DE1941541C3 - Verfahren zur Herstellung von Copolymeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von CopolymerenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Copolymeren verschiedener Monomerentypen
durch Polymerisation in zwei aufeinanderfolgenden Stufen, wobei in einer ersten Stufe ein oder mehrere
Monomere in Gegenwart eines anionischen Katalysatorsystems, das aus metallorganischen Verbindungen
von Metallen der I., II. und/oder III. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und Verbindungen eines
oder mehrerer Übergangsmetalle der Gruppen IV bis VIII des Periodensystems, ausgenommen Fe2O3, besteht,
polymerisiert werden und in einer zweiten Stufe auf dem erhaltenen, nicht desaktivierten Polymeren die
radikalische Polymerisation von einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart
von Sauerstoff, Hydroperoxiden, Peroxiden, Persalzen, Persäuren oder Perestern durchgeführt wird.
Gemäß einem bekannten zweistufigen Verfahren wird zunächst die Polymerisation eines Monomeren,
insbesondere eines Olefins, oder eines Diolefins in bekannter Weise in Gegenwart eines anionischen
Katalysatorsystems durchgeführt, das eine metallorganische Verbindung eines Metalls der Gruppe I, II oder
III des Periodensystems der Elemente und eine Verbindung eines Übergangsmetalls enthält. Anschließend
setzt man dem so erhaltenen Polymeren, ohne das katalytische System zu entaktivieren, ein radikalisch
polymerisierbares Monomeres und einen radikalischen Katalysator, insbesondere Sauerstoff oder ein Peroxyd
zu und führt die Polymerisation dieses zweiten Monomerentyps durch. Solche Verfahren sind in der
US-Patentschrift 32 77 210 für den speziellen Fall der
Polymerisation von Äthylen und Vinylacetat und für andere Monomere in der französischen Patentschrift
15 31 409 und dem Bericht von J. L. Jezl, N. S. Chu und E.
M. Khelghatian »Anionic free radical polymers of alpha
olefins« beschrieben, der dem Kongreß (155th. A.CS. National Meeting — Industrial and Engineering
Chemistry), San Franzisko vom 31. März bis 5. April 1968, vorgelegt wurde.
Bei Anwendung der bekannten Verfahrensweise s
unter den üblichen Bedingungen stellt man einerseits fest, daß nur eine ziemlich beschränkte Anzahl
radikalisch polymerisierbarer Mcnomerer verwendet werden kann und daß es in diesem Fall zur Bildung einer
merklichen Menge des Copolymeren zwingend erforderlich ist, das radikalisch polymerisierbare Monomere
dem in der ersten Stufe erhaltenen lebenden Polymeren vor der Zugabe des radikalischen Initiators zuzusetzen
und daß andererseits der Anteil des radikalisch polymerisierbaren Monomeren in dem gebildeten
Copolymeren gering ist So gelingt es lediglich, 1 bis 2 Gew.-% Polyvinylacetalsequenzen in einem Polyäthylenblock
und einige Prozent eines Polymeren des Aciyl-
oder Metuacryltyps in einem Propylenblock zu erzeugen. Nach diesem Stand der Technik scheint es kaum
möglich zu sein, die Menge der Poiyoiefinsequenzen anders zu regeln, als durch die Polymerisationstemperatur
und/oder gegebenenfalls die Zusammensetzung und die Konzentration des katalytischen Systems. Die
technisch sehr günstige Methode, die darin besteht, das Molekulargewicht des Polymeren während der anionischen
Polymerisation durch Verlängern oder Abkürzen der Dauer dieser Polymerisation zu regeln, wäre bei den
bekannten Verfahren sehr schwierig anzuwenden, weil das Molekulargewicht in Gegenwart der verwendeten
Katalysatoren rasch stationär wird.
Es waren bereits einstufige Polymerisationsverfahren für Vinylmonomere bzw. Olefinkohlenwasserstoffe
bekannt, die mit Hilfe von metallorganischen Katalysatoren durchgeführt wurden.
So betrifft die DE-AS 11 75 4J7 ein Verfahren zur
Herstellung von Vinylpolymeren in Gegenwart von Katalysatoren aus Verbindungen von Metallen der IV
bis VI. Nebengruppe und einer oder mehreren metallorganischen Verbindungen von Metallen der I. bis
III. Gruppe des Periodensystems, denen eine weitere Verbindung eines Metalls der II. Gruppe des Periodensystems
zugesetzt wurde.
In der US-PS 28 40 551 wird die Polymerisation von Olefinkohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Katalysators
beschrieben, der durch Vermischen einer Borverbindung mit einem Salz eines mehrwertigen
Metalls der Gruppen IV, V, VI und VIII des Periodensystems gebildet wurde.
In all diesen Fällen wird jedoch eine einstufige Polymerisation des Olefinkohlenwasserstoffes durchgeführt,
so daß diesem Verfahren und den dort angewendeten Katalysatorkomponenten kein Hinweis
auf geeignete Zusätze für die Erhöhung der Copolymerisationsrate in der zweiten Stufe eines zweistufigen
Polymerisationsverfahrens zu entnehmen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zugänglich zu machen, welches die beschriebenen
Nachteile der bekannten zweistufigen Polymerisationsverfahren vermeidet und die Polymerisation
einer Vielfalt von radikalisch polymerisierbaren Monomeren ermöglicht, wobei der Anteil der während der
Phase der radikalischen Polymerisation in das Copolymere eingebauten Monomeren beträchtlich erhöht
werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs gekennzeichneten Art dadurch gelöst, daß man dem
Reaktionsmedium der ersten Stufe eine Verbindung der Formel MYn in einer Menge von 0,1 bis 50 Mol pro Mol
der Verbindung des Übergangsmetalls zusetzt, in der M ein Metall der zweiten Nebengruppe des Periodensystems
der Elemente oder Bor, η die Wertigkeit von M und Y mindestens einen einwertigen Kohlenwasserstoffresl,
ein Wasserstoffatom und/oder ein Halogenatom bedeutet, und als Monomeres in der ersten Stufe
der Copolymerisation ein Monoolefin, Diolefin und/oder eine vinylaromatische Verbindung und als
Monomeres in der zweiten Stufe der Copolymerisation Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol oder
Styrolderivate, Vinylcarbazol, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Vinyläther, Vinylthioäther, Vinylalkohol, Vinylsilane.
Butadien, Monoepoxydiene oder ein Acryl- oder Methacrylmonomeres verwendet
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, statt wie bisher 1 bis 2%, 6% und mehr
Vinylacetat in ein Polyäthylen einzuführen und 40% oder mehr Methylmethacrylat anstelle eines Anteils von
einem oder einigen Prozent einem Polyolefin einzupolymerisieren.
Außerdem gtstattet das erfindungsgemäße Verfahren meist in einfacher Weise die Länge der durch
anionische Katalyse in dem Copolymeren gebildeten Ketten zu regeln. Andererseits kann man gemäß einer
speziellen Ausführungsform der Erfindung ein praktisch von Homopolymeren freies Copolymeres erhaJten.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung eines so hergestellten Olefin-Copolymeren, das
mehr als 8 Gew.-% eines Acryl-, Vinyl- oder Styrolmonomeren enthält, als Bindemittel für Polyolefine
und Acryl-, Vinyl- oder Styrolpolymere.
Erfindungsgemäß führt man in das Copolymerisationsmedium
vor und/oder während der anionischen Polymerisation einen Zusatzstoff der bereits definierten
Formel MYn ein, der aus einer oder mehreren Verbindungen eines Metalls der 2. Nebengruppe des
Periodensystems der Elemente oder einer Borverbindung besteht und gibt, wenn die anionische Polymerisation
den gewünschten Grad erreicht hat, ohne den anionischen Katalysator zu zerstören in beliebiger
Reihenfolge ein oder mehrere mit dem zuerst gebildeten Polymeren zu copolymerisierende Monomere
sowie einen geeigneten radikalischen Katalysator zu und führt die Polymerisation in an sich bekannter Weise
durch.
Der erfindungsgemäß verwendete Zusatzstoff kann durch die Formel MYn dargestellt werden, in der M für
ein Metall der 2. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente oder für Bor steht, π die Wertigkeit des
Elements M und Y ein oder mehrere einwertige Kohlenwasserstoffreste, ein Wasserstoffatom und/oder
ein Halogenatom, insbesondere ein Chloratom bedeutet.
