DE1770140C - Process for polymerizing cyclic organosilicon compounds - Google Patents
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Description
in der jedes R ein Wasserstoffatom, einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest oder einen einwertigen Halogenkohlenwasserstoffrest bedeutet und m einen Wert von 3 oder 4 hat, oderin which each R is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon radical or a monovalent halohydrocarbon radical and m has a value of 3 or 4, or
(b) der allgemeinen Formel(b) the general formula
R2' Si — CH2 — CH2 — Si R't ,R 2 'Si - CH 2 - CH 2 - Si R' t ,
I ο !I ο!
in der jedes R einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest, einen einwertigen HalogenkohlenwasserstofTrest oder einen niedermolekularen Alkoxyrest darstellt,in which each R is a monovalent hydrocarbon radical, a monovalent halogenated hydrocarbon radical or a low molecular weight alkoxy radical represents
in Gegenwart eines basischen Katalysators und eines polaren organischen Lösungsmittels bei einer Temperatur bis 160° C1 das dadurch gekennzeichnet ist daß man die Polymerisation vor Erreichen des Gleichgewichts bei einer Stufe abbricht, bei der das Verhältnis für das polymere Produkt Mw: Mn weniger als 1,6 beträgt. (Mw und Mn entsprechen der im vorangehenden Absatz gegebenen Definition.)in the presence of a basic catalyst and a polar organic solvent at a temperature of up to 160 ° C 1, which is characterized in that the polymerization is terminated before equilibrium is reached at a stage in which the ratio for the polymeric product Mw: Mn is less than 1, 6 is. (Mw and Mn correspond to the definition given in the previous paragraph.)
Die Mn-Werte können osmometrisch und die Mw-Werte durch Messung der Lichtstreuung bestimmt werden. Das Verhältnis Mw: Mn kann auch durch Gel-Permeations-Chromatographie ermittelt werden. Derartige Methoden sind z. B. beschrieben in »Principles of Polymer Chemistry«, P. J Flory (!>)53), Kapitel 7, und »Waters Associates Manual«.The Mn values can be determined osmometrically and the Mw values by measuring the light scattering. The ratio Mw: Mn can also be determined by gel permeation chromatography. Such methods are z. B. described in "Principles of Polymer Chemistry", P. J Flory (!>) 53), Chapter 7, and "Waters Associates Manual".
Es können cyclische Trisiloxane und cyclische kirasiloxane gemäß der Lehre der vorliegenden Eri; ihing polymerisiert werden, um so zu Organosile.\anpolymerisaten zu gelangen, die eine enge MoIe- !,.;!^gewichtsverteilung aufweisen. Im allgemeinen :■ < es jedoch möglich, ein kleineres Mw: A/;t-Veri . iinis mit den cyclischen Trisiloxanen zu erreichen, i,,\i daher ist die Anwendung solcher Materialien fr-imalerweise von besonderem Vorteil.There can be cyclic trisiloxanes and cyclic kirasiloxanes according to the teaching of the present Eri; ihing can be polymerized in order to arrive at organosils. In general: ■ <but it is possible to use a smaller Mw : A /; t-Veri. To achieve iinis with the cyclic trisiloxanes, i ,, \ i therefore the use of such materials is often of particular advantage.
ϊ ür das erfindungsgemäße Verfahren sind auch ί·, cyclischen Silarylensiloxane brauchbar, die zu ■ -»anosiliciumpolymerisaten polymerisierbar sind, in > idicn die Siliciumatome über Äthyknreste und '.'·, iicrstolTatome aneinander gebunden sind.For the process according to the invention it is also possible to use cyclic silarylene siloxanes which can be polymerized to form anosilicon polymers in which the silicon atoms are bonded to one another via ethyne residues and "iicrstol" atoms.
η der allgemeinen Formel, unter welche die in ί■':■.!ge kommenden cyclischen Ausgangsmaterialien , is.immengefaßt sind, kann jedes R irgendeinen ein-■ i-rtigen KohlenwasserstofTrest, z. B. Alkyl wie VtMhyl, Äthyl, Propyl, Nonyl und Octadecyl, ferner ,'■ kenyl wie Vinyl, Allyl und Butenyl, und Aryl wie i'k-nyl, ToIyI und Xylyl bedeuten. Jedes R kann daneben auch ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen halogenierten Kohlenwassersloffrest darstellen, ■/.. B. Chlormethyl, Bromphenyl und Trifluorpropyl! Der Rest R' in dem cyclischen Siläthylensiloxan kann dieselben organischen Reste bedeuten, wie sie für R angegeben sind, und kann darüber hinaus auch AIkoxygruppen mit I bis 6 Kohlenstoffatomen darstellen.η of the general formula under which the cyclic starting materials coming in ί n ': n. B. alkyl such as VtMhyl, ethyl, propyl, nonyl and octadecyl, also, '■ kenyl such as vinyl, allyl and butenyl, and aryl such as i'k-nyl, ToIyI and xylyl mean. Each R can also represent a hydrogen atom or a monovalent halogenated hydrocarbon radical, ■ / .. B. chloromethyl, bromophenyl and trifluoropropyl! The radical R 'in the cyclic silethylene siloxane can mean the same organic radicals as are given for R, and can also represent alkoxy groups with 1 to 6 carbon atoms.
