DE1720801A1 - Verfahren zur Herstellung von flourhaltigen Polymeren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von flourhaltigen Polymeren

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/18Monomers containing fluorine

Description

  • "Verfahren zur Herstellung von fluorhaltizen Polymere" Es ist, wie aus der einschlägigen Literatur hervorgeht, allerorts üblich, die Polymerisation von Fluorolefinen radikalisch zu starten. Bei hbheren Temperaturen kann die Polymerisation beispielsweise durch die beim Zerfall von Peroxyde, Persulfaten, Perphosphaten, Percarbonaten oder organischen Persäuren und Azoverbindungen entstehenden Radikale in Gang gebracht werden (US-Patentschriften 2 230 654, 2 393 967, 2 534 058, 2 513 312, 2 471 959, 2 510 783).
  • Ebenfalls bekannt st es, bei tieferen Temperaturen die zum Polymerisationsstart erforderlichen Radiale mit Hilfe spezieller Redox-Systeme zu erzeugen (US-Patentschrift 2 393 967).
  • Ein solches, viel benutzles Redox-System ist beispielsweise eine Kombination von Alkalipersulfat mit Alkalihydrogensulfit.
  • Je nach Polymerisationsneigung der einzelnen in Betracht gezogenen Olefine ist es dauber hinaus-sei es, um überhaupt den ersten Polymerisationsschritt zu erzwingen, sei es, um das Angebot an Monomeren innerhalb der Flotte so gro# zu halten, daß wirtschaftlich günstige Raumzeitausbeuten erzielt werden Kennen-in den meisten Fällen noch zusätzlich erforderlich und in der Praxis auch Ublich, die Monomerenkonzentration in der-meist wä#rigen Flotte - durch Vorgabe eines hohen Druckes erheblich heraufzusetzen. Eine weitere Verkürzung der Polymerisationszeiten kann durch Anhebung der Polymerisationstemperatur erreicht werden.
  • Zur Verwirklichung dieser Ma#nahmen muß jedoch ein erheblicher Mehraufwand an Apparatur-, Bau-und Materialkosten in Kauf genommen werden. Weitere, nicht unerhebliche Kosten verureachen die verschärften Sicherheitsvorkehrungen, wie sie fUr das Arbeiten bei höheren Drtcken vorgeschrieben aind.
  • Unter Druck ablaufende Polymerisationsprozesse sind dauber hinaus in den seltensten Fällen kontinuierlich su betreiben und daher wirtschaftlich ungünstig. Au#erdem bewegt man sich unter solchen Polymerisationsbedingungen - speziell im Palle des Tetrafluoräthylens - innerhalb des möglichen Zerfallbereiohs (C2F4# CF4 + C) und mu# ständig mit plötzlichen explosive Zerset$ungen rechnen, was wiederum zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen erforderlich madt.
  • Ähnliche Überlegungen gelten auch fUr die bekanntagewordenen Veriahren und Möglichkeiten zur @Herstellung von Mischpolymerieaten fluorhaltiger Olefine untereinander.
  • So werden für gewöhnlich-um nur die bekanntesten Fluorolefine zu nennen-der Literatur sufolge Tetrafluoräthylen bei oa. 10 bis 30 atü und swlsehen 30 und 100°C (US-Patentschriften 2 534 058, 2 612 484, 2 816 082), Vinylfluorid bei 30 bis 100 atU und 80 bis 100°C (US-Patantschriften 2 510 783, 2 810 702), Vinylidenfluorid bei 30 bis 70 atü und 100 bis 150°C polymerisiert. FUr Copolymerisate zwischen Tetrafluor-Ithylon und Vinylfluorid werden Drücke von 140 bis 200 atü . und Tesperaturen von 30 bis 100°C und zwischen Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen solche von 40 bis 50 atü und Temperaturen von 90 bie 125üC (US-Patentschrift 3 132 124) vorgesohlagen. Ähnliches gilt für Copolymerisate von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen (US-Patentschrift 2 933 481 ; Es ist berner bekannt, die Polymerisation durch energiereiche Strahlung zu initiieren (Kunststoffrundschau, 14, 98 (1967) : Daikin Kogyo, japanische Patentanseldung 16 194/66 ; minet. for Ind. Development, jap. Patactanmeldung 6 508/67) was jedoch bei verhältnismäßig kleinem W4rkungsgrad verfahrene-und sicherheitsmäßig einen gro8en Aufwand erfordert, so daß diese Methode noch keinen Eingang in die Praxis finden konnte. Eine Reihe anderer Verfahren verwenden teils schwer zugängliche, teils luft-und feuchtigkeitsempfindliche oder gar entzündliche Katalysatoren, wie Xenonfluoride, Sauerstoffluoride, Cer-, Mangan-, Chrom-und Bleifluoride oder Aluminiumalkyle und weichen aus diesem Grunde auf wasserfreie, teure spezielle organische oder anorganische Lösungsmittel aus (US-Patentschriften 2 938 889, 2 985 673 ; deutsche Patente 1 086 895, 1 150 813 ; britische Patentschrift 853 355). Ebenfalls bekannt ist ; Tetrafluoräthylen in der Gasphase an festen sauren Verbindungen des Siliciums, Bors, Aluminiums und Chrome zu polymerisieren, wobei allerdings der gesamte Katalysator im Polymerisat verbleibt, was das erhaltene Produkt fUr viele Einsatzgebiete ungeeignet macht (US-Patentschrift 2 847 391 deutsche Auslegeschriften 1 049 582, 1 256 480).