Nach einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dieser in das
Copolymerisationsmedium der anionischen Polymerisationsstufe eingeführte Zusatzstoff aus einem oder
mehreren organischen Verbindungen der genannten Elemente, in welchen dieses Element lediglich an
Kohlenwasserstoffreste gebunden ist. Für die erfindungsgemäßen Zwecke besonders gut geeignet sind
Zink- und Cadmiumverbindungen der Formel MRb, in
der M Zn oder Cd bedeutet und Ra und Rb gleiche oder verschiedene Reste sind und für Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-,
Alkaryl- oder Cycloalkylreste stehen, die bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen. Als Beispiel seien Zinkdiäthyl,
Cadmiumdiäthyl, Zinkdipropyl, Zinkdibutyl, Zink-
diphenyl und ähnliche Verbindungen genannt Verbindungen, wie Halogenide von Zink, Cadmium oder Bor,
insbesondere ZnCb, können ebenfalls verwendet werden.
Jede der beiden Verfahrensstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei einer Temperatur von
-78° C bis 1000C, vorzugsweise 7wischen 0° und 8O0C
durchgeführt werden. Die Temperatur während der zweiten Polymerisationsstufe, d.h. der radikalischen
Phase, kann, in Abhängigkeit von dem speziellen Fall, der Temperatur der ersten anionischen Polymerisation
gleich oder von dieser verschieden sein.
Die in der ersten Stufe des Verfahrens verwendeten anionischen Katalysatoren sind metallorganische Verbindungen
von Metallen der L II. und/oder III. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente unter
Zusatz von Verbindungen eines oder mehrerer Obergangsmetalle der Gruppen IV bis VIII des Periodensystems
— ausgenommen Fe2O3. Gemäß einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält der anionische Katalysator ein organisches Derivat
oder gegebenenfalls ein Hydrid von Lithium, Magnesium, Beryllium oder/und Aluminium zusammen mit einer
Verbindung des Titans oder Vanadins und der oben abgegebene Zusatz ist vorzugsweise eine Organozink-
oder eine Organocadmiumverbindung.
Obwohl der Zusatz erfindungsgemäß bereits zu Beginn der Polymerisation in das Medium der ersten
Polymerisation eingeführt werden kann, wird er vorzugsweise nach und nach im Verlauf dieser
Polymerisation zugesetzt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine gewisse, im wesentlichen kanstante
Konzentration dieses Zusatzes während der gesamten anionischen Polymerisation aufrechtzuerhalten.
Die verwendende Menge dieses Zusatzes hängt u. a. von dem prozentualen Anteil des zweiten Monomeren
ab, der in dem Copolymeren erzielt werden soll. Sie liegt im Bereich von 0,1 bis 50 Mol pro Mol der Verbindung
des Obergangsmetalls.
Die erfi.idungsgemäß verwendeten Mengen des metallorganischen Katalysators und des Übergangsmetalls
entsprechen den bekanntermaßen verwendeten Mengenverhältnissen.
Auch die anderen Merkmale der anionischen Polymerisationsphase, nämlich die Art und die Menge
des Lösungsmittels, die Temperatur, der Druck, die Art des oder der Monomeren entsprechen den bekannten
Verfahren, die beispielsweise in den Patentschriften oder anderen Veröffentlichungen der Professoren
Ziegler und Natta beschrieben sind.
Auch die zweite Polymerisationsphase, die in Gegenwart eines freie Radikale bildenden Katalysators
erfolgt, wird in an sich bekannter Weise durchgeführt. Als Katalysatoren können Sauerstoff, Hydroperoxyde,
wie Cumolhydroperoxyd, Paramenthanhydroperoxyd und ähnliche Verbindungen, Peroxyde, wie Benzoylpervixyd,
Lauroylperoxyd etc.. Persalze, wie Kaliumpersulfat etc.. Persäuren, Perester und ähnliche Verbindungen
verwendet werden.
Zu den wichtigsten Monomeren fur die anionische Polymerisation oder Copolymerisation gehören Olefine
oder Diolefine, wie Äthylen, Propylen, Buten, 4-Methylpenten-1,
Butadien, Isopren, Styrol, Methylstyrol, Chlorstyrol und andere Verbindungen. Erfindungsgemäß
kann man diese Monomeren mit radikalisch polymerisierbaren Monomeren aus der Gruppe der
Vinyl-, Vinyliden-, Acryl-, Methacrylmonomeren copolymerisieren, nämlich mit Vinylacetat, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Alkylacrylaten oder Alkylmethacrylaten,
Natriumacrylat oder -methacrylat, Zinkacrylat
oder -methacrylat, Acrylnitril oder Methacrylnitril, Styrol oder Styrolderivaten, Vinylcarbazol, Vinylpyridin,
Vinylpyrrolidon, Vinylether oder Vinylthioäther, Vinylalkohol, Vinylsilanen. Butadien, Monoepoxydienen
oder Acryl- oder Methacrylmonomeren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das erste, durch anionische Polymerisation
erhaltene Polymere aus seinem Reaktionsmedium abgetrennt, bevor es zur radikalischen Copolymerisation
mit dem zweiten Monomeren in Berührung gebracht wird. Diese Abtrennung kann durch Filtration
oder Zentrifugieren der Suspension dieses Polymeren in dem Lösungsmittel, in dem die anionische Polymerisation
durchgeführt wurde, erfolgen. Auf diese Weise bleibt der lösliche Anteil der in dem anionischen
Polymerisationsmedium vorliegenden Produkte, u. a. die Metallverbindungen und die löslichen Polymeren mit
relativ niedrigem Molekulargewicht, in Lösung und wird so entfernt.
Vorzugsweise wird das erhaltene feste Polymere mit dem gleichen oder einem anderen Lösungsmittel
gewaschen; es wird jedoch keine Entaktivierung des Katalysators vorgenommen.
Zur Durchführung der zweiten Verfahrensstufe kann man das so hergestellte Polymere wieder in einem
frischen inerten Lösungsmittel oder auch in dem zweiten Monomeren selbst suspendieren, worauf der
erhaltenen Dispersion ein geeigneter radikalischer Katalysator zugesetzt wird. Inter »inertem Lösungsmittel«
soll jede Flüssigkeit verslanden werden, die das zuerst erhaltene Polymere nicht entaktiviert und weder
mit diesem, noch mit dem oder den zweiten Monomeren eine chemische Reaktion eingeht. Als derartige
Flüssigkeit kann man einen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Hexan, Heptan, Cyclohexan, Benzol etc.
oder einen halogenierten Kohlenwasserstoff, wie Chlorbenzol, und insbesondere die gleiche Flüssigkeit
verwenden, die während der ersten Polymerisationsstufe als Lösungsmittel eingesetzt wurde.
Wenn man das in der ersten Stufe hergestellte Polymere direkt in dem zweiten Monomeren dispergiert,
kann man durch Zusatz eines radikalbildenen Katalysators eine Copolymerisation in Substanz durchführen,
die zu Produkten führt, die sich von den durch Arbeiten in Lösung erhaltenen Produkten unterscheiden.
Diese Verfahrensweise gestattet es. Copolymere mit einem sehr hohen Gehalt an Segementen des
zweiten Typs, d. h. von Segmenten, die durch radikalische Katalyse entstanden sind, herzustellen.
Es ist hervorzuheben, daß die Ausführungsform der Erfindung, welche die Abtrennung des zuerst erhaltenen
Polymeren vor der Stufe der radikalischen Polymerisation umfaßt, es ermöglicht, ein Copolymeres herzustellen,
das nahezu kein Homopolymeres enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt verschiedene weitere Vorteile. So gestattet es insbesondere, die
Anfärbbarkeit der verschiedensten Polymeren zu verbessern, indem Sequenzen in die Polymerenketle
eingeführt werden, die eine chemische Bindung mit dem Farbstoff eingehen können. So lassen sich erfindungsgemäß
Sequenzen mit funktionellen Gruppen, beispielsweise Amino-, Carboxyl-, Hydroxy- oder anderen
Gruppen einführen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es ermöglicht. Polymere zu bilden, die
mit anderen, unterschiedlichen Polymeren verträglich sind.
. jl
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es außerdem, die Haftfähigkeit von Polymeren auf
verschiedenen Oberflächen zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Copolymeren werden unter anderem als Bindemittel für Gemische aus entsprechenden
Homopolymeren, die miteinander nicht verträglich sind, verwendet, wobei mit diesen Bindemitteln eine
Verträglichkeit bewirkt wird. So tritt im Fall von Copolymeren des Äthylens oder Propylens mit Acryl-,
Vinyl- oder Styrolderivaten diese Bindemitteleigenschaft mit einem Gehalt von 8% der Acryl-, Vinyl- oder
Styrolverbindung, insbesondere mit einem Gehalt von mehr als 15% merklich in Erscheinung. Ausgezeichnete
Ergebnisse werden mit Olefincopolymeren erhalten, die 15 bis 50 Gew.-% eines Methacrylsäure- oder
Acrylsäureesters, Acrylnitril oder Styrol enthalten.
Andere wertvolle Anwendungszwecke der erfindungsgemäß hergestellten Copolymeren sind der
eingangs genannten Literatur zu entnehmen.
