalysator, der durch Aktivieren von VCl^ oder VOCT* mit Dialkylaluminiumehlorid hergestellt worden ist, umsetzt. In die Monomermischung wird wasserfreier Halogenwasserstoff,wie Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff oder Jodwasserstoff (oder auch Mischungen dieser Halogenwasserstoff e) eingeführt. Das entstehende Produkt weist durchschnittliche The process is generally carried out in such a way that 2 to 98 percent by weight of ethylene with 98 to 2 percent by weight of another α-01efins, preferably propylene, in the presence of a soluble one Ziegler catalyst, preferably a catalyst made by activating VCl ^ or VOCT * with dialkyl aluminum chloride has been implemented. Anhydrous hydrogen halide such as hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide is added to the monomer mixture or hydrogen iodide (or mixtures of these hydrogen halides). The resulting product has average
^Molekulargewichte (Mv; gemessen in Viskosität) von 20.000 bis 250.uüü,^ Molecular weights (Mv; measured in viscosity) from 20,000 to 250.uüü,
"vorzugsweise 40.000 bis 150.üOU auf."preferably from 40,000 to 150,000.
Die Molekulargewichte, die im vorliegenden Zusammenhang angegeben-, sind, basieren auf Viskositätsmessungen. So wurden die Molekulargewichte auf der Basis von Viskositätsmessungen bei 135Q an Lösungen geschätzt, die 0,5 Milligramm Polymer im Milliliter Decalin enthielten.The molecular weights given in the present context are based on viscosity measurements. Molecular weights were estimated on the basis of viscosity measurements at 135 Ω on solutions containing 0.5 milligrams of polymer in milliliters of decalin.
Eine Zusammenstellung der vorzugsweise verwandten Katalysatorkonzentrationen und Halogenwasserstoffkonaentrationen sowie der übrigen Verfahrensvariablen sowie des prozentualen Monomergehaltes im Endprodukt findet sich in der folgenden Tabelle:A compilation of the preferred catalyst concentrations used and hydrogen halide concentrations as well as the other process variables and the percentage of monomer in the end product can be found in the following table:
vorzugsweise besser am bestenpreferably better best
■ Katalysatorzusammensetzung:
Molverhältnis Al/V 0,5-25 1-12 2-7■ catalyst composition:
Al / V molar ratio 0.5-25 1-12 2-7
Katalysatorkonzentration im
Lösungsmittel, Gewichtsteile pro Million 1-1000 ^-5OO 10-200
Catalyst concentration in
Solvent, parts per million by weight 1-1000 ^ -5OO 10-200
Halogenwasserstoffkonzentration in MoI^; bezogen auf die Gesamt-r molmenge an zugeführtem MonomerHydrogen halide concentration in mol ^; based on the total r molar amount of monomer fed
Verfahrensvariablen
Temperäuren, 0C
Druck,· kg/cm2 Procedural variables
Temper acids, 0 C
Pressure, kg / cm 2
Reaktions- bzw. BerührungszeitResponse or contact time
in Minuten 1-300 3-60 10-35in minutes 1-300 3-60 10-35
Prozentuale Zusammensetzung des entstandenen ElastomerenPercentage composition of the resulting elastomer
Gewichtsprozent Äthylen 2-98 10-95 30-80Weight percent ethylene 2-98 10-95 30-80
, Gewichtsprozent Propylen u./od.
andere «-Olefine 109814/204 Ψ~2 ^~9° 2°~7Ü , Percent by weight propylene and / or
other «-olefins 109814/204 Ψ ~ 2 ^ ~ 9 ° 2 ° ~ 7N
-1J-- 1 Y-
Die Anwesenheit des Halogenwasserstoffes im Ileaktionsgemiseh "bewirkt, datf das a-01efin, z.B. das Propylen, die Kopf-an-Kopf-Anlagerung und nicht die übliche Kopf-an-Sehwanz-Anlagerung eingeht. Übliche Kettenübertragungsmittel sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet, wenn nicht gleichzeitig Halogenwasserstoff mitverwendet wird. Solche nicht verwendbaren Kettenübertragungsmittel sind beispielsweise letrachlorkohlenstoff, Chloroform und andere Alkylnalogenide, besonders solche, in denen die Anzahl der Kohlenstoffatome zwischen 1 und 5 liegt. Es hat sich gezeigt, daß derartige Mittel ebenso wie Wasserstoff keinen Einfluß auf die MikroStruktur des entstehenden Polymers haben und auch die Geschwindigkeit der Polymererzeugung nicht beeinflussen.The presence of the hydrogen halide in the reaction mixture "causes datf the a-01efin, e.g. propylene, the head-to-head addition and does not enter into the usual head-to-tail attachment. Conventional chain transfer agents are not suitable for the purposes of the present invention, if not simultaneously Hydrogen halide is also used. Such unsuitable chain transfer agents are, for example, carbon tetrachloride, Chloroform and other alkyl analogs, especially those in which the number of carbon atoms is between 1 and 5. It has been shown that such agents, like hydrogen, have no effect on the microstructure of the resulting polymer and also do not affect the rate of polymer production.
Die loslichen Katalysatoren, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, können im allgemeinen durch Vermischen eines Organo-Aluminiumhalogenids mit verschiedenen Vanadinverbindungen hergestellt werden. Die Vanadinverbindungen werden dann mit einer Aluminiumalkylverbindung umgesetzt, um das endgültige Katalysatorgemisch zu erzeugen. Die Herstellung von Katalysatoren, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders geeignet sind, kann beispielsweise wie folgt vor sich gehen:The soluble catalysts required for the process according to the invention can generally be used by mixing an organo-aluminum halide with various vanadium compounds getting produced. The vanadium compounds are then reacted with an aluminum alkyl compound to form the final catalyst mixture to create. The preparation of catalysts which are particularly suitable for the purposes of the present invention can for example, do the following:
Etwa 0,05 bis 10 Mol, vorzugsweise 0,15 bis 1,5 Mol einer Vanadinverbindung werden mit einem Mol einer Aluminiumalkylverbindung umgesetzt, iAbout 0.05 to 10 moles, preferably 0.15 to 1.5 moles of a vanadium compound are reacted with one mole of an aluminum alkyl compound, i
Bei der Vanadinverbindung kann es sich um ein Vanadinoxyhalogenid, ein Vanadinoxyacetylaeetonat oder ein Alkylvanadat handeln. Das Vanadinoxyhalogenid entspricht der lOrmal VOX,,, in welcher X ein Halogenatom mit einer Atomzahl über 17» d.h. Chlor, Brom oder Jod ist. Vorzugsweise verwendet man VOGl^ als Vanadinoxyhalogenid.The vanadium compound can be a vanadium oxyhalide, be a vanadium oxyacetylaeetonate or an alkyl vanadate. That Vanadium oxyhalide corresponds to the lOrmal VOX ,, in which X is a Halogen atom with an atomic number above 17 »i.e. chlorine, bromine or iodine. VOGl ^ is preferably used as the vanadium oxyhalide.
Das Vanadinoxyacetyiacetonat entspricht der Formal VOA,, wobei A dem Acetylacetonatrest oder einem Halogenacetylacetonatrest entspricht; Halogen kann in diesem Pail Chlor, Brom, Jod oder Fluor sein. Beispiele für geeignete Verbindungen dieser Art sind Vanadinoxytriacetylacetonafc, VanadinoxytriCtrihalogenacetylacetonat) sowie Vanadinoxytri(hexahalogenacetylacetonat). Vorzugsweise verwendet man aus dieserThe vanadium oxyacetyiacetonate corresponds to the formula VOA ,, where A is the Corresponds to acetylacetonate radical or a halogenacetylacetonate radical; Halogen in this pail can be chlorine, bromine, iodine or fluorine. Examples suitable compounds of this type are vanadinoxytriacetylacetonafc, VanadinoxytriCtrihalogenacetylacetonat) as well as Vanadinoxytri (hexahalogenacetylacetonat). Preferably one uses from this
10Ö-8U/2043 /610Ö-8U / 2043/6
Das Alkylvanadat entspricht der formel TO(OR),, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Beispiele für geeignete Alkylvanadate sind V0(0CH3)5, VO(OC2H5).,, VO(OC4H9)5 und VO(OCgH17)5. Von den Alkylvanadaten verwendet man vorzugsweise VO(OC2HV),. Von allen Vanadinverbindungen insgesamt eignet sich am besten VOGl5 (Vanadinoxychlorid) für die Zwecke der vorliegenden Erfindung.The alkyl vanadate corresponds to the formula TO (OR) ,, where R is an alkyl group with 1 to 12, preferably 2 to 6, carbon atoms. Examples of suitable alkyl vanadates are V0 (OCH 3 ) 5 , VO (OC 2 H 5 ). ,, VO (OC 4 H 9 ) 5 and VO (OCgH 17 ) 5 . Of the alkyl vanadates, VO (OC 2 HV), is preferably used. Of all the vanadium compounds as a whole, VOGl 5 (vanadium oxychloride) is best suited for the purposes of the present invention.
Es wird nochmals betont, daß nicht-lösliche Katalysatoren wie Vanadintr!halogenide, insbesondere VC1~, die häufig als Katalysatoren für die Mischpolymerisation von oc-01efinen verwendet werden, für die P Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht brauchbar sind.It is emphasized again that insoluble catalysts such as vanadium trihalides, in particular VC1 ~, which are often used as catalysts used for the interpolymerization of oc-01efinen, for the P purposes of the present invention are not useful.
Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung von !Titanverbindungen in Betracht gezogen, die mit ausgewählten Vanadinverbindungen zu Komplexverbindungen umgesetzt werden können. Geeignete Titanverbindungen entsprechend der formel Ti(OR)., wobei R ein Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. R kann infolgedessen eine Methyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Isopentyl-Octyl- oder Hexylgruppe sein. Am besten 1st R eine Butylgruppe; die vorzugsweise eingesetzte Titanv«rbindung tat demnach Tetrabutyltitanat. Diese Titanverbindung (oder gegebenenfalls eine andere Titanverbindung) wird mit einer der vorstehend aufgeführten Vanadinverbindungen (ausschließlich VCl.) zu eines löslichen Komplex umge setzt. Im allgemeinen setzt man etwa 0,05 bis 10 Mol» vorzugsweise 0,15 bis 1,5 Mol Vanadinverbindung mit je 1 Mol der Titanverbindung um«The use of titanium compounds in Considered that can be reacted with selected vanadium compounds to form complex compounds. Suitable titanium compounds according to the formula Ti (OR)., Where R is an alkyl radical with 1 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms. R can therefore be a methyl, propyl, butyl, pentyl, isopentyl, octyl or hexyl group. Most preferably R is a butyl group; the The preferred titanium compound was therefore tetrabutyl titanate. This titanium compound (or possibly another Titanium compound) is converted to a soluble complex with one of the vanadium compounds listed above (excluding VCl.) puts. In general, about 0.05 to 10 mol "preferably 0.15 to 1.5 mol of vanadium compound are reacted with 1 mol of titanium compound"
Alky!aluminiumverbindungen, die für die erfindungsgemäfi brauchbaren Katalysatoren verwandt werden können, entsprechen der formel RnAlXn, in welcher R einen einwertigen Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, Z sin Halogenatom mit einer Atomzahl über 17 (d.h. Chlor, Brom oder Jod) oder ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff ist, m eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 darstellt und die Summe von m plus η gleich 3 ist.Alkyl aluminum compounds which can be used for the catalysts which can be used according to the invention correspond to the formula R n AlX n , in which R is a monovalent hydrocarbon radical with 1 to 12, preferably 1 to 8 carbon atoms, Z is a halogen atom with an atomic number of more than 17 ( ie chlorine, bromine or iodine) or a monovalent hydrocarbon radical with 1 to 12, preferably 1 to 8 carbon atoms or hydrogen, m is an integer between 1 and 3 and the sum of m plus η is 3.