  • Es schien deshalb erstrebenswert, die Herstellung von Polymerisaten bzw. Copolymerisaten fluorhaltiger Olefine,bei sawohl niederen Drücken, als auch niederen Temperaturen unter Verwendung einfacher Appåraturen und leicht zugänglicher Katalysatoren, dabei aber trotzdem mit hohen Raumzeitausbeuten in w§ßrlger Phase in wirtschaftlicher Weise, d. h. in groBem MaBstab betreiben zu können.
  • Es wurde nun gefunden, da# sich in tberraschender und nicht vorherzusehender Weise hochmolekulare Polymerisate und Copolymerisate von vielen fluorhaltigen Olefinen unter besondere milden Bedingungen und ausgezeichneten Raumzeitauabeuten erzeugen lassen, wenn man die Polymerisation dieser Verbindungen in wKßriger Phase bei pH-Werten <7 in Gegenwart von hochaktiven Katalysatorsystemen aus Salzen einer oder mehrerer Metallsäuren der V.-VII. Nebengruppe des Periodensystems, bzw. der freien SEuren selbst und/oder in Gegenwart von Verbindungen, die unter den Bodingungen der Polymerisation in diese tibergehen kbnnent-wie beispielsweise Manganheptoxyd - durchführt.
  • Zur Polymerisation und Copolymerisation im Sinne der Erfindung geeignete Monomere sind beispielsweise perfluorierte Olefine, vorzugsweise jedoch α-Olefine mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, cyclo-, iso-und n-Perfluorbutylene und analog aufgebaute Verbindungen. Erfindungsgemä können mit Erfolg auch solche Olefine, die neben Fluor noch ein oder mehrere andere Halogenatome im Molekülverband aufweisen, wie beispielsweise Trifluorchloräthylen, 1,1-Dichlor-2,2-Difluoräthylen, l-Chlor-, 2, 2-Difluoräthylen oder hnllche Verbindungen, in gleicher Weise in Polymere UberfUhrt werden. Auch wasserstoffhaltige Fluorolefine, wie beispielsweise Trifluoräthylen, Vinylidenfluorid oder Vinylfluorid-um nur die bekenntesten Vertreter dieser Reihe zu nennen-r k8nnen im Rahmen vorliegenden Verfahrens hoso-und copolymerisiert werden.
  • Katalysatoren im Sinne der Erfindung sind Salse, vorzugsweise wasserlösliche, von MetallsOuren der V. bis VII. Nebengruppenelemente, also beispielsweise Salse der Vanadinaäure, der Chromskuren, wie Alkalichromate und-dichromate, Salse der Molybdän- und wolframsäuren und-besonders vorteilhaftlösliche Salze der verechiedenen Mangansäuren,wieKaliumpermanganat, Ammonium-oder Kaliummanganat, Natriumhypomanganat und Salze der manganigen Striure. Ebenfalls verwendbar sind lösliche Salze der Perrheniumsäure, wie die Alkaliperrhenate, die Salze der Rheniumsäure und solche der Rhenigen Silure.
  • Auch die freien Säuren - sofern sie in wä#rig#saurem Milieu existent sind - können erfindungsgemäß ale Katalysatoren Verwendung finden.