Die nachstehenden Beispiele dienen der Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäß
verwendeten Verbindungen, Temperatur- und Druckbedingungen sind jedoch nicht auf diese
Beispiele beschränkt.
25
Vergleichsversuch
In ein 1-Liter-Reaktionsgefäß, das 500 ml trockenes
Heptan enthält, gibt man unter inerter Atmosphäre 1 mMol TiCl3 und 2 mMol Triäthylaluminium Al(C2Hs)3.
In den auf 45°C erwärmten Reaktor führt man Äthylen unter einem Druck von einer Atmosphäre ein, wonach
man die Vorrichtung eine Stunde lang bei 45° C hält, während der Reaktorinhalt mit einer Geschwindigkeit
von 500 UpM gerührt wird.
Danach wird das überschüssige Äthylen mit Hilfe eines Stickstoffstroms vertrieben und eine bestimmte
10
15
20 Menge eines radikalischen Initiators, nämlich Cumolhydroperoxyd
(Beispiele 1 bis 23) und Paramenthanydroperoxyd (Beispiel 24) in den Reaktor eingeführt,
dessen Konzentration in mMol in den Tabellen angegeben ist, in welchen die Ergebnisse der Beispiele 1
bis 24 dargestellt sind.
Dann setzt man dem Autoklaveninhalt das zweite Monomere zu. Der Reaktor wird unter fortwährendem
Rühren 6Stunden lang auf40°Coder entsprechend dem speziellen Fall auf 6O0C erwärmt. Danach wird der
Reaktorinhalt in ein Methanol-HCl-Gemisch gegossen, der so gebildete Niederschlag durch Filtration abgetrennt,
mehrere Male mit einem geeigneten Lösungsmittel gewaschen, um das Homopolymere zu entfernen,
der Rückstand unter Vakuum bei 40 bis 5O0C getrocknet, gewogen und geprüft. Der Anteil des in
Form des Copolymeren an das Polyäthylen gebundenen zweiten Monomeren wird durch Infrarot-Spektralanalysebestimmt.
Beispiele 1 bis 4
Herstellung eines Äthylen-Methylmethacrylat-Co polymeren
Außer der in dem Vergleichsversuch als Katalysator verwendeten Kombination aus 2 mMol Al(C2Hs)3 und
1 mMol TiCI3 setzt man dem Reaktorinhalt 6 bis 12 mMol Zinkdiäthyl Zn(C2Hs)2 zu, führt das Verfahren
sonst jedoch unter den gleichen Bedingungen durch, wobei nur in Beispiel 4 als Lösungsmittel zum Waschen
Aceton verwendet wird. Dann setzt man zunächst Methylmethacrylat und dann Cumolhydroperoxyd zu. In
Tabelle 1 sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengefaßt. Beispiel 2a unterscheidet sich von Beispiel 2
dadurch, daß die Polymerisation des Äthylens in Gegenwart von Wasserstoff durchgeführt wurde, um
das Molekulargewicht des Polymeren zu erniedrigen.
Vergleichs | Beispiel | 6 | 2 | 2a | 3 | 4 | |
versuch | 6 | 12 | 12 | 12 | 12 | ||
1 | 40 | 12 | 12 | 12 | 12 | ||
Zn(C2H^2: mMol | 0 | 40 | 40 | 60 | 40 | ||
Cumolhydroperoxyd: mMol | 12 | 41,4 | |||||
Temperatur während der radikalischen | 40 | 68,2 | 39,3 | 39,9 | 42 | 39,7 | |
Polymerisation: C | 2,4 | 65,7 | 22,7 | 70,6 | 72,2 | ||
Methylmethacrylal: g | 20 | 21 | 5,2 | 5,6 | 4,8 | 4,1 | |
Erhaltenes Copolymeres: g | 65 | 30 | 24,5 | 40,5 | 33,5 | ||
Homopolymeres Methacrylat: g | 1 | ||||||
In dem Copolymeren gebundenes | 0,65 | ||||||
Methacrylat, Gew.-% |
Es ist ersichtlich, daß der mit Äthylen copolymerisierte Anteil an Methylmethacrylat durch Zusatz von
Zinkdiäthyl zu dem anionischen Polymerisationsmedium, d. h. während der ersten Verfahrensstufe, beträchtlich
erhöht wurde. Dieser Anteil wurde gegenüber einer Menge von 0,65% bei dem bekannten Verfahren
(Vergleichsversuch) auf 30,5% gemäß Beispiel 2 erhöht, b5
das unter identischen Bedingungen, jedoch in Gegenwart der Organozinkverbindung durchgeführt wurde.
Der Schmelzindex bei 190° C unter 2 kg beträgt 0,1
bei den Copolymeren der Beispiele 1 bis 4 und 1,1 bei Beispiel 2a. Ein Vergleich der Beispiele 2 und 4 ergibt,
daß die Art des Zusatzes des Monomeren und des Hydroperoxyds das Ergebnis wenig beeinflußt
Das in Beispiel 2 erhaltene Produkt wurde unter einer Argonatmosphäre in Gegenwart von 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
als Antioxydationsmittel in Xylol unter Rückfluß gelöst. Die Lösung in Xylol wurde tropfenweise
unter starkem Rühren mit einer ausreichenden Acetonmenge versetzt. Der erhaltene getrocknete
Niederschlag enthielt noch 30% Methacrylreste, wodurch
nachgewiesen war, daß diese in Form des Copolymeren und nicht als Homopolymeres in dem
Produkt vorlagen.
Ein Copolymeres der Art gemäß Beispiel 1 bis 4, das 26 Gew.-% Methylmethacrylat enthielt, wurde im
sauren Medium der Hydrolyse unterworden und dann nacheinander mit Wasser, wäßrigem Methanol und
schließlich mit Aceton gewaschen. Nach dem Trocknen des Produkts unter Vakuum zeigte die Infrarotanalyse
sowie die Elementaranalyse die Anwesenheit von etwa 23% Methacrylsäureeinheiten an. Dadurch ist nachgewiesen,
daß die Methacrylreste tatsächlich an das Polyäthylen gebunden sind.
10
Beispiele 5 bis 7
Herstellung eines Copolymeren von Äthylen mit
Vinylacetat
Vinylacetat
In dieser Polymerisationsserie wurde in jedem Versuch 25 g Vinylacetat nach der ersten Verfahrensstufe zugesetzt. Es wurde der gleiche Katalysator wie in
den vorhergehenden Beispielen, sowie wechselnde Anteile an Zinkdiäthyl verwendet. Das Waschen des
endgültigen Polymeren wurde durch aufeinanderfolgende Extraktionen mit Aceton und Benzol durchgeführt.
In Beispiel 7 wurde das Cumolhydroperoxyd durch Sauerstoff ersetzt. Die Temperatur der zweiten Stufe
betrug 40° C.
Vergleichs | Beispiel | 4 | 6 | 7 | |
versuch | 12 | 12 | 12 | ||
5 | - | 12 | - | ||
Zn(C2H,)2: mMol | 0 | 69 | - | 12 | |
Cumolhydroperoxyd: mMol | 12 | 1 | 55 | 46 | |
Sauerstoff: mMol | - | 1,2 | 6,7 | 5,6 | |
Erhaltenes Copolymere?: g | 68 | 2,7 | 6,3 | ||
Erhaltenes Homopulymeres: g | 2,8 | ||||
In dem Copolymeren gebundenes | 0,1 | ||||
Vinylacetat, Gew.-% |
Obwohl die Anteile an copolymerisiertem Vinylacetat geringer sind, als die Anteile an Methylmethacrylat in
den vorhergehenden Beispielen, sind sie jedoch gegenüber dem Vergleichsversuch infolge der Anwesenheit
der Organozinkverbindung stark erhöht.
Das Produkt des Beispiels 7 wurde im alkalischen Medium hydrolysiert (NaOH, Butanol, Xylol). Nach
aufeinanderfolgenden Waschen mit Wasser, Methanol und Aceton wurde das Copolymere im Vakuum
getrocknet. Die I.R.-Analyse zeigte, daß sämtliche Acetatreste zu dem Alkohol hydrolysiert wurden und
die Acetatgruppen an das Polyäthylen gebunden bleiben.