Organosiliciumpolymerisate und -mischpolymerisate, die einwertige Kohlenwasserstoffreste oder Halogenkohlenwasserstoffreste enthalten, vor allem Methyl-, Vinyl-, Phenyl- und Trifluorpropylresle, sind für gewöhnlich von erheblicher technischer Bedeutung, und die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt in Frage kommenden cyclischen Organosiliciummaterialien sind diejenigen, die derartige Reste enthalten. Die cyclische Organosiliciumverbindung ist vorzugsweise das Cyclotrisüoxan. Gewünschtenfalls können Gemische von cyclischen Organosiliciumverbindungen verwendet werden, um so zu mischpolymeren Siloxanen zu gelangen, und gewünschtenfalls kann R auch mehr als eine Bedeutung in irgendeinem bestimmten cyclischen Material haben.Organosilicon polymers and copolymers, the monovalent hydrocarbon radicals or Contain halogenated hydrocarbon residues, especially methyl, vinyl, phenyl and trifluoropropyl residues, are usually of considerable technical importance, and those for the purposes of the present Invention preferred cyclic organosilicon materials in question are those having such Contains leftovers. The cyclic organosilicon compound is preferably the cyclotrisoxane. If so desired Mixtures of cyclic organosilicon compounds can be used to make so to arrive at copolymeric siloxanes, and if desired, R can also have more than one meaning in any particular cyclic material.
Zu den für die Zwecke der vorliegenden Erfindung brauchbaren cyclischen Siloxanen gehören daher Hexamethylcyclotrisiloxan, Methylphcnylcyclotrisiloxan, Mcthyl-(trilluorpropyl)-cyclotrisiloxan und Gemische derselben. Gcwiinschtenfalls kann zusammen mit dem cyclischen Organosiliciummaterial auch eine Verbindung eingearbeitet werden, die als Quelle für das polymere Produkt endständig verschließende Einheiten dient, beispielsweise Hexamethyldisiloxan.The cyclic siloxanes useful for the purposes of the present invention therefore include Hexamethylcyclotrisiloxane, methylphynylcyclotrisiloxane, methyl- (trilluorpropyl) -cyclotrisiloxane and Mixtures of the same. If desired, it can also be used together with the cyclic organosilicon material a compound may be incorporated which acts as a source of the terminal polymeric product Units is used, for example hexamethyldisiloxane.
Als basischer Katalysator kann irgendeiner dienen! der dafür bekannt ist, daß er die Polymerisation von cyclischen Siloxanen katalytisch zu beschleunigen vermag. Solche Katalysatoren können durch das Symbol AB zusammengefaßt werden, wobei A z. B. ein Alkalimetallatom, einen i|uaternären Ammoniumrest oder einen quaternären Phosphoniunirest bedeutet und B beispielsweise einen Mydroxyrest, einen Alkoxyrest, einen Alkylrest, einen Alkenylrest, einen Arylrest oder einen Silanolatrest darstellt, /.. B. den Rest der Formel OSiX.. oderAnyone can serve as the basic catalyst! which is known to be able to catalytically accelerate the polymerization of cyclic siloxanes. Such catalysts can be summarized by the symbol AB, where A z. B. denotes an alkali metal atom, an i | uaternary ammonium radical or a quaternary phosphonium radical and B represents, for example, a hydroxy radical, an alkoxy radical, an alkyl radical, an alkenyl radical, an aryl radical or a silanolate radical, / .. B. the radical of the formula OSiX .. or
[ OSiX2 ]„ O ,[OSiX 2 ] "O,
worin jedes X eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe bedeutet und ρ eine ganze Zahl darstellt.wherein each X represents an alkyl group or an aryl group and ρ represents an integer.
Spezifische Beispiele von erirndungsgernäÜ brauchbaren Katalysatoren sind daher Kaliumhydroxyd, Natriumphenolat, Kalium-Trimethylsilanolut, Tetramethylammonium-Silanolate, Benzyhrimelhykirsimonium-SilanoIat, //-Hydroxyäthyltrimethylammunium-Siloxanolat, Tetramethylammoniumbutylat, Tetraäthylammoniumhydroxyd, Tetramethylphosphoniuin-Silanolate, Butyllithium und Vinyllilhium. Die Alkyl-, Alkenyl- oder Aryllithiumverbindungen, vor allem Lithiumbutyl, werden normalerweise bevorzugt ver wendet, weil sie eine bessere Steuerung des Polymerisationsprozesses gestatten, als es für gewöhnlich mit den aktiveren Silanolatverbindungen möglich ist.Specific examples of useful tools Catalysts are therefore potassium hydroxide, sodium phenolate, potassium trimethylsilanolut, tetramethylammonium silanolate, Benzyhrimelhykirsimonium SilanoIat, // - Hydroxyäthyltrimethylammunium-Siloxanolat, Tetramethylammonium butylate, tetraethylammonium hydroxide, tetramethylphosphoniuin silanolates, Butyl lithium and vinyl lithium. The alkyl, alkenyl or aryllithium compounds, especially Lithium butyl, are normally preferred because they give better control of the polymerization process than is usually possible with the more active silanolate compounds.
In der für die Katalysatoren angegebenen allgemeinen Formel AB kann das Anion B einwertig, zweiwertig oder mehrwertig sein. Daher gehören zu den brauchbaren basischen Katalysatoren beispielsweise auch die Dilithiumsalze der Disiloxanole.In the general given for the catalysts Formula AB, the anion B can be monovalent, bivalent or polyvalent. Therefore belong to The basic catalysts which can be used also include, for example, the dilithium salts of disiloxanols.