  • Unter Substanzen, die erst unter den Bedingungen der Polys rlnation in die vorgenannten Verbludungen übergehen kdnnen, sind beispielsweise die entsprechenden Säureanhydride, Slurehalogenide und andere leicht hydrolysierbare Verbindungen der erwähnten Elemente au verstehen, wie s. B. Chromtrioxyd, Manganheptoxyd, Rheniumheptoxyd, Vanadinoxychlorid, Chromylchlorid und Chromylfluorid.
  • Der Einsatz der Katalysatoren erfolgt-je nach Eigenart und Hoche der Oxydationsstufe des zentralen komplexen Metallionsteils in Form der berei. ts erwähnten Einzelsubstanzen, teilweise auch in Form einer Kombination zweier oder mehrerer der genannten Metallate, Säuren oder deren Derivate, wobei beide oder alle Komponenten Verbindungen des gleichen Grundelements, jedoch in dessen verschiedenen Oxydationsatufen, oder aber auch Abkömmlinge von Säuren verschiedener Metalle der V. bis VII. Nebengruppe des Periodensystems ebenfalls in unterschiedlichen Oxydationsstufen sein können. Vorteilhaft verwendet man billige und leicht zugängliche Substanzen, wie Kaliumpermanganat, Kaliummanganat, Ammoniumdichromat, Kaliumchromat, also Produkte, die in ausreichender Reinheit im Handel wohlfeil erhältlich sind.
  • Im Hinblick auf die Sauberkeit und auf die guten Eigenschaften der zu erzeugenden Polymerisate empfiehlt es sich, die Katalysatorkonzentration in der Flotte in Mengen von 0, 1 bis 100 ppm, vorzugsweise 2 bis 10 ppm bezogen auf die Menge der wä#rigen Polymerisationsflotte, einzusetzen, im Mittel also 5 mg pro Liter Flotte. Man kann den Katalysator bzw. dXe Katalyoatormischung in einzelnen Portionen zu Beginn der Polymerisation der Flotte zu ! tgen oder auch die Katalyeatorlösung tfber den ganzen Zeitraum des Polymerisationsvorganges verteilt, kontinuierlich zudosieren, wobei bei gröBeren AnsEtzen letztere Methode die vorteilhafte ist.
  • Im Falle einer Suspensionspolymerisation werden der Flotte lediglich noch Aussalz-bzw. Fällmittel zugefügt, die fUr die Ausbildung eines gut körnigen, feinen, rieselfähigen Polymerisates notwendig sind und gleichzeitig den pH-Wert der Flotte auf 7, vorzugsweise auf einen solchen von 4 bfs 5 einregeln.
  • Für diesen Zweck haben sich Salze, wie Ammoniumfluorid, Ammoniumchlorid, AmmoniumBulfat, Ammoniumdihydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, besonders bewEhrt. Die Flotte soll unge-! §hr 1/100 bis 3/100 molar an diesen Verbindungen sein.
  • Die Zufuhr an Monomeren wird solange aufrecht erhalten, bis die Flotte 15 bis 20 % an festem Polymeren enthElt.
  • Für den Fall der Dispersion fügt man dem Wasser die allgemein üblichen Mengen an Dispergier-und Dispergierhilfsmittel, wie Wei#öle, Paraffine, längerkettige perfluorierte Carbonsäuren oder deren Salze zu. Letztere übernimmt dann gleichzeitig die Einstellung des erforderlichen sauren pH-Bereiches.
  • Durch die hohe Aktivität der erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden, sich in der Folge der Versuche als ausgesprochen tieftemperatur-und niederdruckspezifisch verhaltenden Katalysatoren ist es nun möglich, die gleichen Raumzeitausbeuten, die die bisherigen in wä#riger Phase polymerisierenden Systeme unter vergleichbaren Bedingungen erst bei wesentlich hoheren Temperaturen und um vieles hoheren MonomerendrUcken erreichen, schon bei Temperaturen swischen 0 und 50°C, vorzugsweise zwischen 5 und 20°C und bei Normal-oder nur wenig dartberliegendem Monomerendruck zu erhalten.
  • Tetrafluoräthylen wie auch Trifluorchloräthylen polymerlsieren beispielsweise erfindungsgemä# selbst bei 5 bis 10°C schon unter subatmosphärischen Monomerendrücken. In der Praxis wird jedoch die Polymerisation dieser Monomeren gewöhnlich bei Normaldruck oder leicht erhöhtem Druck (0, 5 bis 3 atil) durchgeführt.