Beispiele 8 bis 11
Verwendung eines aus dem Polymerisationsmedium
abgetrennten anionischen Polymeren
abgetrennten anionischen Polymeren
Die Beispiele 8 und 9 wurden in gleicher Weise wie die Beispiele 1 und 2 unter Verwendung von
Methylmethacrylat in Mengenverhältnissen, die dem letzteren entsprachen, durchgeführt In Beispiel 9a
wurde anstelle von Triäthylaluminium (C2Hs)2 AlCl
verwendet
In den Beispielen 10 und Π dagegen wurde das während der ersten Verfahrensstufe in Heptan gebilde-
te und ausgefällte Polyäthylen vor der zweiten Stufe abgetrennt. Zu diesem Zweck wurde die Suspension
dieses Polymeren, die nach einer Stunde bei 45° C unter 1 Atmosphäre Äthylen in Gegenwart von 1 mMol TiCb,
2 mMol Al(C2Hs)3 und 6 bzw. 12 mMol Zn(C2H5)Z
erhalten wurde, in einer inerten Atmosphäre abfiltriert. Das so abgetrennte Polymere wurde mit Heptan
gewaschen und dann in einer frischen Heptanfraktion suspendiert. Dieser von löslichem Katalysator und
löslichen Polymeren freien Suspension wurde Cumolhydroperoxyd und Methylmethacrylat zugesetzt Das
Verfahren wurde dann wie in Beispiel 1 und 2 durchgeführt, das heißt, es wurde 6 Stunden lang bei
40°C polymerisiert und das Copolymere in gleicher Weise gewonnen, gewaschen und getrocknet
In Beispiel 11a wurde TiCU durch 1 mMol TiCbH, das
weniger aktiv ist ersetzt: der Äthylendruck wurde jedoch auf 5 kg/cm2 erhöht um die geringere katalytisehe
Aktivität zu kompensieren.
In allen Fällen wird das schließlich erhaltene Polymere mit Acelon gewaschen.
In Tabelle III sind die Ergebnisse dieser Beispiele
aufgeführt in welchen die erste Stufe, d.h. die Polymerisation des Äthylens in Gegenwart von 6 bis 12
mMol Zinkdiäthyl durchgeführt wurde.
Beispiel 8 |
9 | 12 | 9a | 10 | 11 | 12 | 11a |
ohne Abtrennen des Polyäthylens |
12 | vorheriges Abtrennen des Polyäthylens |
12 | ||||
6 | 523 | 12 | 6 | 56.1 | 12 | ||
6 | 12 | 6 | 12 | ||||
39,3 | 41,1 | 40,1 | 39,2 |
Zn(C2H5),: mMol
Cumolhydroperoxyd: mMol
Methacrylat: g
Cumolhydroperoxyd: mMol
Methacrylat: g
Fortsetzung
8
ohne Abtrennen des Polyäthylens
9a IO 11
vorheriges Abtrennen des Polyäthylens
Erhaltenes Copolyrneres: g 65,2 73 38 70 70,2 83,3
Erhaltenes Methacrylal-Homopolymeres: g 2,2 8 1 0,3 0,4 0,6
In dem Copolymeren gebundenes 21,5 33 23 18,5 25 15 Methacrylat in Gew.-%
Aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß das vorherige Abtrennen des zuerst erhaltenen Polymeren
— in diesem Fall Polyäthylen — zur Herstellung eines Copolymeren führt, dessen Gehalt an Homopolymeren
des zweiten Typs (Polymethacrylat) lediglich 0,3 bis 0,4 beträgt, während er bei einem Verfahren, das direkt
unter Verwendung der bei der anionischen Polymerisation erhaltenen Suspension durchgeführt wurde, 2,2 bis
g beträgt. Andererseits zeigen die Beispiele 9a und a, daß es möglich ist, TiCb und Alkylaluminium durch
andere Titan- oder Aluminiumverbindungen zu erset
zen.
Beispiele 12 bis 14
Herstellung eines Copolymeren aus Äthylen und Dimethylaminoäthylmethacrylat
Herstellung eines Copolymeren aus Äthylen und Dimethylaminoäthylmethacrylat
Diese Polymerisationsserie wird wie in Beispiel 1 mit thylaminomethalmetracrylat. Das zum Extrahieren
ähnlichen Anteilen an Zinkdiäthyl und Hydroperoxyd verwendete Lösungsmittel ist Aceton. In Tabelle IV sind
durchgeführt Man ersetzt jedoch in jedem Versuch das 30 die erzielten Ergebnisse zusammengefaßt,
dort verwendete Methylmethacrylat durch 25 g Dirne-Tabelle IV
Vergleichsversuch Beispiel
12
12
Zn(C2Hs)2: mMol
Cumolhydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
Cumolhydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
In dem Copolymeren gebundenes
Methacrylat, Gew.-%
Methacrylat, Gew.-%
0
12
90
12
90
1,7 6
12
S2
12
S2
4,0
12
12
65
12
65
5,1
Die gemäß Beispiel 12 bis 14 copolymerisierten Anteile an Dimethylaminoäthylmethacrylat sind aufgrund
der Anwesenheit Organozinkverbindung gegenüber dem Vergleichsversuch stark erhöht.
Beispiele 15 und
Einfluß der Art der Zugabe des Monomeren und des Peroxyds bei der;
Polymerisation
Die anionische Polymerisation des Äthylens wurde Tabelle V unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 13
durchgeführt Die Polyäthylensuspension wurde dann filtriert gewaschen und das Polyäthylen unter inerter
Atmosphäre in Heptan suspendiert Der erhaltenen Suspension setzte man 25 g Dimethylaminoäthylmethacrylat
und dann 6 mMol Cumolhydroperoxyd zu und führte die Polymerisation wie in Beispiel 13 durch.
In Beispiel 16 wurde zuerst das Hydroperoxyd und dann das Dimethylaminoäthylmethacrylat zugesetzt. In
beiden Fällen wurde das Copolymere durch wiederholte Extraktionen mit Aceton gewaschen.
Beispiel | 16 | |
15 | 12 | |
Zn(C2H5),: mMol | 12 | 6 |
Hydroperoxyd: mMol | 6 | 35 |
Erhaltenes Copolymeres: g | 33 | 7,2 |
In dem Copolymeren gebundenes Dimethylaminoäthylmethacrylat in Gew.-% |
"?,6 | |
Es kann festgestellt werden, daß die Art und Weise der Einführung des Monomeren und des radikalischen
Initiators keinerlei Einfluß auf die erhaltenen Copoly-
meren hat. Die Anteile an Homopolymeren von Dimethylaniinoäthylmethacrylat sind praktisch gleich
Null.
Beispiele 17 bis
Herstellungeines Äthylen-M^thylmethacrylat-Dimethylaminoäthylmethacrylat-Copolymeren
Die Versuche wurden unter Bedingungen durchgeführt, die denen des Beispiels 13 entsprachen. Lediglich
die verwendeten Mengen der beiden Monomeren,
Methylmethacrylat und Dimethylaminoäthylmelhacrylat wurden verändert. Das zum Waschen verwendete
Lösungsmittel war Aceton.
Heispiel 17 18
19
Zn(C2HO2: mMol
Hydroperoxyd: mMol
Methylmelhacrylat: g
Dimelhylaminoäthylmethacrylat: g
Erhaltenes Copolymeres: g
In dem Copolymeren gebundenes
Methacryl-Copolymeres in Gew.-%
Hydroperoxyd: mMol
Methylmelhacrylat: g
Dimelhylaminoäthylmethacrylat: g
Erhaltenes Copolymeres: g
In dem Copolymeren gebundenes
Methacryl-Copolymeres in Gew.-%
12 | 12 | 12 |
12 | 12 | 12 |
12,5 | 25 | 25 |
12,5 | 25 | 5 |
67 | 78 | 76 |
6 | 12,4 | 25 |
Beispiele 20 und21
Herstellung eines Äthylen-Styrol-Copolymeren
Herstellung eines Äthylen-Styrol-Copolymeren
In dieser Versuchsserie wurde Äthylen während einer Stunde in Gegenwart veränderlicher Anteile an
Zinkdiäthyl und eines aus 1 mMol TiCb und 2 m.Mo! Aluminiumtriäthyl Al(C2Hs^ bestehenden Katalysatorsystems
bei 600C polymerisiert. Das erhaltene Polyäthylen
wurde filtriert, gewaschen und in Heptan suspendiert. Man setzte dann 30 g Styrol und Cumolhydroperoxyd
zu und ließ das Gemisch bei Raumtemperatur während 20 Stunden copolymerisieren. Das endgültig
erhaltene Copolymere wurde durch aufeinanderfolgende Extraktionen mit Benzol und Aceton gewaschen. Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VIl aufgeführt.
Vergieidisversuch Beispiel
20
20
21
Zn(C3H5),: mMol | 0 | 2 | 12 |
Cumolhydroperoxyd: mMol | 12 | 6 | 6 |
Erhaltenes Copolymeres: g | 99 | 50 | 41,2 |
In dem Copolymeren gebundenes | 0 | 6,4 | 13 |
Styrol in Gew.-% |
Es ist ersichtlich, daß die in den Copolymeren gebundene Styrolmenge stark erhöht wird, wenn die
anionische Polymerisation des Äthylens in Gegenwart von Zinlcdiäthyl durchgeführt wird.