Der basische Katalysator kann in solchen Mengen verwendet werden, wie sie üblicherweise bei der be kannten Polymerisation von cyclischen Organosiliciumverbindungen zur Anwendung gelangen. Die tatsächlich verwendete Menge hängt in jedem Einzelfall von der Natur des Katalysators ab In der Regel sind jedoch Kalalysatormengen von 0,01 bis 5 Gc wichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des cyclischen Materials, ausreichend, obwohl selbstverständlich auch Mengen außerhalb dieses Großenordnungsbereiches gewünschtenfalls angewendet werden können. The basic catalyst can be used in such amounts as are usually used in the be known polymerization of cyclic organosilicon compounds are used. the the amount actually used depends in each individual case on the nature of the catalyst. As a rule However, Kalalysatorverbindungen are from 0.01 to 5 percent by weight, based on the weight of the cyclic Material, sufficient, although of course also quantities outside this range can be applied if desired.
Die Polymerisationsreaktion wird dadurch zum Anspringen gebracht, daß man das cyclische Siloxan bzw. das Gemisch der cyclischen Siloxane und den basischen Katalysator bei der gewünschten Tempera tür in Kontakt bringt. Die Polymerisation kann zweckmäßig bei Temperaturen zwischen 0 '.mti 40 ' C durchgeführt werden. Es können jedoch auch Temperaluren von . 20 ' C oder darunter angewendet werden, wobei die Minimaltemperatur hauptsächlich vom Gefrierpunkt irgendeiner der Komponenten des Reaktionsgemisches bestimmt wird. Mit zunehmender Temperatur tritt, wie gefunden wurde, eine Ausweitung der Molekulargewichtsverteiluiig in dem Produkt ein, und daher ist es empfehlenswert, das erfindungsgemäße Verfahren bei Temperaturen unterhalb etwa 160° C durchzuführen.The polymerization reaction is started by adding the cyclic siloxane or the mixture of the cyclic siloxanes and the basic catalyst at the desired temperature door brings in contact. The polymerization can expediently take place at temperatures between 0 ° and 40 ° C. be performed. However, temperatures of. 20'C or below applied the minimum temperature being mainly from the freezing point of any of the components of the Reaction mixture is determined. As the temperature rises, it has been found to expand the molecular weight distribution in the Product a, and therefore it is recommended that the inventive method at temperatures below about 160 ° C.
Das erfiridungsgemiiße Verfahren wird in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wie Toluol oder Xylol, durchgeführt, welches die gründliche und schnelle Dispergierung des Katalysators unteisliit/t. In den Fällen, in denen der Katalysator die Bildung von Alkalikationen verursacht, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, polare Lösungsmittel /11The process according to the invention is carried out in the presence an organic solvent, such as toluene or xylene, carried out, which the thorough and rapid dispersion of the catalyst unteisliit / t. In those cases in which the catalyst causes the formation of alkali cations, it has proven to be special Proven to be beneficial, polar solvents / 11
verwenden, die eine starke Solvalisierung der genannten Kationen und die Existenz der aktiven Silanolatzentren als freie Ionen ermöglichen.use, the strong solvalization of said cations and the existence of the active ones Enable silanolate centers as free ions.
Ferner kann in gewissen Fällen ein niedrigeres Mir: Mn-Verhältnis erzielt werden, wenn ein Überschuß an einem löslichen Salz des Kations mit einem polaren Lösungsmittel verwendet wird, um die Bildung von freien Ionen zu unterdrücken und zu gewährleisten, daß die Polymerisation nur aus freien lonenpaaren erfolgt.Furthermore, in certain cases a lower Mir: Mn ratio can be achieved if there is an excess on a soluble salt of the cation with a polar solvent is used to facilitate the formation to suppress free ions and to ensure that the polymerization only from free ion pairs takes place.
Beispiele von geeigneten polaren Lösungsmitteln, die zur Anwendung kommen können, sind Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid, Hexamethylphosphorotriamid, TetramethylharnstofT, Tetrahydrofuran, Dimethoxyäthan und Acetonitril. Dimethylsulfoxyd und Hcxamethylphosphorotriamid stellen die bevorzugten polaren Lösungsmittel dar, wtJin der Katalysator zur Bildung von Kalium (KH )-Ionen Anlaß gibt. Tetrahydrofuran, Dimethylsulfoxyd und Dimethoxyäthan sind hingegen dann bevorzugt, wenn das Kation aus Lithium (Li1) besteht.Examples of suitable polar solvents which can be used are dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, hexamethylphosphorotriamide, tetramethylurea, tetrahydrofuran, dimethoxyethane and acetonitrile. Dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphorotriamide are the preferred polar solvents in which the catalyst gives rise to the formation of potassium (K H ) ions. Tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide and dimethoxyethane, however, are preferred when the cation consists of lithium (Li 1 ).
Das Mw: M/i-Verhältnis in dem Polymerisationsprodukt hängt in einem erheblichen Ausmaß von dem Grad ab, bis zu dem man die Polymerisation fortschreiten läßt. Um Mw : M/i-Verhältnisse von unter 1,6 zu verwirklichen, ist es erforderlich, die Polymerisation abzubrechen, ehe der Gleichgewichtszustand erreicht ist und bevor die Reaktion, welche die Neuverteilung der Siloxanbindungen in dem Polymerisat umfaßt und eine Ausweitung der Molekulargewichtsverteilung des Polymerisationsproduktes verursacht, ein merkliches Ausmaß angenommen hat.The Mw: M / i ratio in the polymerization product depends to a considerable extent on this The degree to which the polymerization is allowed to proceed. To Mw: M / i ratios of below To achieve 1.6, it is necessary to stop the polymerization before the equilibrium state is reached and before the reaction, which redistributes the siloxane bonds in the polymer comprises and causes an expansion of the molecular weight distribution of the polymerization product, has reached a noticeable extent.