  • Einige der beanspruchten Katalyeatoren sind-unter vergleichbaren Bedingungen von Druck, Temperatur, RUhrung und Konzentration aus gesehen-10 bis 20 mal wirksamer ale der Standardkatalysator Persulfat/ Bisulfit.
  • Von Natur aus achwerer zur Polymerisation zu bringende Fluorolefine kdnnen gemlß der vorliegenden Erfindung bei weitgehend reduzierten Drücken und Temperaturen in befriedigenden Raumzeitausbeuten polymerisiert und copolymerisiert werden.
  • Die Vorteile des erfindungsgemä#en Verfahrens, die auch eine kontinuierliche Polymerisation ermöglichen, bedingen eine hohe Wirtschaftlichkeit desselben. Durch die praktisch drucklose Fahrweise kUnnen sowohl in apparativer Hinsicht ale auch bezüglich Sicherheitsvorkehrungen bedeutende Einsparungen erzielt werden. Die Sicherheit selbst wird erhöht, da bei den erfindungsgemä#en Verfahrensbedingungen ein Spontanzerfall des TetrafluorEthylens nicht mehr zu befUrchten ist. Man hat nun auch die Mbglichkeit, dem Polymerisationsvorgang g beizuwohnen, die Reaktion augenscheinlich zu überwachen und die Geräte und Apparate auch wEhrend der Polymerisation, falls erforderlich, zu warten und zu betreuen.
  • Die Polymerisation von Tetrafluoräthylen kann beispielsweise erfindungagemEB im Labormaßstab in einem mit RUhrer, Tropftrichter, Gaseinleitungsrohr versehenen mehrfach-tubulierten Glaskolben vorgenommen werden. FUr den Betriebsmaßstab genügen einfache, emaillierte Riihrkessel oder mit Rührer versehene geeignete Eunststoffbehälter, beispielsweise solche aus Polypropylen ; fUr ein Kontinuum empfiehlt sich die Aufstellung schlanker, hoher Türme aus emailliertem Rohrmaterial oder auch aus Kunststoff-oder kunstatoffausgekleideten Rohren mit durchgehenden Rührwellen. Bei letzterer Auestattung pumpt man am unteren Ende kontinuierlich Flotte und Katalysatorlösung zu und führt an geeigneten Stellen das zu polymerisierende Fluorolefin oder das zu copolymerisierende Gaegemiech ein. Über den oberen Rand des entsprechend hohen Polymerisationsgefä#es wird dann das fertige Polymerisat abgenommen und der Nachbehandlung, wie Wäsche, Mahlung und Trocknung, zugeführt. Einen geringen, dem Ganzen förderlichen Überdruck von ca. 0, 5 bis 1 atü erzeugt automatisch die vorhandene Flüssigkeitssäule der Flotte.
  • Im Gegeneats zu den klteren Resepturen bleiben bei der Durchführung des erfindungsgemä#en Verfahreoadie Polymerisationsgefä#e auffallend frei von Belägen jeglicher Art an Wandung, Brecher oder Rthrer.
  • Die verfahrensgemäß hergestellten Polymerisate zeigen oftmals infolge der besonderen Herstellungsbedingungen Eigenschaften, die fUr gewisse Einsatzgebiete optimal sind und die bisher auf anderen Wegen und durch andere Polymerisationsverfahren nicht erreichbar waren, beispielsweise extreme Porenfreiheit bei SchElfolien, besondere dielektrische Eigenschaften u. s...
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung fluorhaltiger Polymerisate und/oder Mischpolymerisate aus fluorhaltigen Olefinen in wäßriger Phase, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polymerisation in Gegenwart von hochaktiven Katalysator-Systemen aus MetallsEuren der V. bis VII. Nebengruppe des Periodensystems deren Salzen und Derivaten in saurem Medium durchführt.