Beispiele 22 und23 Copolymeres von Äthylen mit Styrol
Es wurde die gleiche Verfahrensweise wie in den 6 mMol Cumolhydroperoxyd verwendet
Beispielen 20 und 21 angewendet; die Copolymerisation 65 Die abschließenden Extrahierungen erfolgten mit
Beispielen 20 und 21 angewendet; die Copolymerisation 65 Die abschließenden Extrahierungen erfolgten mit
wurde jedoch bei 40 bzw. 600C durchgeführt und der Aceton und Benzol. Die in Tabelle VlIa zusammenge
Einfluß auf den gebundenen Styrolanteil untersucht. faßten Ergebnisse beziehen sich auf die zweite
In allen Fällen wurden 12 mMol Zn(C2Hs)2 und Polymerisation, d. h. die radikalische Copolymerisation.
Beispiel | 22a | 22b | 22 c | 23 | 23a | |
22 | 40 | 40 | 40 | 60 | 60 | |
Temperatur, C | 40 | 4 | 4 | 4 | 2 | 2 |
Dauer der Copolymerisation, Stunden | 4 | 60 | 100 | 150 | 30 | 150 |
Styrol: g | 30 | 70 | 68 | 110 | 73 | 115 |
Erhaltenes Copolymeres: g | 86 | 7,7 | 13 | 20 | 2,6 | 15 |
In dem Copolymeren gebundenes Styrol, % | 3,8 | |||||
15
Herstellung eines Copolymeren aus Äthylen und Vinylchlorid
In diesem Beispiel wurde die Polymerisation des Äthylens wie in Beispiel 1 durchgeführt. Das gebildete
Polyäthylen wurde filtriert, gewaschen und in Heptan suspendiert, in dem vorher 30 g Vinylchlorid gelöst
worden waren.
Der radikalische Initiator, p-Menthanhydroperoxyd, wurde dann zugesetzt. Die radikalische Polymerisation
wurde während 4 Stunden bei 400C durchgeführt. Das erhaltene Copolymere wurde durch mehrfaches Extrahieren
mit Tetrahydrofuran gewaschen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VIII
zusammengefaßt.
Vcr- Beispiel
glcichs-
vcrsucli
Zn(C2IU)2: mMol 0 6
p-Menthanhydroperoxyd: mMol 6 6
Erhaltenes Copolymeres: g 38,5 29,5
Gew.-% Vinylchlorid in dem 0 3,7
Copolymeren
Herstellung eines Äthylen-Styrol-Copolymeren
in Substanz
in Substanz
Es wurden die gleichen Verfahrensbedingungen wie in Beispiel 22 angewendet, mit der Ausnahme, daß die
radikalische Polymerisation ohne Lösungsmittel in Gegenwart vor, 240 g Styrol vorgenommen wurde. Man
erhielt 80 g eines Copolymeren mit 27 Gew.-% gebundenem Styrol.
Beispiele 27 und 28
Herstellung eines Mischpolymeren von
Äthylen mit einem Mischpolymeren aus
Styrol-Methylmethacrylaten
Als erste Stufe wurde die Polymerisation des Äthylens unter den Bedingungen der Beispiele 8 bis 11
durchgeführt. Das erhaltene Polyäthylen wird durch Filtrieren abgetrennt und wie in den genannten
Beispielen gewaschen und in frischem Heptan suspendiert.
In der zweiten Stufe wird der erhaltenen Suspension Cumolhydroperoxyd, Styrol und Methylmethacrylat
zugesetzt und die Polymerisation dann wie vorher bei 400C durchgeführt. Das schließlich erhaltene Copolymere
wird durch mehrere Extraktionen mit Aceton und Chloroform gewaschen.
Die beiden Beispiele sind durch folgende Daten gekennzeichnet:
Der in dem Copolymeren gemäß Beispiel 24 gefundene Anteil an Vinylchlorid ist auf die Gegenwart
der Organozinkverbindung zurückzuführen.
50
Copolymerisation von Polyäthylen mit
Methylmethacrylat in Substanz
Es wurden analoge Verfahrensmaßnahmen wie in Beispiel 11 angewendet mit der Ausnahme, daß ohne
Lösungsmittel und unter Verwendung von 240 g Methylmethacrylat anstelle von 56,1 g gearbeitet wurde.
Die erste Stufe, d. h. die Bildung des Polyäthylens, dauerte nur 30 Minuten anstelle von 60 Minuten wie in
Beispiel 11.
Es wurden 60 g eines Copolymeren erhalten, dessen Gehalt an gebundenem Methacrylat nach dem Extrahieren
mit Aceton und mit Chloroform mehr als 50 Gew.-°/o betrug.
Zn(C2HJ,: mMol
Cumolhydroperoxyd: mMol
Methylmethycrylat: g
Styrol: g
Cumolhydroperoxyd: mMol
Methylmethycrylat: g
Styrol: g
Erhaltenes Produkt: g
Gebundenes Methacrylat: Gew.-%
Gebundenes Styrol: Gew.-%
Extrahiertes Homopolymeres: g
Gebundenes Methacrylat: Gew.-%
Gebundenes Styrol: Gew.-%
Extrahiertes Homopolymeres: g
Polymerisation von Hexylmethacrylatan
Polyäthylen
Polyäthylen
Die erste Verfahrensstufe wird wie in Beispielen 8 bis 11 mit Abtrennen des gebildeten Polyäthylens durchge-
Beispiel | 28 |
27 | 12 |
12 | 12 |
6 | 32 |
20,5 | 10,2 |
22,2 | 62,9 |
41 | 3,6 |
2,7 | 2,2 |
2,8 | 0,6 |
0,4 | |
130 234/15
führt. Nach dem Filtrieren und Waschen wird diesem Polymeren Hexylmethacrylat zugegeben, um die zweite
Stufe durchzuführen. Nach dieser zweiten Stufe wird das erhaltene Polymere mit Aceton und mit Chloroform
gewaschen.
Dieses Beispiel ist durch folgende charakteristische Daten gekennzeichnet:
Zn(C2Hs)2, mMol 12
Cumolhydroperoxyd, mMol 12
Temperatur der zweiten Stufe, 0C 40
Dauer der zweiten Stufe, Std. 4
Dauer der zweiten Stufe, Std. 4
verwendetes Hexylmethacrylat, g 60,9
erhaltenes Copolymeres, g 97,8
% Methacrylat in dem Copolymeren 2,9
% Methacrylat in dem Copolymeren 2,9
In einem Vergleichsversuch, der in allen Punkten identisch war, mit der Ausnahme, daß die erste
Polymerisation ohne Diäthylzink durchgeführt wurde,
enthielt das erhaltene Produkt kein Poly(hexylmethacrylat).
Herstellung eines Äthylen-Vinylcarbazol-Copolymeren
In einer ersten Verfahrensstufe wurde Äthylen während 30 Minuten in Gegenwart von 6 oder 12 mMol
Zinkdiäthyl und eines aus 1 mMol VOCl3 und 3 mMol (C2Hs)2 AlCl bestehenden Katalysatorsystems in Heptan
bei 40°C polymerisiert. Nach dieser ersten Polymerisation wurden in das Reaktionsgemisch 25 g
Vinylcarbazol und Sauerstoff eingeführt und die Copolymerisation bei Raumtemperatur während 16
Stunden durchgeführt. Das erhaltene Produkt wurde mehrfach mit heißem Benzol extrahiert.
Die verwendeten Verfahrensmaßnahmen werden durch folgende Daten charakterisiert:
Vergleicbs- | Beispiel | 30a | |
vcrsuch | 12 | ||
30 | 6 | ||
Zinkdiäthyl: mMol | 0 | 6 | 28 |
Sauerstoff: mMol | 1,5 | 3 | 5,6 |
Ernaltenes Copolymeres: g | 32 | 32 | |
In dem Copolymeren gebundenes | 0,3 | 3,5 | |
Vinylcarbazol: Gew.-% | |||
Herstellung eines Äthylen-Polyacrylnitril-Co polymeren
Dieses Beispiel wurde unter den gleichen allgemeinen Bedingungen wie der vorstehend beschriebene Vergleichsversuch
durchgeführt, mit der Ausnahme, daß in der ersten, anionischen Polymerisationsstufe 1 mMol
TiCl3, 2 mMol Triäthylaluminium und 12 mMol Diäthylzink in 500 ml Heptan verwendet wurden. Die
anionische Polymerisation wurde während einer Stunde bei 45°C unter einem Äthylendruck von 0,5 kg/cm2
durchgeführt.
In einem ersten Versuch wurde das Reaktionsmedium als solches für die zweite Verfahrensstufe verwendet,
während in zwei anderen Versuchen (31a und 31b) diese
zweite, radikalische Polymerisationsstufe mit vorher abgetrenntem Polyäthylen vorgenommen wurde.