Die gewünschte Polymerisationsdauer hängt z. B. von der Natur des Katalysators, dem Lösungsmittel und vom Typ des zur Anwendung kommenden cyclischen Siloxans ab und schwankt von Sekunden bis zu Stunden.The desired polymerization time depends e.g. B. on the nature of the catalyst, the solvent and on the type of cyclic siloxane used and varies from seconds to to hours.
In den meisten Fällen hat es sich zur Erzielung von Mir: M/7-Verhältnisscn von unter etwa 1,2 als notwendig erwiesen, den Polymerisationsprozeß bei der Stufe abzubrechen, bei der 50 Gewichtsprozent oder weniger des cyclischen Ausgangsmaterials in das polymere Produkt umgewandelt worden sind.In most cases it has proven to achieve Mir: M / 7 ratios below about 1.2 proved necessary to stop the polymerization process at the stage at which 50 percent by weight or less of the cyclic starting material has been converted to the polymeric product.
Die Beendigung des Polymerisatiorsprozcsses kann durch Neutralisation des Katalysators mit einer schwach sauren Verbindung erreicht werden, und eine bekannte Methode besteht in dem Zusatz von festem Kohlendioxyd zum Polymerisationsgemisch. Die Abtrennung des gewünschten Polymerisats vom Lösungsmittel und von dem im Reaktionsprodukt verbliebenen nicht umgesetzten cyclischen Ausgangsmaterial kann mittels jeder zweckmäßigen oder bekannten Arbeilstechnik erfolgen, z. B. durch Ausfällung mit erforderlichenfalls anschließender Gefriertrocknung, oder vorteilhafter durch Destillation, die gewünschtenfalls unter vermindertem Druck durchgeführt werden kann.The completion of the Polymerisatiorsprozcsses can can be achieved by neutralizing the catalyst with a weakly acidic compound, and one known method is to add solid carbon dioxide to the polymerization mixture. The separation of the desired polymer from the solvent and from the unreacted cyclic polymer remaining in the reaction product Starting material can be obtained by any convenient or known working technique, e.g. B. by Precipitation with, if necessary, subsequent freeze-drying, or more advantageously by distillation, which can, if desired, be carried out under reduced pressure.
Mit Hilfe des eiTmdimgsjK'mäßcn Verfahrens hat es sich als möglich erwiesen, durch einen einhüllen Polymcrisiitionspro/.cß Oiganosiliciumpolymerisate hcrzuslellen, in denen die Molekulargewichlsvcrleilimp mindestens so eng ist wie diejenige, die man bei Anwendung bekannter Methoden ausschließlich durch Naihschaltung der umständlichen Fraklioniervcrfahren erreicht.With the help of the eiTmdimgsjK'ischemcn procedure it has been shown to be possible by an enveloping Polymcrisiitionspro / .cß Oiganosiliconpolymerisate in which the molecular weights are linked is at least as narrow as that which one can only get through using known methods Closing the cumbersome fractionation process achieved.
Das Verfahren isl brauchbar zur lleislellung von OrgauosiliciiiinpolN im lisaliu, die von lui llu-liläliigcn Flüssigkeiten mit Molekulargewichten von etwa Kl(K) bis zu nicht fließfähigen, toluollöslichen Gummen mit Molekulargewichten von 2-10° oder mehr reichen können.The method is useful for elucidating OrgauosiliciiiinpolN im lisaliu, those of lui llu-liläliigcn Liquids with molecular weights from about Kl (K) to non-flowable, toluene-soluble gums with molecular weights of 2-10 ° or more.
Die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Polymerisate können für alle diejenigen Gebrauchszwecke verwendet werden, für die man die bekannten linearen Siloxan- oder Siläthylensiloxanpolymerisate gemeinhin benutzt. So können sie beispielsweise entweder für sich allein oder inThe polymers prepared according to the process of the present invention can be used for all those Purposes can be used for which the known linear siloxane or silethylene siloxane polymers commonly used. For example, they can be used either on their own or in
ίο Gemeinschaft mit anderen Siloxanen, Lösungsmitteln oder anderen Ingredienzien in Massen zur Beschichtung von Papier und Textilien oder — mit Füllstoffen und Vulkanisiermitteln kombiniert— zur Herstellung von Organopolysiloxankautschuken oder bei der BiI-dung von Schmierfetten und Verbindungen verwendet werden. Die Polymerisate haben Fließeigenschaften, die sich dem Verhalten von Newtonschen Flüssigkeiten nähern, und sie sind daher besonders als hydraulische Flüssigkeiten und Dämpfungsmedien technisch brauchbar.ίο community with other siloxanes, solvents or other ingredients in bulk for coating paper and textiles or - with fillers and vulcanizing agents combined - for manufacture of organopolysiloxane rubbers or in the formation of lubricating greases and compounds will. The polymers have flow properties that are similar to the behavior of Newtonian liquids approach, and they are therefore particularly useful as hydraulic fluids and damping media technically useful.