109IU/2043109IU / 2043
172057C172057C
Beispiele für R und/oder X sind beispielsweise folgende Gruppen: Methyl, Äthyl, Propyl, η-Butyl, n-Amyl, Isoamyl, Phenyl, Ololyl und Cyclopentyl. Am testen geeignet sind Alkylgruppen mit 1 "bis 5 Kohlenstoffatomen, vor allem Äthyl- und Butylgruppen. Im günstigsten Pail handelt es sich "bei der Alky!gruppe um Ä-thyl und bei dem Halogenatom um Chlor.Examples of R and / or X are, for example, the following groups: Methyl, ethyl, propyl, η-butyl, n-amyl, isoamyl, phenyl, ololyl and cyclopentyl. Most suitable are alkyl groups with 1 "to 5 Carbon atoms, especially ethyl and butyl groups. In the cheapest Pail it is "with the Alky! Group to Ethyl and with the Halogen atom around chlorine.
Folgende Alkylaluminiumverbindungen können mit besonderem Vorteil eingesetzt werden: Diäthylaluminiumchlorid, Äthylaluminiumdichlorid, Aluminiumsesquichlorid, Aluminiumtrialkyl, Aluminiumonoalkyldihalogenide u.a. Am besten geeignet ist Diäthylaluminiumchlorid. Gegebenenfalls kann man auch Mischungen verschiedener Alkylaluminiumverbindungen einsetzen, ebenso wie Aluminiumhydride, z.B. Diäthylaluminiumhydrid, Äthylaluminiumdihydrid u.a. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Äthylen und CU bis C-Q-cc-Olefine ä mischpolymerisieren. Bei dem oc-Olefin kann es sich um ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Olefin handeln; im letzteren Fall soll die Verzweigung 3 oder mehr Kohlenstoffatome von der Doppelbindung entfernt auftreten. Im allgemeinen ist die Verwendung eines einzelnen Olefins vorzuziehen, ggfs. kann man aber auch mit Mischungen der genannten C~- bis C,Q-01efine arbeiten. Beispiele für geeignete Ο,- bis CjQ-oc-Olefine sind: Propylen, 1-Buten. 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen» 1-Decen, 4-Methyl-i-pen-Geri., 4-Methyl-1-hexen, 5-Methy1-1-hexen, 4,4-Dimethyl-1-penten, 4-MethyI-i-hepten, 5-Methyl-i-hepten, 6-Methyl-i-hepten, 4,4-DimethyI-i-hexen, 5,6,6-2rimethyl-1-hepten, 5,5-Dimethyl-i-octen, 5-Methyl-1-nonen u.a.; vorzugsweise verwendet man Propylen. Die Konzentration an CU- bis C1n-Olefinmonomereinheiten im Endprodukt liegt im allgemeinen bei etwa " 2 bis 98 Mol/i, vorzugsweise 5 bis 90, noch besser 20 bis 70, am besten 35 bis 65 Molj£.The following alkyl aluminum compounds can be used with particular advantage: diethyl aluminum chloride, ethyl aluminum dichloride, aluminum sesquichloride, aluminum trialkyl, aluminum monoalkyl dihalides, etc. Diethyl aluminum chloride is most suitable. If desired, to use mixtures of different alkyl aluminum as well as aluminum hydrides, for example Diäthylaluminiumhydrid, Äthylaluminiumdihydrid among other things, with the help of the inventive process can be ethylene and copolymerizing CU to CQ-cc-olefins like. The α-olefin can be a straight-chain or branched-chain olefin; in the latter case the branch should occur 3 or more carbon atoms away from the double bond. In general, it is preferable to use a single olefin, but it is also possible, if necessary, to work with mixtures of the C ~ to C, Q-olefins mentioned. Examples of suitable Ο, - to CjQ-oc-olefins are: propylene, 1-butene. 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene »1-decene, 4-methyl-i-pen-geri., 4-methyl-1-hexene, 5-methyl-1-hexene , 4,4-dimethyl-1-pentene, 4-methyl-i-heptene, 5-methyl-i-heptene, 6-methyl-i-heptene, 4,4-dimethyl-i-hexene, 5,6,6 -2 trimethyl-1-heptene, 5,5-dimethyl-i-octene, 5-methyl-1-nonene and others; propylene is preferably used. The concentration of CU to C 1n olefin monomer units in the end product is generally from about 2 to 98 mol / l, preferably from 5 to 90, more preferably from 20 to 70, most preferably from 35 to 65 mol / l.
Wird Propylen zusammen mit Äthylen zur Herstellung der Mischpolymerisate verwendet» so kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch noch ein G^,- bis C12-a-0lefin und/oder Diolefin, Polyolefin u.a. zusammen mit dem Äthylen und Propylen der Mischpolymerisation unterworfen werden, so daß man »1s Endprodukt. terpolymers erhält. Diese ungesättigten Monomere sollen vorzugsweise linear sein; weisen sie eine Verzweigung auf, so solf^sich diese drei oder mehr Kohleiistoffatome von der Doppelbindung entfernt befinden. Auch, in diesem Fall ist es vorzuziehen, ein einzelnes olefinisches Monomer zu verwenden; gegebenenfalls können aber auch. Gemische ver-If propylene is used together with ethylene to produce the copolymers, according to a preferred embodiment of the present invention, a G ^, - to C 12 -a-olefin and / or diolefin, polyolefin, etc. together with the ethylene and propylene can also be subjected to the copolymerization so that you get »1's end product. terpolymers. These unsaturated monomers should preferably be linear; if they have a branch, these three or more carbon atoms should be located away from the double bond. Also, in this case, it is preferable to use a single olefinic monomer; but optionally can also. Mixtures
1098U/2CH31098U / 2CH3
/8/8th
schiedener C.- bis C.o-Olefinmonomere verwendet werden.various C.- to C.o-olefin monomers can be used.
Sie Herstellung und die Verwendung der Katalysatoren für das ""'■ erfindungsgemäße Verfahren sollte in allen Stufen in Abwesenheit von Sauerstoff, Feuchtigkeit, Kohlendioxyd und anderen schädlichen Verunreinigungen erfolgen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß alle Ausgangsmaterialien einschließlich der Katalysatorbestandteile, Monomere und inerten Verdünnungsmittel mit einem Inertgas, wie trockenem Stickstoff oder ,irgon, abgedeckt werden. Vorzugsweise werden alle Ausgangsmaterialien in gemnigtem (z.B. durch Trocknen, Destillieren usw.) Zustand eingesetzt.They manufacture and use the catalysts for the "" '■ Process according to the invention should be harmful at all stages in the absence of oxygen, moisture, carbon dioxide and other harmful substances Impurities occur. This can be done, for example be achieved that all starting materials including the Catalyst ingredients, monomers and inert diluents covered with an inert gas such as dry nitrogen or irgon will. Preferably all starting materials are moderated (e.g. by drying, distilling, etc.) state.
Die Bedingungen, unter denen die eigentliche Polymerisationsreaktion durchgeführt wird, können in weiten Grenzen beliebig verändert werden. Das Reaktionsgefäß kann aus beliebigem Material bestehen, soweit dieses gegen die Reaktionsteilnehmer und Verdünnungsmittel inert ist und den auftretenden Betriebsdrucken zu widerstehen vermag. Im allgemeinen kann man mit Reaktionsgefäßen aus Glas, rostfreiem Stahl oder glasausgekleidetem Stahl arbeiten.The conditions under which the actual polymerization reaction can be changed as required within wide limits. The reaction vessel can be made of any material, so far this is inert to the reactants and diluents and is able to withstand the operating pressures that occur. in the In general, reaction vessels made of glass, stainless steel or glass-lined steel can be used.
Enthält das Mischpolymer keine Unsättigung, d.h. ist für die Polymerisation kein monomeres Diolefin mitverwendet worden, so kann das Mischpolmer mit Hilfe bestimmter radikalbildender Katalysatoren, wie organischen Peroxiden, z.B. Dicumylperoxyd, ausgewählten Halogenaliphatischen Verbindungen, z.B. Octachlorcyclopenten, gehärtet bzw. vulkanisiert werden. Enthält das Mischpolymer einen bestimmten Grad an Unsättigung, so ist eine Härtung bzw. Vulkanisation in üblicher1 Weise mit Schwefel möglich.If the mixed polymer does not contain any unsaturation, ie if no monomeric diolefin has been used for the polymerization, the mixed polymer can be cured or vulcanized with the aid of certain radical-forming catalysts, such as organic peroxides, e.g. dicumyl peroxide, selected haloaliphatic compounds, e.g. octachlorocyclopentene. The copolymer contains a certain degree of unsaturation, a curing or vulcanization in a conventional manner with sulfur 1 is possible.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können verschiedene Lösungsmittel verwendet werden, beispielsweise aliphatisch^, naphthenische, aromatische und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Gegebenenfalls kann man . auch mit einem Überschuß der höheren oc-Qlefine als Propylen arbeiten. Beispiele für im einzelnen geeignete Lösungsmittel sind n-Hexan, Heptan, Propan, Cyclohexan, Toluol, Xylole, Tetrachloräthylen, Decalin und Chlorbenzole, vorzugsweise n-Hexan.Various solvents can be used for the process according to the invention can be used, for example aliphatic ^, naphthenic, aromatic and halogenated hydrocarbons. If necessary, you can. also work with an excess of the higher α-olefins than propylene. Examples of individually suitable solvents are n-hexane, heptane, propane, cyclohexane, toluene, xylenes, tetrachlorethylene, Decalin and chlorobenzenes, preferably n-hexane.
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Ein wesentlicher Faktor des erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahrens zur Herstellung der Mischpolymerisate mit den angegebenen Eigenschaften besteht in der Kontrolle der Polymerisation mit Hilfe einer dritten Katalysatorkomponente, nämlich einem Halogenwasser- · stoff. Die Bedeutung der Mitverwendung von Halogenwasserstoffen ergibt sich bei einem Vergleich der Infrarotspektren von Mischpolymeren, die in Verfahren mit Halogenwasserstoff und in Verfahren ohne Halogenwasserstoff hergestellt worden sind. Bei dem Vergleich erkennt man, daß Mischpolymerisate, die unter Mitverwendung von Halogenwasserstoff hergestellt worden sind, Absorptionsspifczen bei etwa 8,95 und 1U,ü Mikron aufweisen, was anzeigt, daß eine Kopf-anKopf -Anlagerung stattgefunden hat. Bei einer Kopf-an-Schwanz-Anlagerung der Propyleneinheiten ergeben sich Absorptionsspitzen bei 8,7 Mikron. Der Prozentsatz der Kopf-an-Kopf-Anlagerung im Gesamtpolymer wurde mit Hilfe der I.R.-Daten in einer nachstehend noch ausführlich erläuterten Weise berechnet; das Verschwinden bzw. die Terringerung der Kopf-an-Schwanz-Aniagerung des Propylens wurde durch Messung der Absorption bei 8,7 Mikron bestimmt, ΐ/ie bereits angedeutet, machen die Kopf-an-Kopf-Bindungen in den Polymerisaten gemäß vorliegender üirfindurig etwa 3 bi3 8i)°/o des Gesamt-a-Olefins aus, wobei der Rest der Bindungen denen in üblichen Mischpolymerisaten mit willkürlicher Verteilung oder auch der von Homopolymeren entspricht. An essential factor of the polymerization process according to the invention for producing the copolymers with the specified properties consists in controlling the polymerization with the aid of a third catalyst component, namely a hydrogen halide. The importance of the use of hydrogen halides can be seen from a comparison of the infrared spectra of copolymers which have been produced in processes with hydrogen halide and in processes without hydrogen halide. In the comparison it can be seen that copolymers which have been prepared with the use of hydrogen halide have absorption peaks at about 8.95 and 1U. Head-to-tail attachment of the propylene units results in absorption peaks at 8.7 microns. The percentage of head-to-head addition in the total polymer was calculated from the IR data in a manner discussed in detail below; the disappearance or reduction of the head-to-tail addition of propylene was determined by measuring the absorption at 8.7 microns, ΐ / ie already indicated, make the head-to-head bonds in the polymers according to the present invention 3 to 8i) % of the total α-olefin, with the remainder of the bonds corresponding to those in conventional copolymers with random distribution or that of homopolymers.