  • B e i s p i e 1 1 : In einen mehrfach tubulierten 4-Liter Glaskolben, versehen mit einem wirksamen KPG-RUhrer, einem graduierten Tropftrichter mit Druckausgleich, einem Gaseinleitungsrohr und einem Kniestück, das tuber eine Quecsilbertauchung von 15 cm Tiefe (0, 2 atü) mit einer ins Freie gehenden Abgasleitung verbunden ist, und Wasserkühlung gibt man 3 g Ammoniumchlorid und 2500 cem entsalztes Wasser ; in den Tropftrichter füllt man eine Lösung von 40 mg Kaliumpermanganat in 50 ml Wasser. Anschließend leitet man 10 Minuten lang einen leichten Stickstoffstrom unter Rühren durch die Apparatur und läßt zu der Flotte 15 ml Katalysatorldsung zulaufen. Dann schaltet man von Stickstoff auf Tetrafluordthylen um. Die violette Farbe der Lösung schlägt rasch in einen grünen bis braunen Farbton um. Die Temperatur im Kdben betrdgt 18°C. Nach einer Induktionsperiode von 10 bis 12 Minuten zeigen sich die ersten Anzeichen einer Gasaufnahme, und man gibt-rasch noch weitere 15 ml der Katalysatorldsung zu. Daraufhin setzt eine starke Monomerenaufnahme ein ; die klare Lösung trübt sich ein, und Körner eines weiBen Polymerisates beginnen sise abzuscheiden. Der Kolben wird nun durh fließendem nasser gekühlt. Nach einiger Zeit läßt die Gasaufnahme nach, und man gibt langsam, Tropfen fUr Tropfen, die restlichen 20 ml der Katalysatorlösung zu. Die Gasaufnahme steigt sofort wieder stark an. Nach 40 Minuten Laufzeit hat sich bereits eine erhebliche Menge Feststoff im Koben abgeschieden, und die Polymerisation wird durch Umschalten auf Stickstoff abgebrochen. Das Polymerisat wird von der Flotte getrennt, mehrmals nachgewaschen und getrocknet. Es werden 343 g feinkörniges Polytetrafluoräthylen erhalten. Daraus ergibt sich eine Itaumzeitausbeute von ca. 206 g/l x h.
  • B 2 : In ein 15 1 fassendes, innen emailliertes Rührgefäß gibt man 9 1 entsalztes Wasser und 12 g Natriumdihydrogenphosphat und lä#t dann den Impeller-Rührer mit 400 U/M laufen. Um in der Apparatur völlig sauerstoffrei zu sein, preßt man 7 mal reinen Stickstoff von 2, 5 atd Druck auf und entspannt zwischendurch wieder. Zuletzt spUlt man 2 mal auf gleiche Weise mit reinem, monomerem Tetrafluoräthylen.
  • Die Druckhaltung und TemperaturfUhrung sind vollautomatisiert und werden zur Kontrolle mittels Schreiber aufgezeichnet.
  • Unter Aufrechterhaltung eines Monomerendrucka von 2, 5 atü im Rührgefä# dosiert man zunächst 1/3 der Katalysatorlösung aus 40 mg Kaliumpermanganat in 600 ml Wasser über eine Dosierpumpe der Flotte zu. Nach einer Induktionsperiode von 15 Minuten werden die restlichen 2/3 der KaliumpermanganatlUsung zugefügt, wobei eofort eine starke Monomerenaufnahme einsetzt. Nach Absinken des Druckes auf 1, 1 atü führt man 1350 g Tetrafluorathylen über eine MeBblende ein. Der Druck wird wthrend der ganzen Zeit auf 1, 1 atü gehalten, die Temperatur automatisch auf 25°C eingeregelt. Während 55 Minuten Polymerisationszeit werden Aufnahmespitzen von ca.
  • 240 g/l x h erreicht. Nach Aufarbeitung und Trocknung des erhaltenen Polymerisates werden 1300 g Polytetrafluoräthylen mit folgenden Eigenschaften erhalten: Dichte 2,161 g/cm3; Rei#festigkeit 288 kp/cm2; Rei#dehnung 440 %; Transparenz 41,7 %; Thermostabilität 0,05 % (Gewichtsverlust bei 16-stündigem Erhitsen auf 380°C). Die mittlere Raumzeitausbeute beträgt ca.
  • 150 g/l x h.
  • Beispiel 3 : In einer weitgehend automatisierten Polymerisationsanlage wird ein emailliertes Gefäß von 150 Liter Inhalt mit 90 Liter entsalzten Wassers beschickt und darin 132 g Ammonchlorid unter RUhren aufgelost. Die Temperatur-Regelautomatik wird auf eine Kesselinnentemperatur von 14 bis 16°C eingestellt und der Führer auf eine Umdrehungszahl von 173 U/M gebracht.