Die folgenden Beispiele, in denen der Ausdruck »Me« den Methylrest bedeutet, sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples, in which the term "Me" means the methyl radical, are intended to encompass the invention explain in more detail.
Hexamethylcyclotrisiloxan (14,0 g) wurde in etwa 30 ml Toluol gelöst und die Lösung dann mit weiterem Toluol auf ein Gesamtvolumen von 50 ml aufgefüllt. Zu der Lösung wurde dann 1 ml einer Ka-Hexamethylcyclotrisiloxane (14.0 g) was dissolved in about 30 ml of toluene, and then the solution with more Toluene made up to a total volume of 50 ml. 1 ml of a ca-
liumsilanolat-Katalysatorlösung zugegeben, die durch 24stündiges rückfließendes Erhitzen eines Gemisches aus cyclischen gemischten Dimethylsiloxanen (148 g), Kaliumhydroxyd (28 g) und Toluol (200 ml) und Abziehen des freigesetzten Wassers mittels eines Deanund-Stark-Wasserabscheidcrs hergestellt worden war. Das mit dem Katalysator versetzte Gemisch wurde dann in ein gläsernes Dilatometer von einem Fassungsvermögen von 40 ml gefüllt, welches dann verschlossen und in ein auf 200C gehaltenes Wasserbad gestellt wuide. Nach 50 Minuten »iatte sich der Inhalt des Dilatometer um 0,061 ml zusammengezogen, was einer 10°/nigen Umwandlung des cyclischen SiI-oxans in das Polysiloxan entsprach. Der Inhalt des Dilatometer wurde danach mit festem CO2 versetzt, das Gemisch filtriert und das polymere Siloxan durch Fällung mit überschüssigem Methanol und anschließende Gefriertrocknung isoliert.Added lium silanolate catalyst solution, which had been prepared by refluxing a mixture of cyclic mixed dimethylsiloxanes (148 g), potassium hydroxide (28 g) and toluene (200 ml) for 24 hours and stripping off the released water using a Dean and Stark separator. The offset with the catalyst mixture was then filled in a glass dilatometer ml of a capacity of 40, which is then sealed and placed in a bath maintained at 20 0 C water bath Wuide. After 50 minutes the contents of the dilatometer contracted by 0.061 ml, which corresponded to a 10% conversion of the cyclic silicon oxane into the polysiloxane. Solid CO 2 was then added to the contents of the dilatometer, the mixture was filtered and the polymeric siloxane was isolated by precipitation with excess methanol and subsequent freeze-drying.
Der Gewichtsdurchschnitt des Molekulargewichts betrug 76 500, wohingegen der Zahlendurchschnitt des Molekulargewichts sich auf 59 300 belief, was ein Mii': Mu-Verhältnis von 1,29 ergab.The weight average molecular weight was 76,500 while the number average the molecular weight was 59,300 giving a Mii ': Mu ratio of 1.29.
Hexamethylcyclotrisiloxan (14 g) wurde in etwa 30 ml Toluol gelöst und das Gemisch dann mit weiterem Toluol auf ein Gesamtvolumen von 50 ml aufgefüllt und über Calciumhydrid über Nacht getrocknet. Zu dieser Lösung wurde dann direkt 0,05 g KOSiMe., gegeben. Das Silanolat löste sich schnell, und das Gemisch wurde dann in ein Dilatometer umgefüllt, welches verschlossen und in ein auf 20° C gehaltenes Wasserbad gestellt wurde. Der Üüatometerinhall zog sich nach 28 Minuten um 0,064 ml zusammen, was einer ungefähr 10n/nigen Umwandhing des cyclischen Ausgangsmaterials zum polymeren Siloxan entsprach. Der Katalysator wurde dann diiii'h Zusatz, von festem (X)., neutralisiert, das Gemisch filtriert und das polymere Siloxan isoliertHexamethylcyclotrisiloxane (14 g) was dissolved in about 30 ml of toluene and the mixture was then made up to a total volume of 50 ml with more toluene and dried over calcium hydride overnight. 0.05 g KOSiMe. Was then added directly to this solution. The silanolate dissolved rapidly and the mixture was then transferred to a dilatometer, which was sealed and placed in a water bath kept at 20 ° C. The Üüatometerinhall pulled After 28 minutes, 0.064 ml together, which corresponded to a approximately 10 n / Nigen Umwandhing of the cyclic starting material to the polymeric siloxane. The catalyst was then neutralized by adding solid (X), the mixture was filtered and the polymeric siloxane was isolated
durch Ausfällung mit überschüssigem Methanol und anschließende Gefriertrocknung. by precipitation with excess methanol and subsequent freeze-drying.
Der Mtv-Wert wurde zu 24 610 und der M/j-Wert zu 19 160 bestimmt, was ein Wir : Mu-Vcrhältnis von 1,28 ergab.The Mtv value was determined to be 24,610 and the M / j value to be 19,160, which is a We: Mu ratio of 1.28 resulted.
