DE1795607B2 - Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen. Ausscheidung aus: 1495022 - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die radikalische Polymerisation von Olefinen die Anwendung von besonders drastischen Druck- und Temperaturbedingungen erfordert. Im Falle des Äthylens arbeiten die sogenann- _a5 ten industriellen Hochdruckverfahren, bei denen mit Hilfe von Sauerstoff polymerisiert wird, mit Drücken in der Größenordnung von 1500 bis 2000 atü und Temperaturen von 200 bis 250° C. Diese drastischen Bedingungen führen zu einer starken Kettenübertragung zwischen Polymerisat und Monomeren, die dann zur Erzielung von verzweigten Polyäthylenen führt, die eine geringe Kristallinität besitzen und infolgedessen eine niedrige Formbeständigkeit, eine geringe Steifigkeit und schlechte sonstige mechanische Eigenschaften aufweisen.

Die Anwendung von freie Radikale bildenden Aktivator.n, die eine geringe Aktivierungsenergie aufweisen, *vas die Durchführung der Polymerisation bei viel niedrigeren Temperaturen erlaubt, führt im wesentlichen zu einer Verminderung der oben genannten Kettenübertragung und zur Erzielung von Polymeren mit einer höheren Dichte, einer höheren Kristallinität und folglich mit mechanischen Eigenschaften, die denen der Produkte, die mit dem traditionellen Hochdruckverfahren erzielt wurden, überlegen sind. Die Anwendung solcher Aktivatortypen kann jedoch einerseits zu einer nicht sehr hohen Polymerisationsausbeute führen, andererseits bei der Polymerisation, die als Lösungs- oder Emulsionspolymerisation verwirklicht werden kann, das Problem der homogenen Wärmeentziehung hervorrufen. (Die Anwendung von Lösungsmitteln zur Erzielung des thermischen Ausgleichs führt außerdem zu einer starken Kettenübertragung zwischen den wachsenden Polymerisatketten und den Molekülen des Lösungsmittels, wodurch im allgemeinen eine Verminderung der Geschwindigkeit der Polymerisation und vor

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55 allem eine starke Verringerung im Molekulargewicht der erzielten Polymerisate verursacht wird, abgesehen von den technischen Schwierigkeiten bei der Abtrennung des Lösungsmittels. Die Anwendung von Emulgiermitteln verursacht weiterhin ihre Einverleibung in ziemlicher Menge in das erzielte Polymerisat, woraus eine Verschlechterung der Eigenschaften des Produktes resultiert.)

Die bekannten Verfahren zur Polymerisation von Äthylen mit Hilfe von Alkylperoxycarbonaten bzw. Alkylperoxydicarbonaten, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser, erfordern entweder zu hohe Drücke und Temperaturen, oder es werden Polymerisate mit unzureichenden Eigenschaften erhalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen durch Polymerisation von Äthylen mit Alkylperoxycarbonaten in Gegenwart von Wasser, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Alkylperoxycarbonat Äthylperoxycarbonat verwendet wird und daß man die Reaktionsmischung in Gegenwart von Benzolsulfinsäure mit Äthylen unter einen Druck von 10 kg/cm² setzt, dann 3 Minuten auf 9O⁰C erhitzt, danach die Temperatur schnell auf 32° C erniedrigt und dann den Druck des Äthylens auf 600 kg/cm² erhöht und weitere 4 Stunden auf diesem Wert hält.

Auf diese Weise ist es möglich, Polyäthylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Linearität bzw. Kristallinität bei niedrigen Drücken herzustellen, als sie bisher bei Hochdruck-Polymerisationsverfahren üblich waren.

Durch das ernndungsqnäe~Verrarrren tier PoIymericaticn mit einem Temperaturprogramm erzielt man eine selektive Beeinflussung der Geschwindigkeit der Bildung von Radikalen durch die Zersetzung des Katalysators der Geschwindigkeit in der Initiierungsphase, d. h. des Zugangs der ersten Monomereinheiten sowie der Geschwindigkeit in der Wachstumsphase der langen Polymeris?.tketten.

Beispiel

In einen Stahlautoklaven werden 150 Teile luftfreies Wasser, 0,4 Teile Äthylperoxycarbonai und 0,02 Teile Benzolsulfinsäure eingebracht. Nach Einpressen von Äthylen bis zu einem Druck von 10 ke/cm² wird 3 Minuten auf 90° C erhitzt. Dann wird die Temperatur schnell auf 32° C gebracht und der Druck des Äthylens auf 600 kg/cm² erhöht und weitere 4 Stunden bei diesem Wert gehalten.

Man erhält so 34 Teile Polyäthylen in feinster Pulverform, das die folgenden Eigenschaften aufweist:

Schmelzindex 0,7

Dichte 0.950

Farbe sehr weiß

Asche keine

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen durch Polymerisation von Äthylen mit Alkylperoxycarbonaten in Gegenwart von Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß ais Alkylperoxycarbonat Äihylperoxycarbonat verwendet wird und daß man die Reaktionsmischung in Gegenwart von Benzolsulfinsäure mit Äthylen ic unter einen Druck von 10 kg/cm² setzt, dann 3 Minuten auf 90° C erhitzt, danach die Temperatur schnell auf 32° C erniedrigt und dann den Druck des Äthylens auf 600 kg/cm² erhöht und weitere 4 Stunden auf diesem Wert hält. , _t