  • Als Katalysator bereitet man sich inzwischen eine Lösung von 500 mg Kaliumpermanganat in 4 Liter Wasser. Man spUlt die Apparatur-wie in Beispiel 2 beschrieben-durch Aufpressen und Widerentspannen mit reinem Stickstoff sauerstoffrei und wiederholt das Gleiche 2 mal mit Tetrafluoräthylen.
  • Unter 3 atU Monomerendruck gibt man zur Flotte rasch 1 Liter der verdünnten Kaliumpermanganatlösung und beginnt nach ca. 10 Minuten die restlichen 3 Liter PermanganatlUsung in solchem Masse der Flotte zuzuspeisen, da# pro Stunde ca.
  • 1 Liter Mbßung verbraucht wird. Nach 20 Minuten setzt eine ansteigende Gasaufnahme, erkenntlich am Druckabfall im Kessel, ein. Nachdem der Druck innerhalb kurzer Zeit auf 1, 2 auü abgesunken ist, stellt man, um fUr den weiteren Verlauf der Polymerisation diesen Druckwert konstant zu halten, . die Druckregelautomatik ein. Das Monomere wird bis zu einem Feststoffgehalt von ungefähr 25 eingefahren, wozu etwa 130 Minuten bendtigt werden. Anschlie#end wird das GefEB entapannt, entleert und dabei das Polymere liber ein Sieb von der Flotte getrennt. Das auf diese Weise erzeugte Produkt wird mehrmals gewaschen, dann gemahlen und 20 Stunden bei 170°C getrocknet. Erhalten werden 24 kg eines weißen, gut riesel£§higen Produktes mit nachfolgenden Eigenschaften : Dichte 2, 164 g/cm3 ; Reißfestigkeit 260 kg/cm2 ; ReiB-dehnung 580 ; Transparens 40, 8 f ; ThermostabilitEt 0, 05%.
  • Aus den Versuchsdaten errechnet sich eine mittlere Raumzeitausbeute von 118 g/l x h.
  • Beispiel 4 : Analog-Beispiel 2 wurden in das 15 Liter fassende Polymerisationagefäß 9 Liter entsalztes Wasser und 13, 2 g Ammoniumchlorid gegeben und Apparatur und Flotte sauerstoffrei geßpUlt. Die Temperatur wird auf 19°C und die Rührgeschwindigkeit auf 410 U/M eingestellt. Eine Ldsung von 60 mg Kaliumpermanganat in 900 ml Wasser wurde gedrittelt und 2 Drittel davon wurden rasch und in wenigen Minuten Abstand der Flotte im Polymerisationsgefäß zugegeben. Der Gasraum des Polymerisationsgefä#es stand in Verbindung mit einer Stahlflasche, die handelsübliches, jedoch unstabilisiertes Trifluorchloräthylen enthielt. Uber eine MeBblende und mittels einer Waage verfolgte man den Yerbrauch an Monomerem. Eine gute Polymerisationsgeschwindigkeit wurde durch langsames Zudosieren des restlichen letzten Drittels der Permanganat-LBsung aufrechterhalten. Nach 80 Minuten waren ca. 720 g Trifluorchloräthylen aus der Bombe verbraucht und der Versuch wurde beeEdet. Dem Polymerisationsgefä# wurden dann 10 Liter einer milchig-weißen Dispersion von Polytrifluorchloräthylen entnommen. In einem Glasgefäß mit SchnellrUhrer wurde nun durch krkftiges Rühren bei 1000 U/M und durch Zugabe einer verdünnten Aluminiumnitrat-Lasung diese sehr stabile Dispersion gebrochen und das Polymere als sehr feinteiliges Pulver ausgefällt. Der Festatoff wurde nochmals gewaschen und abschließend getrocknet. Bas Polymerisat schmolz im Bereich von 217 bis 220°C und der bei analytischen Bestimmungen gefundene Chlorgehalt des Produktes von 29, 94 % entsprach praktisch dem fUr reines PolytrifluorchlorEthylen sich errechnenden theoretischen Wert von 30, 44 % Beispiel 5 : In ein Verdrängungsgefäß von Liter Inhalt (Sperrflüssigkeit : Wasser) werden 2 Mol (=233 g) gasförmiges Trifluorchloräthylen unter autogenem Druck von 3 atü und 10 Mol (= 1000 g) gasförmiges Tetrafluoräthylen, ebenfalls unter 3 atU Druck stehend, eingefüllt und miteinander vermischt. In der