Zur Durchführung der zweiten Stufe wurden in jedem Fall 40 g Acrylnitril und 6 oder 12 mMol Cumolhydroperoxyd
zugesetzt, wonach das Reaktionsmedium 6 Stunden lang bei 400C gehalten wurde. Das erhaltene
Copolymere wurde während 48 Stunden durch Mehrfachextraktion mit Dimethylformamid gewaschen. Diese
Versuche sind durch folgende Daten gekennzeichnet:
Vergleich Beispiel
31
31
ohne Abirennen
des Polyäthylens
des Polyäthylens
31a
mit Abtrennen
des Polyäthylens
des Polyäthylens
ZnEt2: mMol
Hydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
Polyacrylnitril (Homopolymeres) g
Hydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
Polyacrylnitril (Homopolymeres) g
In dem Copolymeren gebundenes
Acrylnitril: Gew.-%
Acrylnitril: Gew.-%
0
12
40
12
40
0,3
12
12
59
6,2
8,1
6,2
8,1
12
12
47
1,3
17,8
12
47
1,3
17,8
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die in dem Copolymeren gebundene Menge an Acrylnitril durch
Zusatz von Zinkdiäthyl zu dem Medium der anionischen Polymerisation beträchtlich erhöht wurde. Dieser Anteil
steigt tatsächlich von 0,3% bei dem Vergleichsversuch auf 17,8% bei Versuch 31a an. Außerdem gestattet die
vorherige Abtrennung des zuerst erhaltenen Polymeren, einen beträchtlich verminderten Gehalt an radikalisch
gebildetem Homopolymeren, d. h. an Polyacrylnitril zu erzielen.
Das Copolymere des Beispiels 31a wurde 78 Stunden lang mehreren Extraktionen mit Xylol im Soxhlet
unterworden, um Homopolyäthylen zu entfernen. Es wurde auf diese Weise festgestellt, daß mehr als 70%
der Polyäthylenketten in Form des Copolymeren gebunden waren und nicht extrahiert werden konnten.
Bei einem synthetischen Gemisch aus Polyäthylen mit 17,8% Polyacrylnitril führte die gleiche Extraktion zu
einer vollständigen Trennung der beiden Homopolymeren.
Propylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
Die erste Verfahrensstufe, die aus der Polymerisation des Propylens bestand, wurde in 500 ml Heptan bei
65° C unter einem Propylendruck von 4 kg/cm2 während 30 Minuten durchgeführt. Das katalytische System
enthielt 1 mMol TiCl3 der Qualität »AA« und 2 mMol Triäthylaluminium. Als Zusatz wurden 12 mMol
Diäthylzink verwendet. Ohne Abtrennen des gebildeten Polypropylens wurden dem Reaktionsgemisch 39,5 g
Methylmethacrylat und 12 mMol Cumo'hydroperoxyd zugesetzt Die radikalische Reaktion erfolgte dann
während 4 Stunden bei 40° C. Ein Vergleichsversuch wurde in gleicher Weise durchgeführt, ohne daß jedoch
dem Reaktionsgemisch Diäthylzink zugesetzt wurde.
Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Vergleichsversuch
Gewicht des Copolymeren in g 128,2 92,7
Homopolymethylmethacrylat: g 0,75 2,9
Homopolymethylmethacrylat: g 0,75 2,9
Gebundenes Methacrylat 1 19
in Gew.-%
Beispiel 33
Propylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
Propylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
Die erste Verfahrensstufe wurde wie in Beispiel 32 durchgeführt, das Triäthylaluminium wurde jedoch
durch (C^Hs^AlCl in einer Menge von 4 mMol ersetzt,
das zusammen mit 2 mMol TiCb verwendet wurde. Die anionische Polymerisation dauerte 60 Minuten.
Die radikalische Stufe wurde während 4 Stunden bei
40° C durchgeführt. Das gebildete Copolymere wurde mehrfach mit Aceton extrahiert Dieses Beispiel ist
durch folgende Daten gekennzeichnet:
Zinkdinthyl: mMol
Cumolhydroperoxyd: mMol
Eingesetztes Methylmethacrylat: g
Gewicht des gebildeten Polymeren: g
Gebildetes HomopolymeUiacrylat: g
Gebundenes Methacrylat in %
Cumolhydroperoxyd: mMol
Eingesetztes Methylmethacrylat: g
Gewicht des gebildeten Polymeren: g
Gebildetes HomopolymeUiacrylat: g
Gebundenes Methacrylat in %
Vergleich | Beispiel | 33a |
33 | 12 | |
0 | 12 | 12 |
12 | 6 | 41,9 |
40,3 | 39,5 | 40,7 |
62,2 | 48,7 | 4,6 |
0 | 1,8 | 29 |
0 | 5,2 | |
Beispiel 34
Propylen-Acrylnitril-Copolymeres
Propylen-Acrylnitril-Copolymeres
Die erste, anionische Polymerisationsstufe erfolgte unter einem Propylendruck von 4 kg bei 65°C innerhalb
von 30 Minuten in Gegenwart von 1 mMol TiCl3, 3 mMol Triäthylaluminium und 12 mMol Diäthylzink.
Ohne das gebildete Polypropylen vorher abzutrennen, setzte man dem Reaktionsgemisch 20 g Acrylnitril und
den radikalischen Katalysator zu. Dieser Zusatz wurde in 2 Parallelversuchen auf zwei verschiedene Weisen
durchgeführt:
Gemäß Beispiel 34A setzte man zunächst das Acrylnitril und anschließend das Peroxyd zu, während
gemäß Beispiel 34B die Reihenfolge des Zusatzes umgekehrt wurde. Nach 6stündiger radikalischer
Polymerisation wurde das erhaltene Copolymere mehrfach durch Extraktion mit Dimethylformamid
gewaschen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Vergleich | Beispiel | 34 B | |
34 A | 12 | ||
ZnEt2: mMol | 0 | 12 | 12 |
Cumolhydroperoxyd | 2 | 12 | 40 |
Temperatur: C | 40 | 45 | 60 |
Erhaltenes Polymeres: g | 105 | 55 | 0 |
Homopolyacrylnitiil: g | 0 | 14,2 | 3 |
In dem Copolymeren gebundenes | 0 | 3,1 | |
Acrylnitril: % | |||
Es ist ersichtlich, daß die Reihenfolge des Zusatzes der Agenzien während der zweiten Stufe den
prozentualen Anteil des an Propylen gebundenen Acrylnitrils nicht verändert, jedoch einen beträchtlichen
Einfluß auf die Bildung von Homopolyacrylnitril hat.
Herstellung eines Copolymeren von Propylen mit
einem Copolymeren aus Acrylnitril-Styrol
einem Copolymeren aus Acrylnitril-Styrol
Die erste Stufe wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
Heptan: 300 ml, TiCl3: 1 mMol, Triäthylaluminium:
3mMol, Diäthylzink: 12 mMol, Dauer 10 Minuten bei
65° C unter einem Propylendruck von 4 kg/cm2.