50 ml einer Lösung von Octamethylcyclotetrasiloxan (14 g) in Toluol wurde über Calciumhydrid getrocknet. Zu der filtrierten Lösung wurde 1 ml einer Lösung von 0,607 g KOSiMc., in 50 ml Dimelhylsulfoxyd gegeben. Diese Mischung wurde dazu benutzt, um ein gläsernes Dilatometer zu füllen, welches danach verschlossen und in ein auf 20' C eingeregeltes Wasserbad gestellt wurde. Die mit den Lösungen durchgeführten Behandlungen wurden im Inneren einer Trockenkammer vorgenommen. Die Dilatomclerinhaltc hatten sich nach Ablauf von 5 Stunden um 0,055 ml zusammengezogen, und die Umsetzung wurde danach durch Zusatz von festem CO., abgebrochen. Das Polymerisat wurde wie in den vorangehenden Beispielen isoliert.50 ml of a solution of octamethylcyclotetrasiloxane (14 g) in toluene was dried over calcium hydride. 1 ml of a solution of 0.607 g KOSiMc., In 50 ml dimethyl sulfoxide was added to the filtered solution given. This mixture was used to fill a glass dilatometer, which then closed and placed in a water bath regulated to 20 ° C. The ones with the Treatments carried out in solutions were carried out inside a drying chamber. the Dilatomclerinhaltc had contracted after 5 hours by 0.055 ml, and the The reaction was then terminated by adding solid CO. The polymer was as in previous examples isolated.
Der Mw-Wert betrug 66 000 und der M/j-Wert 46 200, was ein Mit·: M/j-Vcrhältnis von 1,43 ergab.The Mw was 66,000 and the M / j was 46,200, resulting in an A: M / j ratio of 1.43.
Zu 50 ml einer getrockneten Lösung von Hcxamethylcyclotrisiloxan (das wie im Beispiel 2 hergestellt worden war) wurden 0,05 ml einer Lösung von KOSiMc., in Dimelhylsulloxyd (0,607 g KOSiMc., in 25 ml Dimcthylsulfoxyd) gegeben. Das Gemisch wurde in ein Dilatometer gefüllt, welches danach verschlossen und in ein auf 20° C gehaltenes Wasserbad gestellt wurde. Nach 34 Minuten hatte sich der Dilatometcrinhalt um 0,059 ml zusammengezogen, und die Polymerisation wurde dann durch Zugabe von festem Kohlendioxyd abgebrochen. Das Polymerisat wurde in der in dem vorangehenden Beispiel beschriebenen Weise isoliertTo 50 ml of a dried solution of Hxamethylcyclotrisiloxan (which had been prepared as in Example 2) 0.05 ml of a solution of KOSiMc., in dimethyl sulfide (0.607 g KOSiMc., in 25 ml of dimethyl sulfoxide). The mixture was filled into a dilatometer, which was then closed and placed in a water bath kept at 20 ° C. After 34 minutes the Dilatometcrine content contracted by 0.059 ml, and the polymerization was then stopped by adding solid carbon dioxide. The polymer was isolated in the manner described in the previous example
Die Mtv- und M/i-Wcrte bclicfcn sich bei dem polymeren Produkt auf 49 600 bzw. 34 500, was einem Mtr : Wn-Verhältnis von 1,44 entsprach.The Mtv and M / i values for the polymeric product are 49,600 and 34,500, respectively, which corresponded to an Mtr : Wn ratio of 1.44.
Zu 50 ml einer getrockneten Lösung von Hexamcthylcyclotrisüoxan in Toluol wurden 0,05 ml einer Katalysatorlösung gegeben, die aus 0,219 g KOSiMe., und 2,4129 g KJ, gelöst in 10 ml Dimethylsulfoxyd, bestand. Mit diesem Gemisch wurde ein Dilatometer gefüllt, das dann in ein auf 20r C gehaltenes Wasserbad gestellt wurde. Nach 41 2 Stunden hatte sich das Gemisch um 0,064 ml zusammengezogen, und die Reaktion wurde durch Zugabe \on festem Kohlendioxyd abgehrochen und das Polymerisat in der in den vorangehenden Beispielen beschriebenen Weise isoliert.To 50 ml of a dried solution of hexamethylcyclotrisoxane in toluene was added 0.05 ml of a catalyst solution consisting of 0.219 g KOSiMe., And 2.4129 g KI, dissolved in 10 ml dimethyl sulfoxide. A dilatometer was filled with this mixture, which was then placed in a water bath kept at 20 ° C. After 4 1 2 hours, the mixture had contracted to 0.064 ml, and the reaction was abgehrochen by adding \ on solid carbon dioxide and the polymer is isolated as described in the previous examples manner.
Die gemessenen JUw- und M/j-Wertc betrugen 26 350 bzw. 21 560, was einem 717m : M/7-Verhaitnis von 1,22 entsprach.The measured JUw and M / j values were 26,350 and 21,560, respectively, which corresponded to a 717m: M / 7 ratio of 1.22 .
Zu 100 ml einer Lösung von Hexamcthylcydotrisiloxan (40 g) in Tetrahydrofuran wurden 0,005 ml einer Lösung von 12,8 g n-Butyllithium in 100 ml η-Hexan bei 20 C gegeben. Man ließ die Polymerisationsrcaktion 280 Minuten bei 20 C ablaufen, und nach dieser Zeit wurde sie durch /.ugabe von festem Kohicndioxyd abgebrochen. 0.005 ml of a solution of 12.8 g of n-butyllithium in 100 ml of η-hexane were added at 20 ° C. to 100 ml of a solution of hexamethylcydotrisiloxane (40 g) in tetrahydrofuran. The polymerization reaction was allowed to proceed for 280 minutes at 20 ° C., after which time it was terminated by adding solid carbon dioxide.
Das Reaktionsprodukl enthielt 28 Gewichtsprozent eines Polydimethylsiloxans vom Molekulargewicht 147 000 und einem Mir: Mn-Verhiiltnis von 1,05.The reaction product contained 28 weight percent of a polydimethylsiloxane of molecular weight 147,000 and a Mir: Mn ratio of 1.05.