Hinsichtlich der Krrstallinität der erfiridungsgemäßen Mischpolymere wurden mit zwei unabhängigen Analysenmethoden, die zur Bestimmung ( herangezogen wurden, gut übereinstimmende Werte gefunden. Bei den beiden Methoden handelte bs sich um die Röntgenstrahl-Beugungsanalyse und die thermische Differentialanalyse. Zur Bestimmung des Kristallinitätsgrades durch Röntgenstrahl-Beugungsanalyse werden die relativen Mengen an kristallinem und amorphem Material in einer Probe berechnet, indem man die Verteilung der beiden Strukturarten aus dem Röntgenstrahl-Beugungsdiagramm abliest. Im allgemeinen vergleicht man. bei der Bestimmung die Bereiche der verschiedenen Hauptbanden, die den verschiedenen kristallinen und amorphen Bereichen zugehö'ren. Eine andere Methode, z.B. die des Vergleiches der Höhe der Banden, kann ebenfalls angewenaeVwerden. Bei Berücksichtigung aller Einzelheiten stellt die Ausmessung von Röntgenstrahl-Beugungsdiagrammen eine der fundamentalen Methoden zur Messung der Kristallinität von PolymerenWith regard to the crystallinity of the copolymers according to the invention, two independent analytical methods which were used for the determination (were used, found values that corresponded well. The two methods were the X-ray diffraction analysis and the thermal differential analysis the relative amounts of crystalline and amorphous material in a sample can be calculated by reading the distribution of the two types of structure from the X-ray diffraction diagram. In general, one compares the areas of the various main bands associated with the various crystalline and amorphous areas in the determination. Another method, such as comparing the height of the bands, can also be used nature of polymers
Bei der thermischen Differentialanalyse werden eine Probe der zu prüfenden Substanz sowie eine Probe einer Ko^fntrollsubstanz^ die in dem in Betracht gezogenen Bereich keine thermische Umwandlung erleidet, mit genau der gleichen Geschwindigkeit, z.B. 1 bis 2° C pro Minute, in einem temperaturkontrollierten Bad erhitzt. Die Temperaturdifferenz zwischen der zu prüfenden Probe und der Kontrollprobe wird als Punktion der Temperatur der Probe aufgetragen. Die Temperaturdifferenz ist erst endgültig, wenn infolge exothermer oder endothermer Umsetzung in 3er Probe Wärme entwickelt oder absorbiert wird oder wenn die Wärmekapazität der Probe sich plötzlich ändert. Da die Temperaturdifferenz der Wärmekapazität direkt proportional ist, entsprechen die Kurven fc umgekehrten spezifischen Wärmekurven, weil die Wärmeentwicklung als aufwärts gerichtete Spitze und die Wärmeabsorption al3 abwärts gerichtete Spitze angezeigt wird.In differential thermal analysis, a sample of the substance to be tested and a sample of a control substance which does not undergo thermal transformation in the area under consideration, at exactly the same rate, e.g. 1 to 2 ° C per minute, heated in a temperature controlled bath. The temperature difference between the sample to be tested and the Control sample is applied as a puncture of the temperature of the sample. The temperature difference is only final when heat develops as a result of the exothermic or endothermic reaction in a sample of three or is absorbed or when the heat capacity of the sample suddenly changes. Since the temperature difference of the Heat capacity is directly proportional, the curves correspond fc inverse specific heat curves because the heat generation as an upward peak and the heat absorption al3 downward directional tip is displayed.
Die Rontgenstrahl-Beugungsdiagramme und die thermische Differentialanalyse beweisen, daß der Kristallinitätsgrad der erfindungsgemäßen Mischpolymerisate bis zu etwa 25$, im allgemeinen etwa 1 bis beträgt; meistens liegt der Kristallinitätsgrad zwischen 3 und Diese Kristallinitätswerte sind völlig überraschend, und zwar insbesondere deshalb, weil aufgrund der bisherigen Erfahrungen mit der Entstehung von Mischpolymerisaten, gerechnet werden mußte, die praktisch amorph und ohne kristallinen Gehalt sind. In Hinblick auf den verhältnismäßig hohen Propylengehalt In den Mischpolymerisaten * wie auch im Hinblick auf den eingesetzten Katalysator hätte man erwarten sollen, daß als Hauptmenge niedermolekulare Mischpolymerisate entstehen, die praktisch vollständig amorph sind und gar keine Kristallinitat aufweisen. Wie sich aus den nachstehenden Analysenwerten ergibt, ergeben die erfindungsgemäB hergestellten Mischpolymerisate, die einen erheblichen Grad an Kristallinität aufweisen, einen besseren Viskositätsindex als ιübliche Mischpolymerisate ohne MikroStruktur der genannten Art oder Kristallinität.«The X-ray diffraction diagrams and the differential thermal analysis prove that the degree of crystallinity of the invention Copolymers up to about 25 $, generally about 1 to amounts to; usually the degree of crystallinity is between 3 and These crystallinity values are completely surprising, in particular because, based on previous experience, the formation of copolymers had to be expected are practically amorphous and have no crystalline content. With respect to the relatively high propylene content in the copolymers * As with the catalyst used, one should have expected that the bulk of the low molecular weight copolymers would be arise that are practically completely amorphous and have no crystallinity at all. As can be seen from the analysis values below results, result in the copolymers produced according to the invention, which have a significant degree of crystallinity, a better viscosity index than usual copolymers without Micro structure of the type mentioned or crystallinity. "
Der Polymerlatex, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Endprodukt anfälit, kann mit verschiedenen Ölen, Bußen, Tonen und Kieselerden als Füllmittel verarbeitet werden. Die Menge an Ruß, die eingearbeitet werden kann, kann zwischen O und 300 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0 bis 200 Gewichtsteilea pro 100 Teile Elastomer liegen.The polymer latex used in the process according to the invention as the end product Anfälit, can be processed with various oils, fines, clays and silica as fillers. The amount of soot which can be incorporated, can be between 0 and 300 parts by weight, preferably 0 to 200 parts by weight a per 100 parts of elastomer.
100414/204*100414/204 *
υ bis 250 Gewichtsteile Ol können ebenfalls zugesetzt werden, um den gewünschten ausgleich der physikalischen Eigenschaften und der Yerarbeitbarkeit des Endproduktes zu erreichen.υ to 250 parts by weight of oil can also be added to To achieve the desired balance between the physical properties and the workability of the end product.
Es ist bekannt, daß Polypropylen eine schlechte Schlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen besitzt, weswegen es im allgemeinen mit Äthylen vermischt wird, um diesen Nachteil zu verringern. Durch das Vermischen werden aber andere Eigenschaften des Polypropylens nachteilig beeinflußt, so daß die Auswahl des zuzumischenden Elastomeren besonders sorgfältig durchgeführt werden muß. Es wurde gefunden, daß die Äthylen-Propylen-Elastomere, die sich mit Hilfe der vorliegenden Erfindung herstellen lassen und die die neuartige MikroStruktur aufweisen, mit Polypropylen vermischt werden können, ohne daß in den fertigen Mischungen aus Polypropylen und Äthylen-Propylen-Elastomer eine Verschlechterung der Eigenschaften gegenüber reinem /Polypropylen (mit Ausnahme der Brüchigkeit bei tiefen !Temperaturen) hingenommen werden muß.It is known that polypropylene has poor impact resistance at low temperatures, which is why it is generally used with Ethylene is blended to reduce this disadvantage. However, the mixing results in other properties of the polypropylene adversely affected, so that the selection of the admixture Elastomers must be carried out particularly carefully. It has been found that the ethylene-propylene elastomers that are can be produced with the aid of the present invention and which have the novel microstructure, mixed with polypropylene can be without being in the finished blends of polypropylene and ethylene-propylene elastomer show a deterioration in properties compared to pure / polypropylene (with the exception of brittleness at low! temperatures) must be accepted.
Es wurde eine Reihe von Mischpolymerisationsreaktionen mit Äthylen und Propylen durchgefülirt, und zwar arbeitete man in 3»8 1 Autoklaven aus rostfreiem Stahl unter Rühren und bei einem Druck von 4>2 kg/cm Der Katalysator bestand aus verschiedenen Arten von Vanadinverbindungen mit Diäthylaluminiumchlorid; der Katalysator wurde in Mengen von etwa 0,2 Gewichtsprozent in einem Lösungsmittel, bezogen auf das Gewicht des Lösungsmittels verwendet. Die Arbeitsbedingungen bei den Versuchen und die Eigenschaften der erzeugten Polymerisate Bind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.A series of interpolymerization reactions with ethylene took place and propylene, working in 3 »8 l autoclaves made of stainless steel with stirring and at a pressure of 4> 2 kg / cm The catalyst consisted of various types of vanadium compounds with diethyl aluminum chloride; the catalyst was in amounts of about 0.2 weight percent in a solvent based on the Weight of solvent used. The working conditions at the Experiments and the properties of the bind polymers produced are compiled in Table I below.
1O90U/2O431O90U / 2O43
TABELLE 1 Herstellung von Polymerisaten .mit wasserfreiem Halogenwasserstoff TABLE 1 Preparation of polymers with anhydrous hydrogen halide
Zugeführte Menge anAmount supplied
roaent2 weight
roaent
(a)Lsgsm. ρ
(a)
- Dieyclopenta-- Dieyclopenta-
dien; g/1oog ^t
Lösungsmittel * 'serve; g / 1oog ^ t
Solvent * '
0,255
0,2550.255
0.255
(b) l ± \ j J.
(b)
o (a) Alle Versuche wurden bei einem Druck von 4,2 kg/cm in normalem Hexan als juösungsniittel durchgeführt. ω (b) Wasserfreies HCl: Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an zugeführtem Monomer. (e) Wasserfreies HBr: Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an zugeführtem Monomero (a) All experiments were carried out at a pressure of 4.2 kg / cm in normal hexane as a solvent. ω (b) anhydrous HCl: percent by weight, based on the total amount of monomer fed. (e) Anhydrous HBr: percent by weight based on the total amount of monomer fed
roro
ο cn -Jο cn -J
!EABEIiTiT] I! EABEIiTiT] I
des Mischpolymeren Composition e τ Zung
of the mixed polymer
derincrease
the
suchsearch
Durchs chnitts,-
Mol-Gew.(1ü-2)viscosity
Average, -
Mole weight (1u-2)
wirkg.Catal.
effective
kosität (c)viscosity (c)
(c) Viskosität in Decalin bei ungefähr 1350C.(c) Viscosity in decalin at approximately 135 ° C.