Ein Versuch (35) wurde ohne Abtrennen des gebildeten Poly-Propylens durchgeführt, während in
10
zwei anderen Versuchen {35a und 35b) dieses Polymere abgetrennt und gewaschen wurde, bevor es in der
zweiten Stufe der radikalischen Polymerisation unterworfen wurde. In der zweiten Stufe wurden zunächst
20 g Acrylnitril und anschließend 20 g Styrol sowie schließlich Cumolhydroperoxyd in den später angegebenen
Mengen zugesetzt Die Polymerisation erfolgte 6 Stunden lang bei 45° C Das erhaltene Copolymere
wurde mehrfach mit Dimethylformamid gewaschen. Dieses Beispiel ist durch folgende charakteristische
Daten gekennzeichnet:
ZnEt2: mMol
Hydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
In dem Copolymeren gebundenes
Acrylnitril: %
Gebundenes Styrol: % 0,3
Propylen-Dimethylaminoäthylmethacrylat-Copolymeres
Die erste Stufe wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt: TiCU: 1 mMol, Triäthylaluriinium:
2 mMol, Diäthylzink: 12 mMol, Temperatur 65°C,
Vergleich | Beispiel | 35a | 35b |
35 | 12 | 12 | |
0 | 12 | 12 | 6 |
6 | 12 | 55 | 50 |
50 | 63 | 4,8 | 6,1 |
0,5 | U6 | ||
1,3
3,8
Dauer 10 Minuten, Propylendruck: 4 kg/cm2. Man führt die zweite Stufe ohne Abfillrieren des Polypropylens
durch. Man gibt dann 25 g Dimethylaminoäthylmethacrylat
zu und erhitzt 16 Stunden lang auf 65°C. Das erhaltene Copolymere wird durch Extrahieren mit
Aceton gewaschen. Es werden folgende Ergebnisse erhallen:
Cumolhydroperoxyd: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
Gebundenes Melhacrylat: %
Erhaltenes Copolymeres: g
Gebundenes Melhacrylat: %
Das feste, erhaltene Copolymere wird in 100 ml einer Lösung eines Monosulfonsäure-Farbstoffs, der unter
der Handelsbezeichnung »Bleu Dimacide Lumiere Ns JL« bekannt ist, suspendiert. Man setzt Schwefelsäure
zu, bis ein pH-Wert von 2,5 erhalten wird und rührt die Suspension ÖO Minuten lang bei 100°C. Das Polymere
wird dann aus dem Färbebad entfernt und mit einer 5%igen, wäßrigen Natriumacetatlösung und dann
solange mit Wasser gewaschen, bis das Filtral nicht mehr gefärbt ist. Während das Polymere des Vergleichsversuchs nur sehr leicht gefärbt ist, weisen die
Blockcopolymeren der Beispiele 36a und 36b eine weit intensivere, von blau bis tiefdunkelblau variierende
Färbung auf. Extrahieren dieser Copolymeren mit Aceton und Heptan in der Hitze beeinträchtigte die
Intensität der Färbung nicht, während andererseits bei t>o
einem synthetischen Gemisch aus Polypropylen (PP) und Poly(dimethylaminoäthylmethacrylat) (PDMAE-MA)
das unter den gleichen Bedingungen gefärbt worden war, eine blaue Färbung erzielt wurde, die nach
den Extraktionen mit Aceton und Heptan stark geschwächt wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß die
Poly(dimethylaminoäthylmethacrylat)-Segmente fest an das Polypropylen gebunden bleiben.
Vergleich | Beispiel | 36b |
(ohne ZnEt2) | 36a | 12 |
6 | 6 | 53 |
46 | 30 | 6,7 |
0,5 | 4,3 | |
Beispiel 37 | ||
Äthylen-Propylen-Acrylnitril-Copolymere
Die erste Stufe wurde unter den allgemeinen Bedingungen gemäß Beispiel 1 in 410 ml Heptan bei
2O0C, während einer Dauer von 15 Minuten unter Atmosphärendruck in Gegenwart von 0,36 mMol VCU,
0,9 mMol Tri-n-hexylaluminium, 8 mMol ZnEt2 durchgeführt,
wobei das Verhältnis Propylen zu Äthylen 2 und der Gesamtdurchsatz 1501/std betrug. In der zweiten
Stufe wurden 16 g Acrylnitril zugesetzt und das Gemisch während 3 Stunden bei 40°C polymerisiert. Es
wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Ver | Beispiel | |
gleich | ||
37 | ||
ZnEt2: mMol | 0 | 8 |
Cumolhydroperoxyd: mMol | 6 | 6 |
Erhaltenes Copolymeres: g | 15 | 16 |
Gebundenes Acrylnitril: % | 1 | 10 |
Beispiel 38 Äthylen-Propylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
Die Bedingungen der ersten Stufe sind mit den in Beispiel 37 genannten Bedingungen identisch. In der
zweiten Stufe wurden 40 g Methylmethacrylat während 3 Stunden bei 400C coipolymerisiert. Es wurden folgende
Ergebnisse erzielt:
Ver gleich |
Beispiel 38 |
10 | |
ZnEt2: mMol | 0 | 8 | 15 |
Cumolhydroperoxyd: mMol | 6 | 6 | |
Erhaltenes Copolymeres: g | 15 | 17 | |
In dem Copolymeren gebundenes Methacrylat: Gew.-% |
0,5 | 7 | 20 |
Beispiel 39 |
Äthylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
Das Verfahren wurde in einem 10-Liter-Reaktor aus rostfreiem Stahl durchgeführt. Die erste Stufe wurde in
5 1 Heptan unter einem Äthylendruck von 0,6 kg/cm2 bei 50°C während einer Dauer von 90 Minuten in
Gegenwart von 10 mMol TiCl3, 20 mMol Et3Al und 120
mMol Et2Zn, die zu Beginn zugesetzt wurden,
vorgenommen. Im Verlauf dieser ersten Stufe wurden weitere 180 mMol nach und nach zugeführt. Nach dem
Filtrieren und Waschen des gebildeten Polyäthylens führte man die zweite Stufe 2 Stunden lang bei 60°C
durch. Dabei wurden 41 Heptan, 120 mMol Cumolhydroperoxyd und 406,3 g Methylmethacrylat verwendet.
Man erhielt auf diese Weise 1237 g eines Copol>meren mit einem Gehalt an 22,5% Methacrylat und
Sequenzen von Polyäthylen nach der Extraktion mit Aceton und Chloroform.
45
55
Beispiel 40 Äthylen-Styrol-Copolymeres
Das Verfahren dieses Beispiels wurde in einem 10-Liter-Reaktor aus rostfreiem Stahl durchgeführt Die
Polymerisation der ersten Stufe erfolgte in 5 1 Heptan unter einem Äthylendruck von 0,6 kg/cm2 bei 50° C
während einer Dauer von 90 Minuten in Gegenwart von 10 mMol TiCl3. 20 mMol Et3Al und 180 mMol zu Beginn
Zugesetztem Ei2Zn. während ISO mrvioi Ei2Zn nach und
nach zugesetzt wurden. Nach dem Filtrieren und Waschen des gebildeten Polyäthylens wurde die zweite
Stufe unter Verwendung von 2 1 Heptan, 1388 g Styrol, 120 mMol Cumolhydroperoxyd bei 60° C während 4
Stunden durchgeführt. Das Copolymere, welches 23,5% gebundenes Styrol enthielt wurde in einer Menge von
1050 gerhalten.
Beispiel 41 Verwendung von Zinkdiphenyl als Zusatz
Der Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen b5
wie bei Beispiel 4 durchgeführt mit der Ausnahme, daß als Zusatz Diphenylzink (12 mMol) anstelle von
Diäthylzink verwendet wurde.
60
Erhaltenes Copolymeres 75 g
Methacrylat-Homopolymeres 0 g
in dem Copolymeren gebundenes
in dem Copolymeren gebundenes
Methacrylat, Gew.-% 30
Es ist zu ersehen, daß durch Verwendung von Zinkdiphenyl die Bildung von homopolymerem Methylmethacrylat
vollständig ausgeschaltet wird.
Beispiel 42
Verwendung von Diäthylcadmium als Zusatz
Verwendung von Diäthylcadmium als Zusatz
Die erste Stufe wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
TiCI3:1 mMol,
Triäthylaluminium: 2 mMol,
CdEt2:12 mMol,
Temperatur 45°C,
Dauer 1 Stunde,
Äthylendruck 0,5 kg/cm2,
Heptan 500 ml.
Triäthylaluminium: 2 mMol,
CdEt2:12 mMol,
Temperatur 45°C,
Dauer 1 Stunde,
Äthylendruck 0,5 kg/cm2,
Heptan 500 ml.
Ohne Abtrennen des Polyäthylens wird die zweite Stufe unter Verwendung von 40 g Acrylnitril und 12
mMol Cumolhydroperoxyd während 6 Stunden bei 400C durchgeführt. Es wurden folgende Ergebnisse
erzielt:
Erhaltenes Copolymeres 60 g
Acryinitril-Homopolymeres 5 g
In dem Copolymeren
gebundenes Acrylnitril 7 Gew.-%
Es kann festgestellt werden, daß CdEt2 die gleiche
Wirkung wie ZnEt2 hat.
Propylen-Methylmethacrylat-Copolymeres,
Verwendung von Dipropylzink
Verwendung von Dipropylzink
Als katalytisches System wurde verwendet:
TiCl3-Et ,Al - Dipropylzink (12 mMol).
TiCl3-Et ,Al - Dipropylzink (12 mMol).
Die beiden Verfahrensstufen sind mit den Stufen gemäß Beispiel 32 identisch. Es wurden folgende
Ergebnisse erzielt: Gewicht des Copolymeren: 102 g, homopolymeres Methacrylat: 3 g, gebundenes Melhacrylat:
17 Gew.-°/o. Es ist ersichtlich, daß Zinkdipropyl die gleiche Wirkung wie Zinkdiäthyi hat
Verwendung von ZnCl2 als
Zusatz bei der Copolymerisation von Äthylen
mit Methylmethacrylat
In einem 1-1-Reaktor gibt man zu 500 ml trockenem
Heptan unter inerter Atmosphäre 1 mMol TiCl3,
4 mMol Zinkdichlorid und 10 mMol Triäthylaluminium. In den auf 45° C erwärmten Reaktor leitet man während
einer Stunde unter Rühren mit 500 Umdrehungen pro Minute Äthylen unter einem Druck von 1 Atmosphäre
ein. Dann wird das Äthylen mit Hilfe eines Stickstoff-
IO
Stroms vertrieben und 4 mMol Cumolhydroperoxyd und
40 g Methylmethacrylat zugesetzt. Der Reaktor wird während 6 Stunden bei 40°C gehalten. Dann wird der
Inhalt in ein Gemisch aus Methanol und HCl gegossen und das so gebildete Polymere mehrere Male mit
Aceton gewaschen, um homopolymeres Methacrylat zu entfernen. Man erhält auf diese Weise 68 g eines
Copolymeren, das 10 Gew.-% Methylmethacrylat enthält und 2 g des Methacrylat-Homopolymeren.