20 ml einer Lösung von 40 g Hcxamethylcyelotrisiloxan, gelöst in 60 g Toluol, wurden 24 Stunden über Calciumhydrid getrocknet, dann filtriert und in einem Ölbad auf 100"C erhitzt. Danach wurden 0,02 ml einer Lösung von 0,15 g Tctramethylanimoniumsilanolat in 25 ml Dimcthylsulfoxyd zugegeben und die Polymerisation nach 5 Minuten abgebrochen. Am Ende dieser Zeitspanne waren 40("n des Hcxamcthylcyclotrisiloxans in ein Polydimethylsiloxan umgewandelt worden, dessen Zahlendurchschnitt des Molekulargewichts 100 000 betrug und dessen Mit·: M/i-Vcrhällnis kleiner als 1,4 war.20 ml of a solution of 40 g of hexamethylcyelotrisiloxane, dissolved in 60 g of toluene, were dried over calcium hydride for 24 hours, then filtered and heated to 100 ° C. in an oil bath been ml Dimcthylsulfoxyd added and the polymerization was stopped after 5 minutes at the end of this period were 40 ( "n of Hcxamcthylcyclotrisiloxans in a polydimethylsiloxane converted whose number average was of molecular weight 100,000 and its with ·:. M / i-Vcrhällnis less than 1.4 was.
Eine 4()"/«ige Lösung von Hexamethylcyclolrisiloxan in Toluol wurde mehrere Tage über einem Molekularsieb Typ 4 A (Linde) getrocknet. 20 mlA 4 () "solution of hexamethylcyclolrisiloxane in toluene was dried for several days over a molecular sieve type 4 A (Linde). 20 ml
»5 dieser Lösung wurden in einen 50-ml-Kolben gegeben und dann mit 0,02 ml einer Lösung von 0,15 g Tetramethylammoniumsilanolat in 25 ml Dimethylsulfoxyd versetzt, wobei die Umfiillung unter wasserfreien Bedingungen in einer mit Handschuhen zu bedienenden Schutzkammer durchgeführt wurde. Man ließ die Polymerisation 2 Minuten bei 25" C ablaufen und brach sie dann ab. Wie gefunden wurde, waren 70"/« des Hexamethylcyclotrisiloxans in ein Polydimethylsiloxan umgewandelt worden.»5 of this solution were placed in a 50 ml flask and then with 0.02 ml of a 0.15 g solution Tetramethylammonium silanolate in 25 ml of dimethyl sulfoxide are added, the filling under anhydrous Conditions in a protective chamber that can be operated with gloves. The polymerization was allowed to proceed for 2 minutes at 25 ° C. and then stopped. As found was 70 "/" of the hexamethylcyclotrisiloxane converted into a polydimethylsiloxane.
dessen Molekulargewicht 2 800 000 und dessen Mm· : M/7-VcrhäItnis weniger als 1 : 1 betrugen.Its molecular weight was 2,800,000 and its Mm: M / 7 ratio was less than 1: 1.
Eine 4O°/oige Lösung von Melhyl-(trilluorpropyl)-cyclotrisiloxan in Tetrahydrofuran wurde 24 Stunden über einem Molekularsieb Typ 4 A (Linde) getrocknet. Zu 20 ml dieser Lösung wurden 0,02 ml einer Lösung von 12,8 g n-Butyllithium in 100 ml n-Hexan bei 20° C zugesetzt. Man ließ die Polymerisation 40 Minuten lang fortschreiten, und hiernach hatten sich 30°/n des cyclischen Siloxans in ein Polymerisat umgewandelt, das ein Mw : Mn-Vcrhältnis von weniger als 1,4 aufwies.A 40% solution of methyl (trilluoropropyl) cyclotrisiloxane in tetrahydrofuran was dried over a molecular sieve type 4 A (Linde) for 24 hours. 0.02 ml of a solution of 12.8 g of n-butyllithium in 100 ml of n-hexane were added to 20 ml of this solution added at 20 ° C. The polymerization was allowed to proceed for 40 minutes and thereafter 30% of the cyclic siloxane is converted into a polymer which has an Mw: Mn ratio of less than 1.4.
Zu 25 ml einer Lösung von Hcxamethylcyclotrisiloxan (10 g) in Tetrahydrofuran wurden 0,04 ml einer 2 η-Lösung von Lithiumvinyl in Tetrahydrofuran gegeben. Die Polymerisation des cyclischen Siloxans setzte dann ein, und man ließ sie 90 Minuten lang fortschreiten, nach welcher Zeit festes Koh lendioxyd zugegeben wurde, um die Reaktion zu beenden. Die Reaktionsproduktanalyse mit Hilfe der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie ergab, daß es aus 34 Gewichtsprozent eines Polydimethylsiloxans bestand, während der Rest aus Tetrahydrofuran und nicht umgesetztem cyclischen Siloxan bestand. nine weitere Analyse des Produktes mit Hilfe der GcI- durchdringungs-Chromatographie ergab, daß das Polydimethylsiloxan ein Molekulargewicht "SSn von 38 000 und ein Mw: Mn-Vcrhältnis von 1,21 aufwies. To 25 ml of a solution of Hxamethylcyclotrisiloxan (10 g) in tetrahydrofuran was added 0.04 ml of a 2 η solution of lithium vinyl in tetrahydrofuran. Polymerization of the cyclic siloxane then began and was allowed to proceed for 90 minutes, after which time solid carbon dioxide was added to terminate the reaction. Analysis of the reaction product by gas-liquid chromatography indicated that it consisted of 34 weight percent of a polydimethylsiloxane with the remainder consisting of tetrahydrofuran and unreacted cyclic siloxane. Further analysis of the product using GcI permeation chromatography indicated that the polydimethylsiloxane had a molecular weight SSn of 38,000 and an Mw: Mn ratio of 1.21.