(d) Angenommene Äthylenumwandlung.(d) Assumed conversion of ethylene.
(e) Wässerfreies HBr: Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge an zugeführtem Monomer. (£) Berechnete Äthylenmenge.(e) Anhydrous HBr: percent by weight based on the total amount of monomer fed. (£) Calculated amount of ethylene.
ro ο cnro ο cn
Aus den vorstehenden Werten ergibt sich, daß die Hitverwendung von Halo· genwasserstoff zu einer erheblichen Erhöhung der Polymerisationsgeschwindigkeit, der prozentualen Umwandlung sowohl an C2 als aüöh C, und der Katalysatorausnutzung sowie zu einer Verminderung der inneren Viskosität des gebildeten Elastomeren führt. Im Versuch 1, bei welchem HBr verwendet wurde,erzielte man vergleichbare Ergebnisse wie bei der Verwendung von HCl. Mit den meisten Dienen, z.B. Dicyclopentadien, konnten in zufriedenstellender Weise lerpolymere erzeugt werden; Verbindungen vom Typ des Norbornylens bilden eine Ausnahme, weil mit IhBn bei Verwendung von Halogenwasserstoff keine Vorpolymere entstehen.The above values show that the use of hydrogen halide leads to a considerable increase in the rate of polymerization, the percentage conversion of both C 2 and C, and catalyst utilization and a reduction in the intrinsic viscosity of the elastomer formed. In experiment 1, in which HBr was used, results were obtained which were comparable to those obtained when using HCl. With most dienes, for example dicyclopentadiene, it was possible to produce lerpolymers in a satisfactory manner; Compounds of the norbornylene type are an exception, because no prepolymers are formed with IhBn when using hydrogen halide.
Von den in Versuch E (ohne Halogenwasserstoff) und in Versuch 7 (mit Halogenwasserstoff) hergestellten Mischpolymerisaten wurden IR-Spektren genesen und verglichen. Das IR-Spektrum für das Produkt gemäß Versuch E ist in figur 1 dargestellt; das IR-Spektrum des Produktes gemäß Versuch P ist in Figur 2 behandelt. Vergleicht man die beiden IR-Spektren, so erkennt man, daß in Figur 2 ein schwacher Peak bei etwa 8,95 Mikron und ein starker Peak bei etwa 10,0 Mikron vorhanden ist, was die Anwesenheit von Kopf an Kopf-Bindungen anzeigt. Der prozentuale Anteil dieser Bindungen in dem Gesamtpolymer kann 'aus den IR-Spektren errechnet werden.Of those in experiment E (without hydrogen halide) and in experiment 7 (with Copolymers produced by hydrogen halide were given IR spectra recovered and compared. The IR spectrum for the product according to experiment E. is shown in Figure 1; the IR spectrum of the product according to experiment P is treated in FIG. If one compares the two IR spectra, thus it can be seen that in Figure 2 there is a faint peak at about 8.95 microns and there is a strong peak at about 10.0 microns indicating the presence of head-to-head bonds. The percentage these bonds in the overall polymer can be calculated from the IR spectra will.
Der prozentuale Äthylengehalt kann wie folgt bestimmt werden: dünne Polymerfilme werden aus verdünnten Lösungen (1jfc in Tetrachloräthylen, Benzol oder Heptan) oder auf NaCl-Platten gegossen. Das IR-Spektrum wird gemessen. Das Logarithmenverhältnis der 1.150cm (8,7/0 Methy!vibration zu der 720cm (13,9/i) Methylenvibration wird bestimmt. Der Wert ändert sich in Abhängigkeit von der prozentualen Propylenmenge in dem Äthylen-Propylen-Mischpolymer· Das Logarithmen-verhältnis wird gegen die prozentuale Zusammensetzung des Polymeren aufgetragen· The percentage of ethylene can be determined as follows: thin polymer films are poured from dilute solutions (1jfc in tetrachlorethylene, benzene or heptane) or onto NaCl plates. The IR spectrum is measured. The logarithm ratio of the 1,150cm (8.7 / 0 methylene vibration to the 720cm (13.9 / i) methylene vibration is determined. The value changes depending on the percentage of propylene in the ethylene-propylene copolymer · the logarithm ratio is plotted against the percentage composition of the polymer
Der Gehalt eines bestimmten Polymeren an C2 kann in Versuchen bestimmt werden, bei welchen mit mit C., markiertes Äthylen öder Propylen mitverwendet wird, um den tatsächlichen G2-Gehalt auf das Logarithmenverhältnis zu beziehen. j The C 2 content of a certain polymer can be determined in tests in which ethylene marked with C., or propylene is also used in order to relate the actual G 2 content to the logarithmic ratio. j
Sind die Extinktionskoeffizienten bekannt, so kann nan quantitative Lösungen für die IR-Analyse verwenden und die Kurve in einer enteprtOAlIf the extinction coefficients are known, then quantitative Use solutions for IR analysis and trace the curve in an enteprtOAl
1O90U/2O43 - 15 - 1O90U / 2O43 - 15 -
" ° ~ 172057C" ° ~ 172057C
den Weise erhalten.get the way.
Dieses Beispiel dient zur Erläuterung der Methode der Berechnung der geschätzten Kopf an Kopf-Bindungen, die in einem Äthylen-Propylen-Mischpolymer, welches mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist, enthalten sind. Bei der angewandten Methode handelt es sich um die in "Spectroscopic Analysis of Ethylene-Propylene Copolymers" von Harry V. Drushel und Frank A. ladings, Analytical Chemistry, 35, 28 (1963) beschriebene.This example serves to explain the method of calculating the valued head-to-head bonds made in an ethylene-propylene copolymer, which has been produced with the aid of the method according to the invention are included. The method used is it is the one in "Spectroscopic Analysis of Ethylene-Propylene Copolymers" by Harry V. Drushel and Frank A. Ladings, Analytical Chemistry, 35, 28 (1963).
Zunächst wurde eine Probe hergestellt, indem man eine Lösung des Poly- d meren (Reaktorzement) auf einem geeigneten KBr-Seheibchen verdampfte. Ggfs. kann anstelle eines KBr-Seheibchens ein HaCl-Seheibchen verwendet werden; die Probe kann auch hergestellt werden, indem man einen dünnen PiIm mit Hilfe einer hydraulischen Presse erzeugt.First, a sample was prepared by evaporating a solution of the poly- mer d (reactor cement) on a suitable KBr Seheibchen. Possibly. an HaCl disk can be used instead of a KBr disk; the sample can also be made by making a thin picture using a hydraulic press.
Das IR-Spektrum der so hergestellten iilmprobe wurde zwischen 5000 cm"The IR spectrum of the film sample produced in this way was between 5000 cm "
und 650 cm (15 μ) gemessen. Das Verhältnis der Bandintensitäten bei 1.150 cm"1 (3,7 y.) und 720 cm"1 (13,9 u) wurde für die Analyse verwandt. Die Absorption bei 1.150cm" vAFon den Propyleneinheiten (Methylvibratioi^requenz) und die Absorption bei 720 cm" von den Äthyleneinheiten (Methylketten-Schwingungsfrequenz) abgeleitet. Die so erhaltenen Verhältnisse wurden auf eine Standardkurve angewandt, die mit Hilfe von Cj/- markierten Standard-Mischpolymerproben aufgestellt worden war. Es konnte festgestellt werden, daß die zu prüfende Probe 51$ Äthylen und 7$ Propylen mit Kopf-an-Sehwanz-Bindungen enthielt.and 650 cm (15 μ) measured. The ratio of the band intensities at 1150 cm " 1 (3.7 y.) And 720 cm" 1 (13.9 u) was used for the analysis. The absorption at 1,150 cm "from the propylene units (methyl vibration frequency) and the absorption at 720 cm" derived from the ethylene units (methyl chain oscillation frequency). The ratios thus obtained were applied to a standard curve which had been drawn up with the aid of Cj / - labeled standard interpolymer samples. It was found that the sample to be tested contained 51% ethylene and 7% propylene with head-to-tail bonds.
Die Menge der Kopf-an-Kopf Propylenbindungen kann dargestellt werden als der Rest der Gesamtbindungen, das sind 100$, nach Abzug der Menge der Äthylenbindungen, das sind 51$, und der Kopf-an-Schwanz Propylenbindungen, das sind 7$. Anaers ausgedrückt: der Prozentsatz der Kopfan-Kopf Propylenbindungen ist gleich 100$ minus (51$ C2 plus 7$ C5 H-T-T) = 42$.The amount of head-to-head propylene bonds can be represented as the remainder of the total bonds, which is $ 100, after subtracting the amount of ethylene bonds, which is $ 51, and the head-to-tail propylene bonds, which is $ 7. In other words, the percentage of head-to-head propylene bonds equals $ 100 minus ($ 51 C 2 plus $ 7 C 5 HTT) = $ 42.
Die Polymerisate gemäß vorliegender Erfindung enthalten also eine beträchtliche Menge an Kopf-an-Kopf-Bindungen. Der durchschnittliche WertThe polymers according to the present invention therefore contain a considerable amount Amount of head-to-head ties. The average value
109SU/2043109SU / 2043
- 16 -- 16 -
liegt, wie anhand der Beispiele ermittelt werden konnte, bei etwa 30 bis 5096 Kopf-an-Kopf-Bindungen. In diesem Zusammenhang wird noch auf eine Arbeit von Schooten, Duck und Berkenboech in der Zeitschrift «Polymer« 2, 357 (1961) mit dem Titel "!Ehe Constitution of Ethylene/Propylene Copolymers" verwiesen, in welchem ausgeführt ist, daß Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen, die mit vanadinhaltigen Katalysatoren hergestellt worden sind, nur einen geringen Gehalt an Kopf-an-Kopf-Bindung aufweisen. Bei der von diesen Autoren beobachteten Kopf-an-Kopf-Polymerisation handelt es sich jedoch nur um das Erscheinen von Äthyleneinheiten zwischen einer Kopf-an-Kopf-Polymerisation, was beispielsweise durch folgendes Schema dargestellt werden kann:is, as could be determined from the examples, at about 30 to 5096 head-to-head bonds. In this context, reference is made to a work by Schooten, Duck and Berkenboech in the journal "Polymer" 2, 357 (1961) with the title "! Ehe Constitution of Ethylene / Propylene Copolymers", in which it is stated that copolymers of ethylene and propylene, which have been produced with vanadium-containing catalysts, have only a low level of head-to-head bonding. In the head-to-head polymerization observed by these authors, however, it is only the appearance of ethylene units between a head-to-head polymerization, which can be represented, for example, by the following scheme:
Propylen- ' Äthylen- . Propylen-J Äthylen- ' Propylen-' einheit ' einheit J einheit einheit f einheit I - CH0 - CH + CH0 - CH0 +CH- CH0 + CH0 - CH0 + CH0 - CH +Propylene- 'ethylene-. Propylene-J Ethylene- 'Propylene-' unit 'unit J unit unit f unit I - CH 0 - CH + CH 0 - CH 0 + CH- CH 0 + CH 0 - CH 0 + CH 0 - CH +
0H3| i 0H3 I ! ! 0H 3 | i 0H 3 I! !