in Beispiel 2 beschriebenen Apparatur werden nun 9 Liter Wasser und 13, 2 g Ammoniumchlorid vorgelegt, die ganze Anlage, wie schon beschrieben, 7 mal mit Stickstoff und 2 mal mit obiger Gasmischung gespUlt. Dann wird die Verbindung zum Yerdrängergefäß geöffnet und das auf 3 atü Druck stehende Gasgemisch dem Kessel aufgegeben. Die vorgegebene Polymerisationstemperatur beträgt 20°C. Der Rührer läuft mit 400 U/M um. Man pumpt 3 mal im Abstand von jeweils 7 Minuten eine Lösung von jeweils 15 mg Kaliumpermanganat in 150 ml Wasser der Polymerisationsflotte zu, wobei die Polymerisation in Gang kommt. Man dosiert dann langsam im Verlaufe einer weiteren Stunde eine Lösung von 15 mg Kaliumpermanganat in 500 ml l Wasser zu. Eine halbe Stunde spEter wird dann der Versuch beendet, der Druck abgelassen und der Kessel entleert. Man erhält ein sehr feines pulveriges weißes Polymerisat, das nach dem Waschen und Trocknen eine Auswaage von 893 g erbringt. Der Chlorgehalt im Produkt beträgt 3, 6 %. Hieraus errechnet sich eine Zusammensetzung fUr das Mischpolymerisat von 11, 8 % Trifluorchloräthylen und 88, 2 % Tetrafluoräthylen. Die Raumzeitausbeute ist 57, 0 g/l x h.
  • Beispiel 6 : In dem wie in Beispiel 5 beschriebenen Verdrängungsgefäß stellt man sich eine aus 82 % Tetrafluoräthylen und 18 % Hexafluorpropylen bestehende Gasmischung her und bewahrt sie unter 3, 8 atü Druck auf. Das PolymerisationageSEB wird mit 9 Liter Wasser und 13, 2 g Ammonchlorid beschickt und in der wie in Beispiel 5 beschriebenen Weise mit Stickstoff gespült. Die Polymerisation der eingangs erwähnten Monomerenmischung wird bei einer Temperatur von 15°C durch Zugabe von 2 mal 15 mg Kaliumpermanganat, die in wenig Wasser gelöst sind, gestartet. Dann dosiert man dem Polymerisationskessel laufend eine Katalysatorlösung, die auf 10 ml Wasser 1 mg Kaliumpermanganat enthält, in der Weise zu, da# ein Verbrauch von ca. 500 ml Lösung/Stunde eingehalten wird. Die Polymerisation kommt rasch in Gang und erreicht bald eine Monomerenaufnahme von 100 bis 150 g/Liter und Stunde. Nach 115 Minuten ist der Monomerenabnahme im Verdrängergefäß zufolge mit einem Feststoffgehalt in der Flotte von 18 bis 20 % su rechnen. Der Versuch wird abgebrochen, der Druck in der Apparatur entspannt, die Flotte abgelassen und das Polymerisat über ein Sieb abgetrennt. Anschließend wird dasselbe mit schwach Natriumbisulfit-haltigem Wasser gewaschen, naB gemahlen und dann bei 150 bis 170°C getrocknet. Die Ausbeute an Polymerisat betrug 1860 g, woraus sich eine mittlere Raumzeitausbeute von 97 g/l x h ergibt.
  • Die infrarotepektroekopische Untersuchung einer Polymerisatprobe zeigt deutlich auegeprägte, fUr das Vorhandensein von CF3-Gruppen charakteristische Bandenlinien. Bestgtigt wird dieses Ergebnis durch die gegenEber Polytetrafluorkthylen geringere ThermoetabilitEt des Produktes : > 4 % bei 380°C (PolytetrafluorEthylen : 0,05 %).

Claims (2)

  1. P a t e n t a n 8 p r U c h eP 1) Yerfahren zur Herstellung fluorhaltiger Polymerisate und/oder Mischpolymerisate aus fluorhaltigen Olefinen in wißriger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation in Gegenwart von hochaktiven Katalysator-Systemen aus Metallsäuren der V. bis YII. Nebengruppe des Periodensystems, deren Salzen und Derivaten in saurem Medium durchführt.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Kaliumpermanganat verwendet wird.
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