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lischen Siloxans setzte ein, man ließ sie 15 Minuten lang ablaufen und beendete sie dann durch Zusatz von festem Kohlendioxyd.A small siloxane set in and was left for 15 minutes long expire and then ended by adding solid carbon dioxide.
Die Analyse des Reaktionsproduktes ergab, daß in 5 diesem 38 % eines Polymethylvinylsiloxans vorhanden waren, das ein Molekulargewicht Mn von 18 000 und einen Mw: Mn-Wert von 1,35 aufwies.Analysis of the reaction product revealed that 38% of a polymethylvinylsiloxane was present therein, which had a molecular weight Mn of 18,000 and an Mw: Mn value of 1.35.
ίο Man gibt 300 μΐ einer 2,3molaren Lösung von n-Butyllithium zu 100 ml einer Lösung, die 40 g 2,2,5,5-Tetramethyl-l-oxa-2,5-disiIacyclopentan der Formelίο One gives 300 μΐ of a 2.3 molar solution of n-Butyllithium to 100 ml of a solution containing 40 g of 2,2,5,5-tetramethyl-1-oxa-2,5-disiIacyclopentan der formula
CH2 CH2 CH 2 CH 2
40 ml einer (),3molaren Lösung des Di-Iithiumsalzes des Tetramethyldisiloxan-l,3-diols wurden zu 2 Liter einer Lösung von Hexamethylcyclotrisiloxan (800 g) in Tetrahydrofuran gegeben. Man ließ die Reaktion 115 Minuten lang fortschreiten, und sie wurde dann durch Zusatz von festem Kohlendioxyd abgebrochen.40 ml of a (), 3 molar solution of the lithium salt of the tetramethyldisiloxane-1,3-diol were added to 2 liters of a solution of hexamethylcyclotrisiloxane (800 g) placed in tetrahydrofuran. The reaction was allowed to proceed for 115 minutes and they was then stopped by adding solid carbon dioxide.
Durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie und durch Geldurchdringungs-Chromatographie wurde festgestellt, daß das Reaktionsprodukt 35 Gewichtsprozent eines durch Silanolgruppen endständig verschlossenen Polydimethylsiloxans enthielt, das ein Molekulargewicht Mn von 56 000 und ein Mw: Mn-Verhältnir» von 1,26 aufwies.The reaction product was found by gas-liquid chromatography and gel permeation chromatography to contain 35 weight percent of a silanol-capped polydimethylsiloxane having a molecular weight Mn of 56,000 and an Mw: Mn ratio of 1.26.
Beispiel 12 jn rcjnem Tetrahydrofuran enthält (diese Lösung warExample 12 contains j n rc j nem tetrahydrofuran (this solution was
0,10 ml einer 2 η-Lösung von Lilhiumbutyl in zuvor über Linde-Molekularsieb Typ4A getrocknet0.10 ml of a 2 η solution of Lilhiumbutyl in previously dried over Linde molecular sieve type 4A
Tetrahydrofuran wurden zu 100 ml Tetrahydrofuran, ao worden). Man läßt die Polymerisationsreaktion ab-Tetrahydrofuran were added to 100 ml of tetrahydrofuran, ao). The polymerization reaction is allowed to
die 40 g Methylvinylcyclotrisiloxan laufen, bis 43% des Monomeren verbraucht wordenthe 40 g of methyl vinyl cyclotrisiloxane run until 43% of the monomer has been consumed
UCU CU - rucni ι sma<· die Umsetzung wird mit Kohlendioxyd beendet. UCU CU - rucni ι sma < · the reaction is ended with carbon dioxide.
U^n3»_n2 -- v.nsiujaj ^ iso,jerte poIymerisat besitzt ein Jfn = 26,400U ^ n 3 »_n 2 - v.nsiuj a j ^ iso , jerte p oIymerisat has a Jf n = 26,400
enthielten, zugegeben. Die Polymerisation des eye- und ein Verhältnis vonMw:Mn < 1,30.contained, admitted. The polymerization of the eye and a ratio of Mw: Mn <1.30.
Claims (1)
r\ R 2 'Si - CH 2 - CH 2
r \
Im Zusammenhang mit dem eben beschriebenenThere is a dynamic equilibrium between these various forms of active siliconolite / center, and the polymerization of the cyclic organosiloxane proceeds at rates that are different for each type of center. The formation of the active silanolate center can take place in situ following the addition of the basic catalyst to the cyclic siloxane, or it can have been preformed, e.g. B. by reacting an alkali metal with a triorganosilanol.
In connection with the one just described
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB06350/67A GB1217335A (en) | 1967-04-10 | 1967-04-10 | Polymerisation of siloxanes |
GB1635067 | 1967-04-10 |
Publications (3)
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---|---|
DE1770140A1 DE1770140A1 (en) | 1970-07-30 |
DE1770140B2 DE1770140B2 (en) | 1972-08-31 |
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Family
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