Diese Konfiguration ist für die Beobachtung von (CHg)2"" Polgen notwendig. Kopf-an-Kopf Propylenbindungen der hierbeobachteten Art, die der FormelThis configuration is necessary for the observation of (CHg) 2 "" poles. Head-to-head propylene bonds of the type under consideration, those of the formula
HHHH
t It I
CH9 - C C-CH9-CH 9 - C C-CH 9 -
entsprechen, wurden nicht beobachtet· Diese Art der Bindung ergibt dielR-Peake bei etwa 8,95 Mikron und 10,0 Mikron, die bislang nie- male beobachtet werden konnten· Die Peaks bei etwa 8,95 Mikron sind ■ohwäoher als die Peaks bei etwa 10,0 Mikron. were not observed · This type of binding results in the R peaks at around 8.95 microns and 10.0 microns, which have never been observed before · The peaks at around 8.95 microns are ■ anyway higher than the peaks at about 10.0 microns.
In einer späteren Arbelt von Van Sohooten * Mostert in der ZeIt- Bohrift «Polymer·1 Bd. 4 Seite 135 tt (1963) stellen die Autoren feat dos In «einem Polypropylen ein Maximum an Kopf-an-Iopf-Bindungen von nur 5 ble 15£ in der amorphen Fraktion zu beobachten ist. Bei reinen Polypropylen let jede Kopf-an-Kopf-Bindung von einer Sohwanzan-Sohwane-Bindung begleitet« In a later article by Van Sohooten * Mostert in the ZeIt Bohrift “Polymer · 1 vol. 4 page 135 tt (1963) the authors feat dos In“ a polypropylene have a maximum of head-to-head bonds of only 5 ble £ 15 is observed in the amorphous fraction. With pure polypropylene, every head-to-head bond is accompanied by a Sohwanzan-Sohwane bond «
Das von diesen Autoren gefundene IR-Absorptionsspektrum "bei 8,8 bis 9,0 ist charakteristisch für dieThe IR absorption spectrum found by these authors "at 8.8 to 9.0 is characteristic of the
- OH2 - CH - OH- OH2 - OH 2 - CH - OH - OH 2
Struktur; das Spektrum war ;jeäoch nicht scharf und zeigte höchstens das Vorhandensein mini maler Kopf-an-Kopf-Bindungen der hier infrage stehenden Art an, die sich mit der Tatsache erklären lassen, daß häufig isolierte Äthylengruppen zwiwehen Kopf-an-Kopf orientierten Propylengruppen zu finden sind.Structure; the spectrum was, however, not sharp and at most indicated the presence of miniature head-to-head bonds of the type in question, which can be explained by the fact that isolated ethylene groups are often found between head-to-head oriented propylene groups are.
Gemäß vorliegender Erfindung treten Kopf-an-Kopf-Bindungen ohne dazwischen geschaltete Äthylengruppen auf, was zu einem Mischpolymerisat mit einem weitaus höheren Anteil an direkter Kopf-an-Kopf-Bindung führt als "bisher jemals hergestellt werden konnte.In accordance with the present invention, head-to-head bonds occur without intervening switched on ethylene groups, resulting in a copolymer with a much higher proportion of direct head-to-head bonding leads than "could ever be produced so far.
In diesem Zusammenhang ist nochmals hervorzuheben, daß bei Verwendung von VOGl5 ohne HGl keine Peaks bei etwa 8,95 und 10,0 Mikron,die £op?-an-Kopf-Bindung anzeigen, auftreten. Vergleiche Figur 1. Diese Peaks treten ausschließlich nach Verwendung von HOl auf. Vergleiche Pigur 2.In this connection it should be emphasized again that when using VOGl 5 without HGl no peaks at about 8.95 and 10.0 microns, which indicate op? -To-head binding, occur. Compare FIG. 1. These peaks occur only after using HIL. Compare Pigur 2.
Um zu beweisen, daß die Verbindungen, die dem Paohmanials Kettenübertragungsmittel bekannt sind, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nioht brauchbar sind, wurde eine Reihe von Mischpolymerieationsreaktionen vnn Äthylen mit Propylen durchgeführt, für die Reaktionen wurde ein mit Rührer versehener 3» 8 1 Autoklav aus rostfrei- em Stahl verwendet und bei einem Druok von 4 t 2 kg/cm betrieben. Das eingesetzte Katalysatorsystem bestand aus verschiedenen Vanadin·* verbindungen ssusamaen mit Diäthylaluminiumchlorid j der Katalysator wurde in Mengen von etwa 0,2 Oewiohtsproaent in einem Lösungsmittel, bezogen auf die Menge des !Lösungsmittels, verwendet. Die Arbeitsbedingungen und die Eigenschaften der so hergestellten Polymerisate sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt: In order to prove that the compounds known to the Paohmanial chain transfer agent are not useful for the purposes of the present invention, a series of copolymerization reactions of ethylene with propylene were carried out; stainless steel was used and operated at a pressure of 4 t 2 kg / cm. The catalyst system used consisted of various vanadium compounds with diethylaluminum chloride. The catalyst was used in amounts of about 0.2 percent by weight in a solvent, based on the amount of the solvent. The working conditions and the properties of the polymers produced in this way are summarized in Table II below:
109814/2043109814/2043
- 18 -- 18 -
Zugeführtes MonomerSupplied monomer
Zugeftihrter Kata Iysator Supplied catalytic converter
Ver- Teap. T«p- g/1OOg C«Gew.- g/1 OOg Molverhält- zugeführtes Kettenttber- Polymeri- Katalysator- BvustL C enche- Lsgsa. prozent lagern« als Al/V Dien tragungsnu sat lone- ausnutzung Ver teap. T "p g / 1OOg C" weight g / 1 OOG Molverhält- supplied Kettenttber- polymerisation catalyst BvustL C enche- Lsgsa. percent store «as Al / V service user usage
sations- ausnutzung geschw. g/g V g/h station utilization speed g / g V g / h
38 3838 38
11,1 11,111.1 11.1
22 2222 22
0,006 0,0060.006 0.006
0
(a) 0
(a)
663
680663
680
. 740 755 . 740 755
38 3838 38
3838
3838
ff Uff U
14
1414th
14th
9,09.0
9*2
9.29 * 2
9.2
30 3030 30
26 2626 26
0,006 0.0060.006 0.006
0,0065 4,3 0,0065 4,30.0065 4.3 0.0065 4.3
0,18 0,180.18 0.18
0,19 0,190.19 0.19
(a)(a)
418
368418
368
1112
9401112
940
698 613698 613
570 482570 482
Mi»Wed »
ftf f tf Π IftnΠ Iftn SeileRopes
-t ; 2,0 g/100 g Lösungsmittel DUeotnrtylaain: 0,00086 g/100 g Lösungsmittel-t ; 2.0 g / 100 g solvent DUeotnrtylaain: 0.00086 g / 100 g solvent
mmim-^*-mmim - ^ * -
ro οro ο
TABETrIE II (Ports.)TABETRY II (Ports.)
umwandlungconversion
Zusammensetzung des Mischpolymeren Composition of the copolymer
Mooney Viskosität Mooney viscosity
suchsearch
Wv C, -
Wv
,4 , 5
, 4
kositätInner vis
kosity
1 + 8100 0 O
1 + 8
1 + 8127 0 O
1 + 8
Katalysator Katal.vsatorsvsteminserted
Catalyst catal.vsatorsvstem
IlK
Il
9292
26 25th
26th
59,660.1
59.6
49,650.1
49.6
2,23.0
2.2
130198
130
3636
m. Wasserstoff ÄthJAlClControl vers. V01 A
m. hydrogen eth / AlCl
O»Α
O
amin 01m. diisotutyl- (OGO./EthpAl
amine 01
Man erkennt aus Tabelle II, daß drei Versuchspaare durchgeführt wurden,· von denen jedes Paar aus einem Kontrollversuch und einem Versuch mit einem Kettenabbruchmittel bzw. Kettenübertragungsmittel bestand. Bas Kettenübertragungsmittel bestand nacheinander aus Wasserstoff, Buten-1 und Diisobutylamin. Man erkennt weiterhin, daß die Zugabe der Ketten-Übertragungsmittel nicht zu einer Erhöhung des prozentualen Umsatzes oder der Polymerisatinnsgeschwindigkeit (abgesehen von einer unbedeuter den Erhöhung bei der Verwendung von Wasserstoff) führte. Im Falle der Verwendung von Buten-1 und Diisobutylamin waren die Polymerisationsgeechwindigkeiten und der Umwandlungsgrad geringer als in den Kontrollvez suchen.It can be seen from Table II that three pairs of experiments were carried out, of which each pair from a control experiment and an experiment with a chain terminator or chain transfer agent. Bas Chain transfer agent consisted of hydrogen, butene-1 in turn and diisobutylamine. It can also be seen that the addition of the chain transfer agent does not lead to an increase in the percentage conversion or the rate of polymerisation (apart from an insignificant one the increase in the use of hydrogen). In case of Use of butene-1 and diisobutylamine were the rates of polymerization and the degree of conversion is lower than in the Kontrollvez Looking for.
Pur den Wasserstoffversuch, der bis auf die Verwendung von 25 Teilen pro Million Hp, bezogen auf die Lösungsmittelmenge, dem Versuch L entsprach, wurde ein Infrarotspektrum angefertigt; dieses ist in figur 3 dargestellt. Man erkennt aus Figur. 3, daß die für die Kopf-an-Kopf-Figuration charakteristischen Peaks bei 8,95 und 10,0 Mikron nicht vorhanden sind, wenn Wasserstoff als Kettenübertragungsmittel verwendet wird. Wasserstoff hat darüber hinaus den weiteren Nachteil, daß es das Polymer "suppig" macht, weil es die Viskosität drastisch erniedrigt. Üblicherweise werden extrem niedrige Hg-Mengen verwendet, d.h. Mengen in der Größenordnung von 2 bis 50 Teilen pro Million, bezogen auf das Lösungsmittel. Aber selbst diese geringen Mengen machen das Polymer bereits in unerwünschtem Maße "suppig", d.h. dünnflüssig. Dieser Nachteil ergibt sich nicht, wenn Halogenwasserstoff verwendet wird.Purely the hydrogen experiment, except for the use of 25 parts per million Hp, based on the amount of solvent, the experiment L an infrared spectrum was made; this is shown in FIG. One recognizes from the figure. 3 that those for head-to-head figuration characteristic peaks at 8.95 and 10.0 microns are absent when hydrogen is used as the chain transfer agent will. Hydrogen also has the further disadvantage that it makes the polymer "soupy" because it drastically lowers the viscosity. Extremely low levels of Hg are commonly used, i.e. levels on the order of 2 to 50 parts per million based on the solvent. But even these small amounts make the polymer already "soupy" to an undesirable extent, i.e. thinly liquid. This disadvantage does not arise when hydrogen halide is used.
Verschiedene Elastomere wurden mit handelsüblichem Polypropylen vermischt, um Produkte mit verschiedenen jiigenschaften herzustellen. Die Zusammensetzung der Mischungen und deren Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle III zusammengestellt. *Various elastomers have been blended with commercially available polypropylene to make products with different properties. the Composition of the mixtures and their properties are in the Table III below. *
· TABELLE III Zusammensetzung Jl B^ ' C^ ' TABLE III Composition Jl B ^ ' C ^ '
Elastomer handelsübl. EPT EPR EPRElastomer commercial EPT EPR EPR
Elastomer I.V. ,—» 2,1 1,65 1,50Elastomer I.V., - »2.1 1.65 1.50
Elastomerkonzentration, 10 10 10Elastomer concentration, 10 10 10
10-9814/204310-9814 / 2043
-6,67 0 Pt. ib/MIC-6.67 0 pt. ib / MIC
(1) H2 als Kettenübertragungsmittel Ί (1) H 2 as a chain transfer agent Ί
L von der Verwendung von H« und \H01 abgesehen gleiche Verfahren The same procedure aside from the use of H «and \ H01
(2) HCl gemäß vorliegender Erfindung 'bedingungen(2) HCl according to the present invention 'conditions
Die wichtigsten Eigenschaften für filme sind !Trübung, Glanz, Schlagzähigkeit und Steifigkeit. Grenzwerte sind:.—/90 Glanz,> 1,0 Irübung, > 0,035 Schlagzähigkeit und ^-^ 90.000 Steifigkeit.The most important properties for films are! Haze, gloss, impact strength and rigidity. Limit values are: .— / 90 gloss,> 1.0 Ir exercise,> 0.035 impact strength and ^ - ^ 90,000 stiffness.
Man erkennt aus der vorstehenden Tabelle III, daß die Mischpolymerisate, die erfindungsgemäß unter Verwendung von HOl hergestellt worden sind, in Mischungen Produkte ergeben, die die besten Gesamteigenflchaften bezüglich der technischen und handelsüblichen Anforderungen besitzen. Besonders die Glanz- und Trübungseigensohaften, die für Harze, die auf filme weiterverarbeitet werden sollen, außerordentlich wichtig sind, sind hervorragend. Ee kann auch dazu verwendet werden, praktisch 100^ige Homopolymere aus O2 - Gg-oc-olefinen mit hohem Anteil an Kopf-an-Kopf-Bindungen in der MikroStruktur herzustellen, wenn eine Kristallinität nicht erwünscht ist.It can be seen from Table III above that the copolymers which have been prepared according to the invention using HCl result in mixtures in products which have the best overall properties with regard to the technical and commercial requirements. The gloss and haze properties, which are extremely important for resins that are to be further processed into films, are particularly excellent. Ee can also be used to produce practically 100% homopolymers from O 2 - Gg-oc-olefins with a high proportion of head-to-head bonds in the microstructure, if crystallinity is not desired.
Beiepiel 5Example 5
Entsprechend der in Beispiel 1 angegebenen Weise wurde eine Reihe weiterer Versuche durchgeführt, um die Eignung dee erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Mischpolymerisaten, die einen hohen Grad an Kristallinität aufweisen, zu zeigen. Die Mischpolymerisate, die in allen Versuchen eingesetzt wurden und in der folgenden !Tabelle IV zusammengestellt sind, wurden in der bereits beschriebene! Weise hergestellt. Der jeweils eingesetzte Katalysator wie auch der Äthylengehalt in dem entstandenen Mischpolymerisat sind in Tabelle ΙΊ angegeben.In accordance with the manner indicated in Example 1, a number of further tests were carried out to determine the suitability of the invention Process for the production of copolymers which have a high degree of crystallinity to show. The copolymers, which were used in all experiments and are summarized in the following! Table IV, were in the already described! Way made. The particular catalyst used as well as the The ethylene content in the resulting copolymer is shown in Table ΙΊ specified.
. Die Äthylen-Propylen-Misohpolymerisate gemäd diesem Beispiel wurden auf ihren Kristallinitätsgrad mit Hilfe der Röntgenstrahlbeugungsmethode untersucht. Das angewandte Verfahren entsprach dem von WeI-dinger und Hermana makromolekulare Chemie, ££, 98 (1961)· Die Bestimmung des kristallinen Anteilee in dem Ithylen«-Propylen-Misohpolymerlsai wurde wie folgt durchgeführt». The ethylene-propylene misohpolymers according to this example were examined for their degree of crystallinity with the aid of the X-ray diffraction method. The method used corresponded to that of WeI-dinger and Hermana makromolekulare Chemie, ££, 98 (1961) was carried out as follows »
1) Man stellte ein Diffraktogramm der Xthylen-Propylen-Mischpolymerisatprobe her.1) A diffractogram of the ethylene-propylene copolymer sample was produced.
2) Die amorphen und kristallinen Bereiche des Diffraktograeaea wurden ■^ auegemessen.2) The amorphous and crystalline areas of the Diffraktograeaea were ■ ^ measured.
3) Der prozentuale Kristallinitätsgrad wurde aus diesen beiden Messungen bereohnet.3) The percentage degree of crystallinity was calculated from these two measurements.
Die Methode basiert auf der Aufnahme einer Reihe Tim Diffraktograeaen von Äthylen-Propylen-Misohpolymerleatproben, die hinsiehtlioh der XrI-stallinität variieren. Die Daten werden auf dieselbe A4»o*bans normal!· eiert. Trägt mn die normalisierten kristallinen Bereiohe gegen die normalisierten amorphen Bereiohe graphisch auf, so ergibt sich zwischen den beiden Mengen eine lineare Beaiehung. Die» erlaubt die Berechnung der kristallinen und amorphen Bereiche.The method is based on the recording of a series of Tim Diffraktograeaen of ethylene-propylene misohpolymer leate samples which vary in terms of XrI stability. The data will be on the same A4 »o * bans normal! · eggs. Carries the normalized crystalline areas against the normalized amorphous regions graphically, there is a linear relationship between the two quantities. The »allows the calculation of the crystalline and amorphous areas.
ψ Die mit Hilfe der Röntgenstrahlbeugungsmethode erm*i*elten und wie vor» stehend beschrieben berechneten Kriatallinitätswerte sind in der folget den Tatelle 17 zusammengestellt. ψ The crystallinity values determined with the aid of the X-ray diffraction method and calculated as described above are compiled in Table 17 below.
ITIT
Versuch Katalysator berechneter Äthylen- prozentuale Krista:Trial catalyst calculated ethylene percentage crystal:
gehalt (Oew.-Jl) linitat (Rönt|salary (Oew.-Jl) linitat (Röntgen |
Q Y014.AUth201^HBr 40,3Q Y01 4th AUth 2 01 ^ HBr 40.3
■R VOOl3. Al JUh2Gl. HBr 38,8■ R VOOl 3 . Al JUh 2 Gl. HBr 38.8
Aus den Daten der !Tabelle IV erkennt man ohne weiteres, daß sich mit Hilfe des erfindungsgemaeßen Verfahrens Ätnylen-Propylen-Mischpolymerisate mit überraschend hohem Kristallinitätsgrad herstellen lassen. Dies ist vor allem im Zusammenhang mit den Äthylen-Propylen-Mengenverhältnissen in den untersuchten Proben beachtenswert. GemäQfeiner weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden diese Mischpolymerisate öligen Produkten zugesetzt, um deren Viskositätsindices infolge der Veraickungseigenschaften, die sie besitzen, sowie deren Beständigkeit gegen angreifende Scherkräfte zu erhöhen. Die erfindungsgemäßen Mischpolymerisate sind in dieser Hinsicht üblichen Zusätzen überlegen.From the data in Table IV one can easily see that with With the aid of the process according to the invention, ethylene-propylene copolymers can be produced with a surprisingly high degree of crystallinity. This is mainly in connection with the ethylene-propylene proportions noteworthy in the samples examined. According to further Embodiments of the present invention are these copolymers oily products added to their viscosity indices as a result of the varnishing properties they possess and their To increase resistance to attacking shear forces. The invention Copolymers are superior to conventional additives in this regard.
Die Mischpolymere oder Terpolymere gemäß vorliegender Erfindung werden ™ als Zusätze der vorstehend genannten Art in Konzentrationen von etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 0,5 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge des öligen Produktes, verwendet. Es wird jedoch in keinem Fall mehr Copolymer oder Terpolymer zugesetzt, als sich in dem öligen Produkt löst. Die Zusätze v/erden üblicherweise als Konzentrate in den Handel gebracht, in welchen sie in Mengen von etwa 5 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des eingesetzte:; Lösungsmittels, z.B. Mineral öle, Hexan, Heptan u.a. vorliegen.The interpolymers or terpolymers of the present invention are ™ as additives of the type mentioned above in concentrations of about 0.1 to 10 percent by weight, preferably about 0.5 to 5.0 percent by weight, based on the amount of oily product used. In no case, however, is more copolymer or terpolymer added than dissolves in the oily product. The additives are usually marketed as concentrates in which they are used in amounts of about 5 to 50 percent by weight, preferably 10 to 25 percent by weight, based on the total amount of :; Solvent, e.g. mineral oils, hexane, heptane, etc. are present.
Die Mischpolymere bzw. Terpolymere gemäß vorliegender Erfindung können in den öligen Produkten allein oder, falls dies erwünscht ist, zusammei J mit anderen Mitteln zur Verbesserung des Viskositätsindex verwandt werden. Ggfs. können die Mischpolymere oder Terpolymere auch noch mit anderen Zusatzmitteln, z.B. Stockpunkterniedriger^ Dispergiermitteln, Korrosionsschutzmitteln, Antioxidanzien, Mitteln zur Verhinderung der Schlammbildung, Metalldeaktivatoren usw. eingesetzt werden.The mixed polymers or terpolymers according to the present invention can in the oily products alone or, if so desired, together with J. used with other means of improving the viscosity index. Possibly. the mixed polymers or terpolymers can also be mixed with other additives, e.g. pour point depressants ^ dispersants, Corrosion inhibitors, antioxidants, agents to prevent sludge formation, metal deactivators, etc. can be used.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft auch den Zusatz der hier beschriebenen Mischpolymerisate zu Treibstoffen wie Benzinen, mittleren Destillatölen, Transformerölen, Schmierölen usvAnother embodiment of the present invention also relates to the addition of the copolymers described here to fuels such as gasoline, medium distillate oils, transformer oils, lubricating oils, etc.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die beschriebenen Mischpolymere bzw. Terpolymere auch einer Nad behandlung unterworfen werden, die sie für besondere Einsatzzwecke ge-According to yet another embodiment of the present invention the copolymers or terpolymers described can also be a Nad are subjected to treatment that they are used for special purposes
1098U/2CU31098U / 2CU3
- 24 -- 24 -
eignet macht und ihnen zusätzliche im Hinblick auf den besonderen Verwendungszweck wünschenswerte Eigenschaften verleiht. In. diesem Zusamme; hang können die erfindungsgemäßen Mischpolymere z.B. bestimmten ehemi-? sehen Nachbehandlungen, B.B. einer Halogenierung, einer Halogenierung mit nachfolgender Dehalogenierung, einer Sulfohalogenierung mit SuIforylchlorid oder Mischungen aus Chlor und Schwefeldioxid, einer Sulfonierung oder anderen Behandlungsmethoden, die üblicherweise auf Kohlenwasserstoffe angewendet werden, unterworfen werden. Die erfindungsgemäßen Mischpolymere bzw. Terpolymere können außerdem mit anderen Mischpolymeren oder Terpolymeren vermischt werden, so daß Produkte mit bestimmten erwünschten Eigenschaften entstehen.makes it suitable and makes them additional with regard to the particular purpose imparts desirable properties. In. this gathering; The copolymers according to the invention can e.g. see aftercare, B.B. a halogenation, a halogenation with subsequent dehalogenation, a sulfohalogenation with suIforyl chloride or mixtures of chlorine and sulfur dioxide, sulfonation or other treatment methods usually based on hydrocarbons be applied, be subjected. The copolymers or terpolymers according to the invention can also be used with others Copolymers or terpolymers are mixed, so that products with certain desired properties arise.
In diesem Beispiel sollen die den Viskositätsindex ( Abk. V.l.) verbessernden Eigenschaften sowie die verdickenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mischpolymerisate gezeigt werden. Es wurden sieben Versuche durchgeführt bei konstanten Katalysator-Zuführungsgeschwindig· keiten und konstanten Aluminium zu Vanadinverhältnissen. Das HOl wurde in zwei Stufen, d.h. 10 bzw. 15 cm /Min. zugeführt.In this example, the aim is to improve the viscosity index (abbr. V.l.) Properties and the thickening properties of the copolymers according to the invention are shown. There were seven Experiments carried out at constant catalyst feed rate and constant aluminum to vanadium ratios. The HOl was in two stages, i.e. 10 and 15 cm / min. fed.
Heptan wurde mit Äthylen und Propylen in dem in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Molverhältnis gesättigt. Das gesättigte Heptan wurde in ein Reaktionsgefäß eingeführt, in welches auch ein Strom aus Vanadinoxychlorid und ein Strom aus Diäthylaluminiumchlorid (jeweils mit Heptan verdünnt) eingeleitet wurden, und zwar so, daß sich ein Aluminium zu Vanadinverhältnis von etwa 4:1 ergab. Stickstoffgas, welches Chlorwasserstoff enthielt, wurde in Mengen von 10 oder 15 emv Min. - wie in der folgenden Tabelle angegeben - in das Reaktionsgefäß eingeführt. Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches betrug etwa 15 Min. Die Reaktionstemperatur lag bei etwa 300C; der Druck betrug eine Atmos· phäre. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend gewaschen und der Dampf· destillation unterworfen.Heptane was saturated with ethylene and propylene in the molar ratio given in the table below. The saturated heptane was introduced into a reaction vessel into which a stream of vanadium oxychloride and a stream of diethylaluminum chloride (each diluted with heptane) were also introduced so as to give an aluminum to vanadium ratio of about 4: 1. Nitrogen gas containing hydrogen chloride was introduced into the reaction vessel in amounts of 10 or 15 emv min. As indicated in the following table. The residence time of the reaction mixture was about 15 minutes. The reaction temperature was about 30 ° C .; the pressure was one atmosphere. The reaction mixture was then washed and subjected to steam distillation.
Die gewonnenen Mischpolymerisate wurden in Mengen von etwa 1,5 bis 3,0 Gewichtsprozent in ein Basisöl, d.h. ein lösungsmittelextrahiertes, neutrales 01 vom Paraffintyp mit etwa 46,53 SUS bei 1000C und etwa 189,9 SUS bei 38°C, welches einen Viskositätsindex von etwa 109 besitzt eingearbeitet, um ihre Fälligkeiten hinsichtlich der Verbesserung desThe copolymers obtained were in amounts of about 1.5 to 3.0 percent by weight in a base oil, that is a solvent-extracted, 01 neutral paraffin type with about 46.53 SUS at 100 0 C and about 189.9 SUS at 38 ° C, which Has a viscosity index of about 109 incorporated in order to improve their maturities
1098U/20431098U / 2043
- 25 -- 25 -
Viskositätsindex sowie ihre Yerdickungskraft zu "bestimmen. Die erhaltenen Wertj sind in Tabelle V zusammengestellt.To determine the viscosity index and its thickening force. The obtained Values are compiled in Table V.
TABELLE V Äthylen-Propylen-Mischpolymere als Zusätze' TABLE V Ethylene-propylene copolymers as additives '
10 15 10 15
Äthylen/Propylen-Zu- Yerdickungs- VerdickungEEthylene / propylene thickening thickening E.
führungsverhältnis Y.I. kraft * V.l. kraft*management relationship Y.I. power * from left force*
»"■■■""«■■■■■■■••■«■•■"•■«"»■•■■!■■l·*^"""» BMBBBBBBMBBBBBMMBM HiHBakHaaaaViWMMa^MBNi^MMMMMBMMaWi IBMMaBHMVBMMBMM BMa^BBMHBBMBMBMBHMMBB P»" ■■■ "" «■■■■■■■ •• ■« ■ • ■ "• ■« "» ■ • ■■! ■■ l · * ^ "" "» BMBBBBBBMBBBBBBMMBM HiHBakHaaaaViWMMa ^ MBNi ^ MMMMMBMMaWi IBMMaBMMVB BMa ^ BBMHBBMBMBMBHMMBB P
50/50 150 1,0 145 1,050/50 150 1.0 145 1.0
55/45 136 1,4 132 1,655/45 136 1.4 132 1.6
60/40 140 1,6 136 1,1 {60/40 140 1.6 136 1.1 {
65/35 133 1,665/35 133 1.6
*Verdickungskraft = Gewichtsprozent Polyisobutylen erforderlich zui* Thickening power = percent by weight of polyisobutylene required
Gewichtsprozent Athylen/Propylen Verdickung eineεPercentage by weight of ethylene / propylene thickening
Basisöles auf K1V 1000G = 12+O,5c£Base oil on K 1 V 100 0 G = 12 + O, 5c £
Aus den Viskositätsindices und den Yerd ickungseigens chaf ten ergibt sixt deutlich, daß die erfindungsgemäßen Mischpolymerisate besser sind als übliche V.I.-Verbesserer. Die Verbesserung wird noch deutlicher aus den Daten des nächsten Beispiels, in welchem Zusätze gemäß vorliegender Erfindung mit üblichen Zusätzen, z.B. Polyisobutylen, unter Verwendung verschiedener Basisöle verglichen sind.Sixt results from the viscosity indices and the thickening properties clearly that the copolymers according to the invention are better than usual V.I. improvers. The improvement will be even more apparent the data of the next example, in which additives according to the present invention with conventional additives, e.g., polyisobutylene, are used different base oils are compared.
Um das Ausmaß der Verbesserung der Viskositätsindices durch die erfindungsgemäßen Äthylen-Propylen-Mischpolymere zu zeigen, wurde eine Reihe von Mischpolymeren in der in Beispiel 8 beschriebenen Weise, jedoch bei anderem Athylen/Propylen-Molverhältnis hergestellt. Pur jeden Versuch, bei dem Äthylen und Propylen verwendet wurden, ist die prozentuale Molmenge Äthylen in der folgenden Tabelle VI angegeber In jedem Pail wurde soviel Mischpolymerisat zugesetzt, daß das Bsö-söl auf eine Viskosität von 12^ 0,5 es bei 1000C verdickt wurde. Die verwandten Basisöle sind in der Tabelle genau bezeichnet.In order to show the extent of the improvement in the viscosity indices by the ethylene-propylene copolymers according to the invention, a series of copolymers were prepared in the manner described in Example 8, but with a different ethylene / propylene molar ratio. Pur each experiment, were used in the ethylene and propylene, the molar percentage of ethylene is the encoder in the following Table VI In each Pail was added as much copolymer that Bsö-söl to a viscosity of 12 ^ 0.5 it at 100 0 C was thickened. The related base oils are specified in the table.
- 26 1098U/2043 - 26 1098U / 2043
nc.nc.
TABEIiIiE YITABEIiIiE YI
Vergleich von Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten (BPG) mit Polyisobutylen als V.I.-VerbessererComparison of ethylene-propylene copolymers (BPG) with polyisobutylene as a V.I. improver
Bas is öl A: ein lösungsmittelextrahiertes, neutrales Öl vom Paraffintyp mit etwa 44,52SJS bei 1000C und 166 SUS bei 380OBas is oil A: a solvent-extracted, neutral paraffin type oil having about 44,52SJS at 100 0 C and 166 SUS at 38 0 O
B: ein lösungsmittelextrahiertes, neutrales Öl vom Paraffintyp mit etwa 46,53 SUS bei 1000O und 189,9 SUS bei 380OB: a solvent-extracted, neutral paraffin type oil having about 46.53 SUS at 100 0 O and 189.9 SUS at 38 0 O
0: ein lösungsmittelextrhaiertes, neutrales Öl vom Paraffintyp mit etwa 44,10 SUS bei 1000O und 166 SUS bei 380O.0: a solvent-extracted, paraffin-type neutral oil with about 44.10 SUS at 100 0 O and 166 SUS at 38 0 O.
Aus den Werten in Tabelle VI geht hervor, daß die A'thylen-Propylen-Mischpolymerisate gemäß vorliegender Erfindung üblichen Viskositatsindexverbesserem weit überlegen sind. Dieser Vorteil verstärkt sich noch durch die Tatsache, daß er bei einer großen Zahl verschiedener Basisöle erreicht werden kann.The values in Table VI show that the ethylene-propylene copolymers according to the present invention are far superior to conventional viscosity index improvers. This advantage is even greater by the fact that it can be achieved with a large number of different base oils.
Eine weitere Reihe von Versuchen wurde durchgeführt, um die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Mischpolymer} säten, die als V.I.-Verbesserer eingesetzt werden können, zu zeigen. Die in den Versuchen verwandten Mischpolymerisate wurden alle in der in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Weise hergestellt. Sie Reakt ions teilnehmer wie auch die Reaktionsbedingungen sind in der folgenden Tabelle VII zusammengestellt» in der auch die Eigenschaften der Mischpolymerisate genannt sind· Die Mischpolymerisate wurden in MengenA further series of experiments was carried out in order to demonstrate the superiority of the process according to the invention for the production of mixed polymer} to show seeds that can be used as V.I. improvers. The copolymers used in the experiments were all in the prepared in the manner described above. she Reaction participants as well as the reaction conditions are compiled in the following Table VII, in which the properties of the Copolymers are mentioned · The copolymers were in quantities
1Q98U/2CU31Q98U / 2CU3
- 27 - *- 27 - *
172057C172057C
von etwa 2,0 Gewichtsprozent in ein Basisöl vom Paraffintyp mit etwa 46f53 SUS bei 10O0G unö etwa 189,9 SUS bei 380G, welches einen Viskositätsindex von etwa 109 aufwies, eingearbeitet.of about 2.0 percent by weight in a paraffin-type base oil with about 46 f 53 SUS at 10O 0 G and about 189.9 SUS at 38 0 G, which had a viscosity index of about 109.
109814/20^3109814/20 ^ 3
- 28 -- 28 -
MolMole
schwinSchwin
οα 4Α to
οα 4Α
(1) Verdickungskraft verglichen mit Polyisobutylen(1) Thickening power compared to polyisobutylene
(2) prozentualer Zusammenbruch bei Beschallung(2) percentage breakdown when exposed to sound
Die vorsteta. enden Daten zeigen, daß man Mischpolymerisate mit verbessertem
V.l., höherer Verdickungskraft und größerer Scherbeständigkeit (bestimmt
durch den Zusammenbruch bei Beschallung) erhält, wenn das Katalysatorsystem erfindungsgemäß zusammen mit Bromwasserstoff verwendet
wird. Die in Tabelle VII angegebenen Viskositätsindices sind wesentlich höher als die Werte, die mit üblichen V.I.-Verbesserern erhalten werden.
Dieser Vorteil wird noch durch die Verdickungskraft der erfindungsgemäs·
sen Mittel verstärkt, so daß es möglich ist, weniger Zusatzmittel zu
verwenden. Auch die größerer Scherstabilität trägt zur Verbesserung der Gesamteigenschaften des Produktes bei.The vorsteta. Ending data show that copolymers with improved VI, higher thickening power and greater shear resistance (determined by the breakdown on sonication) are obtained when the catalyst system is used according to the invention together with hydrogen bromide
will. The viscosity indices given in Table VII are significantly higher than the values obtained with conventional VI improvers. This advantage is further enhanced by the thickening power of the agents according to the invention, so that it is possible to use fewer additives
use. The greater shear stability also contributes to improving the overall properties of the product.
In diesem Beispiel soll die Wirkung von Mischpolymeren, die erfindungs-^
gemäß mit Halogenwasserstoff hergestellt worden sind, mit der von Mischpolymeren,
die ohne Halogenwasserstoff hergestellt worden sind, verglichen werden. Die Reaktionsbedingungen sowie die Verhältnisse von
Äthylen (O2) zu Propylen (CU) sind in der folgenden Tabelle VIII angegeben.
In this example, the effect of copolymers which have been produced according to the invention with hydrogen halide is to be compared with that of copolymers which have been produced without hydrogen halide. The reaction conditions and the ratios of
Ethylene (O 2 ) to propylene (CU) are given in Table VIII below.
109814/2043109814/2043
Vergleich der Äthylen-Propylen-MischpolymerisateComparison of the ethylene-propylene copolymers
Versuch Co g/Min. C. g/Min. HCl^mg/Min. V.l. Attempt Co g / min. C. g / min. HCl ^ mg / min. Vl
1 1,30 1,59 O Gel1 1.30 1.59 O gel
2 1,22 1,69 O 128 72,22 1.22 1.69 O 128 72.2
3 1,14 1,75 Ö 126 65,53 1.14 1.75 Ö 126 65.5
4 1,22 1,69 29,8 140 8,84 1.22 1.69 29.8 140 8.8
5 1,22 1,69 29,8 138 8,55 1.22 1.69 29.8 138 8.5
6 1,30 1,59 38,8 140 20,5 ψ 7 1,14 1,75 ' 50,7 137 18,56 1.30 1.59 38.8 140 20.5 ψ 7 1.14 1.75 '50.7 137 18.5
ο (1) Beaktionsbedingungen: Temperatur 270C, Katalysator -ÄthgAlCl (11,3 mg/Min) VOCl5 (3,53 mg/Min); C £ Molverhaitnis = 4,57, Lösungsmittel = Heptan 40 cm5/Min.ο (1) Beaktionsbedingungen: temperature 27 0 C, catalyst -ÄthgAlCl (11.3 mg / min) VOCl 5 (3.53 mg / min); C £ molar ratio = 4.57, solvent = heptane 40 cm 5 / min.
(2) in 25j£iger Konzentration (Stickstoff als Kest wenn erforderlich)(2) in 25-year concentration (nitrogen as a core if necessary)
Die vorstehenden Werte zeigen ein. Problem an, welches bei ITi ent verwendung von HCl auftreten kann, nämlich die mögliche Gelbildung. Während bei den übrigen Versuchen, bei welchen kein HCl verwendet wurde, eine zufriedenstellende V.I.-Verbesserung erreicht wurde, war die Scherbest ständigkeit - dargestellt durch den Zusammenbruch bei Beschallung extrem hoch und insofern unerwünscht. Man erkennt dies ohne weiter.es, wenn man die Mischpolymerisate, die einen hohen prozentualen Zusammenbruch bei Beschallung aufweisen mit Mischpolymerisaten vergleicht, die abgesehen von der HCl-Modifizierung unter gleichen Bedingungen hergestellt wurden.The above values indicate a. Problem with ITi ent use of HCl can occur, namely the possible gel formation. While in the other experiments in which no HCl was used, one A satisfactory V.I. improvement was achieved was the shear strength persistence - represented by the collapse when exposed to ultrasound high and therefore undesirable. You can see this easily if you look at the copolymers, which have a high percentage breakdown when exposed to sonication compare with copolymers which, apart from the HCl modification, are produced under the same conditions became.
Es wurde eine Reihe von Versuchen unter praktisch gleichen Bedingungen bis auf die Änderungen bei der Zuführungsgeschwindigkeit der HCl durch geführt. Die Reaktionsteilnehmer und die Reaktionsbedingungen sind in der Tabelle IX zusammengestellt. Die sich ergebenden Viskositätsindices, Verdickungseigenschaften und Seherbeständigkeiten sind den entsprechenden Eigenschaften von Polyisobutylen, einem üblichen V.I.-Ver besserer (Paratone N) gegenübergestellt.A series of experiments was carried out under practically the same conditions except for the changes in the HCl feed rate guided. The reactants and the reaction conditions are in of Table IX. The resulting viscosity indices, thickening properties and seer resistances are the corresponding ones Properties of polyisobutylene compared to a common V.I.-Improver (Paratone N).
2 (U 32 (U 3
Verdickungskraftv^ J (4}
Thickening power v ^ J
allen Fällen gleich 11,3 mg/Min.,all cases equal to 11.3 mg / min.,
(2) 24 Vol.-# HC1/H2 (2) 24 volume # HC1 / H 2
(3) bestimmt im Bezugsöl 150A; A ist ein lösungsmittelextrahiertes, neutrales ül vom Paraffintyp mit etwa 46,53 SUS bei 10O0C und 189,9 SUS bei 38 C. (3) determined in reference oil 150A; A is a solvent-extracted, neutral paraffin-type oil with approximately 46.53 SUS at 10O 0 C and 189.9 SUS at 38 C.
(4) VerdickungBlcraft im Vergleich zu Polyisobutylen. (4) ThickeningBlcraft compared to polyisobutylene.
Aus den vorstehenden Vierten ergibt sich, daß mit den Mischpolymerisaten gemäß vorliegender Erfindung regelmäßig eine Verbesserung der Verdiclairf eigenschaften und eine Erhöhung der Scherbeständigkeit erreicht werden können. Mischpolymerisate, die bei eine-r HCl-Zuführungsgeschwindigkeit von nur 0,72 mg/Min, hergestellt wurden, zeigten noch keine hervorstechenden Eigenschaften; diese HCl-Menge ist aber - verglichen mit der üblicherweise verwendeten Mengen - verhältnismäßig klein und stellt die untere Grenze für die Durchführbarkeit des Verfahrens dar.From the above fourth it follows that with the copolymers according to the present invention regularly an improvement in Verdiclairf properties and an increase in shear resistance can be achieved. Copolymers produced at an HCl feed rate of only 0.72 mg / min., did not yet show any salient Properties; but this amount of HCl is - compared with the commonly used amounts - relatively small and represents the lower limit for the feasibility of the process.
In diesem Beispiel soll der Zusammenhang zwischen dem Kristallinitäts-^j grad eines Mischpolymerisates gemäß vorliegender Erfindung und seiner Eigenschaft als V. I.-Verbesserer gezeigt werden. Es wurde eine Reihe von Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten hergestellt und bezüglich ihres Kristallinitätsgrades mit Hilfe der Röntgenstrahlbeugungsmetlioäe untersucht. Die Methode entsprach wiederum der von Weidinger und Hermans in "Makromolekulare Chemie" 50« 98 (1961). Die Bestimmung des kristalle nen Anteiles in den Äthylen-Propylen-Mischpolymerisaten erfolgte in der weiter vorn (Seite 22) bereits beschriebenen Weise.This example is intended to show the relationship between the degree of crystallinity of a copolymer according to the present invention and its property as a VI improver. A number of ethylene-propylene copolymers were prepared and examined for their degree of crystallinity with the aid of X-ray diffraction metals. The method again corresponded to that of Weidinger and Hermans in "Makromolekulare Chemie" 50 « 98 (1961). The determination of the crystalline content in the ethylene-propylene copolymers was carried out in the manner already described above (page 22).
Der V.I.'vder der vorstehenden Äthylen-Propylen-Mischpolymerisatproben wurde bestimmt.The V.I. 'of the above ethylene-propylene copolymer samples was decided.
Die bei beiden Untersuchungen erhaltenen Werte, nämlich prozentuale " Kristallinitat und V.l., sind in der folgenden !Tabelle X zusammengestellt. The values obtained in both examinations, namely percentage " Crystallinity and V.l., are compiled in Table X below.
Probe No.Sample No.
iCatalysatorsyetemiCatalyst systems
VOOl3. AlA'thgCl. HOl VOOl,. AlXtIinOl. HOlVOOl 3 . AlA'thgCl. HOl VOOl ,. AlXtIi n Ol.HOl
VOClVOCl
Ol.HOlOl.HOl
VOl4.AlXthgOl.HBrVOl 4 .AlXthgOl.HBr
VOOlVOOl
. HOl. HOl
berechnete Äthylenmenge (Gew.-5calculated amount of ethylene (wt
(D(D
(D(D
(D(D
40,340.3
47,047.0
39,039.0
Kristallini-
tät (Röntgen-
methodepercentage
Crystalline
ity (X-ray
method
109814/2043109814/2043
Probe
No.sample
No.
VOCl5.AlIthgCl.HCl VOCl5AlAtIi5CT. HBrVOCl 5 .AlIthgCl.HCl VOCl 5 AlAtIi 5 CT. HBr
VOClVOCl
5. 5 .
. HCl. HCl
VOCl5.AlÄth2Cl.HCl VOCl5. AlÄthgCl. HClVOCl 5 .AlÄth 2 Cl.HCl VOCl 5 . AlEthgCl. HCl
lenmenge (Gew.-ji)amount of oil (weight-ji)
KristallinitätCrystallinity
(Hönt&enmethode >(Hönt & en method>
(1) 30 bis 50 Gewichtsprozent (geschätzt)(1) 30 to 50 percent by weight (estimated)
Die in der Tabelle Z enthaltenen Werte sind in der figur 4 graphisch dargestellt. Aus der graphischen Sarstellung ergibt sich ein definierter Zusammenhang zwischen dem Erfetallinitätsgrad der Xthylen-Propylen-Mischpolymere und deren Wirkung als V.I.-Verbesserer. Dies ist insofern überraschend, als bisher immer vorgeschlagen worden ist, polymere V.I.-Verbesserer in öllöslicher und nicht kristalliner Form herzustellen, damit sie die gewünschten Eigenschaften verleihen können. Die Werte in Tabelle X und Figur 4 -sigen aber, daß verschiedene Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate, die einen verhältnismäßig hohen Xristallinitätsgrad aufweisen, trotzdem besonders gute Viskositätsindexverbesserer sind. Außer der Verbesserung des Viskositätsindex wird auch eine höhere Verdiokung und eine größere Scherbeatändigkeit erreicht. Das Katalysatorsystem, der Olefingehalt usw. haben andererseiH auf den Zusammenhang sswischen Viskositäteindez und Krietallinität offensichtlich keinen Einfluß.The values contained in Table Z are shown graphically in FIG shown. The graph shows a defined relationship between the degree of equality of the ethylene-propylene copolymers and their effect as a V.I. improver. This is surprising insofar as it has hitherto always been suggested to produce polymeric V.I. improvers in oil-soluble and non-crystalline form so that they can impart the desired properties. However, the values in Table X and FIG. 4 indicate that different Ethylene-propylene copolymers, which have a relatively high Have a degree of crystallinity, yet are particularly good viscosity index improvers. Besides the improvement of the viscosity index it will a higher degree of digestion and a greater resistance to shear is also achieved. The catalyst system, olefin content, etc. are different on the connection between viscosity index and crietallinity obviously no influence.
101114/1043101114/1043
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