Verwendung von Bortriäthyl als Zusatz,
Copolymerisation von Äthylen mit Vinylchlorid
Copolymerisation von Äthylen mit Vinylchlorid
In einem 1-1-Reaktor gibt man zu 500 ml trockenem
Heptan unter inerter Atmosphäre 1 mMol TiCb, 2 nimö! Triäthylaluminium und 6 rnMol Boririäthyl.
Dann führt man in den auf 45°C erwärmte/) Reaktor während einer Stunde unter Rühren mit 500 Umdrehungen
pro Minute Äthylen unter einem Druck von einer Atmosphäre ein. Dann wird das Äthylen mit Hilfe eines
Stickstoffstroms verdrängt und 6 mMol Cumolhydroperoxyd und 40 g Vinylchlorid zugesetzt. Der Reaktor
wird während 6 Stunden bei 0°C gehalten. Dann gibt man den Inhalt in ein Methanol — HCl-Gemisch. Das so
gebildete Polymere wird mehrere Male mit Tetrahydrofuran gewaschen. Man erhält auf diese Weise 70 g eines
Copolymeren, das 20 Gew.-% Vinylchlorid enthält.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird unter Verwendung von Diäthylberyllium anstelle von
Triäthylaluminium wiederholt. Es werden die gleichen Ergebnisse erzielt.
1 mMol | in Substanz | 45° C | |
2 mMol | 1 Stunde | ||
Beispiel 47 | 12 mMol | Temperatur | 0,5 kg/cm2 |
Dauer | |||
Copolymerisation von Äthylen und Acrylnitril | Äthylendruck | ||
Erste Stufe: | |||
TiCl3 | |||
AIEt3 | |||
ZnEt2 |
Nach dem Filtrieren und Waschen des erhaltenen Produkts wurde die zweite Stufe des Verfahrens unter
folgenden Bedingungen durchgeführt:
Cumolhydroperoxyd: 12 mMol;
Acrylnitril: 240 g;
6 Stunden bei 40°C;
Ausbeute an Copolymerem: 180 g;
Gebundenes Acrylnitril in Prozent, nach mehrfachem Extrahieren mit Dimethylformamid: 53,1%.
Cumolhydroperoxyd: 12 mMol;
Acrylnitril: 240 g;
6 Stunden bei 40°C;
Ausbeute an Copolymerem: 180 g;
Gebundenes Acrylnitril in Prozent, nach mehrfachem Extrahieren mit Dimethylformamid: 53,1%.
Beispiele 48 bis 50
Einfluß der TiCI3-Konzentration
Einfluß der TiCI3-Konzentration
Es wurde ein Äthylen-Methylmethacrylat-Copolymeres
hergestellt. Die beiden Verfahrensstufen wurden nach der allgemeinen Verfahrensweise des Beispiels 1
durchgeführt, ohne jedoch das Polyäthylen vor der zweiten, radikalischen Phase zu waschen.
Die erste Polymerisationsstufe wurde bei 45°C während einer Stunde unter einem Druck von 0,5
kg/cm2 Äthylen in Gegenwart von 2 mMol AlEt3 und 12
mMol ZnEt2 durchgeführt, wobei die Menge an TiCl3 in
den 3 Beispielen von 1 bis 3 mMol variiert wurde.
In der zweiten Stufe wurden 12 mMol Cumolhydroperoxyd und 100 g Methylmethacrylat zugesetzt Es
wurden folgende Ergebnisse erzielt:
Beispiel 48 49
50
TiCl3: mMol
Erhaltenes Copolymeres: g
Gebildetes Polymethacrylat
(Homopolymerisat): g
(Homopolymerisat): g
In dem Copolymeren gebundenes
Methacrylat in %
Methacrylat in %
Es ist ersichtlich, daß die TiCl3-Konzentration
praktisch keinen Einfluß auf den prozentualen Anteil des in dem Polyäthylen gebundenen Methacrylate hat;
wogegen die Menge des gebildeten Homopolymeren kleiner wird, wenn diese Konzentration geringer wird.
Herstellung eines Styrol-Methylmethacrylat-
Copolymeren
A Ohne Zusatz (Vergleichsversuch)
A Ohne Zusatz (Vergleichsversuch)
In einem 500-ml-Rektionsgefäß werden in 200 ml trockenes Heptan 100 ml wasserfreies destilliertes
Styrol unter einer Inertgasatmosphäre eingeführt Zu der erzielten Lösung, die bei 80° C gehalten wird,
werden 4 Millimol TiQ3AA (Stauffer Chemical Co.) und
12 Millimol Triäthylaluminium Al(C2Hs)3 gegeben. Dann
wird sie 5 Stunden bei 80° C gehalten.
74,1
10,6
10,6
38,8
67
20,9
20,9
39
3
81
20,2
81
20,2
40
so Das so erhaltene Polymere wird mit wasserfreiem Heptan in inerter Atmosphäre (sauerstofffreier Atmosphäre)
gewaschen, bis monomeres Styrol und lösliche metallorganische Verbindungen entfernt sind.
Nach der letzten Filtration bei der vorstehenden Wäsche wird das Polymere weiter in inerter Atmosphäre gehalten und wird mit 100 ml Heptan, 40 g Methylmethacrylat und 6 Millimol Cumolhydroperoxid bei 40° C vermischt und diese Temperatur wird dann 3 Stunden aufrechterhalten.
Nach der letzten Filtration bei der vorstehenden Wäsche wird das Polymere weiter in inerter Atmosphäre gehalten und wird mit 100 ml Heptan, 40 g Methylmethacrylat und 6 Millimol Cumolhydroperoxid bei 40° C vermischt und diese Temperatur wird dann 3 Stunden aufrechterhalten.
Das erhaltene Materia] wird mit einem Gemisch von Methanol und HCl gewaschen, mit Methanol gespült
und getrocknet Dabei werden !13 g des Copolymeren
erhalten, das 4,1% Methylmethacrylat enthält Das Copolymere wird der Extraktion von Homopolymethylmethacrylat
mit Acetonitril während 24 Stunden in einem Soxhlet unterworfen. Nach der Extraktion
werden nur 0,4% Methylmethacrylat in dem Material festgestellt
B Verwendung eines erfindungsgemäßen Zusatzes
Die in Versuch A beschriebenen Verfahrensschritte werden wiederholt, mit der Abänderung, daß der
Ausgangslösung gleichzeitig mit dem Titantrichlorid AA 6 Millimol Diäthylzink Zn (C2Hs)2 zugesetzt werden.
In diesem Fall beträgt die Menge des erhaltenen Copolymeren 30 g anstelle von 11,3 g in dem vorhergehenden
Versuch und das Copolymere enthält einen hohen Anteil von 69% Methylmethacrylat (anstelle von
4,1%). Nach der wie vorstehend durchgeführten Extraktion mit Acetonitril beträgt der in dem Polymeren
verbleibende Anteil an Methylmethacrylat 17%. Ein Vergleich mit Versuch A zeigt, daß die Zugabe von
Diäthylzink zu dem Reaktionsmedium zu einer beträchtlichen Erhöhung des gebundenen Anteils an
Methylmethacrylat in dem gebildeter. Copolymeren führt.
20
In einem 1-Liter-Reaktionsgefäß wird unter einer
Inertgasatmosphäre 500 ml trockenes Heptan mit 1 Millimol TiCU und 1 Millimol Butyllithium versetzt. So
dann wird das auf 600C erwärmte Reaktionsgefäß bei einem Druck von 1 Atmosphäre mit Äthylen versetzt.
Anschließend wird das Gemisch unter Rühren mit 500 IVmin bei 6O0C innerhalb 1 Stunde kontinuierlich mit 3
Millimol Zinkdiäthyl versetzt. Danach wird das überschüssige Äthylen mit einem Stickstoffstrom verdrängt.
Das Reaktionsgemisch wird unter einer Stickstoffatmosphäre filtriert. Man erhält 40 g Polyäthylen, das mit
Heptan gewaschen wird und anschließend im Reaktionsgefäß in Heptan suspendiert wird. Die erhaltene
Suspension wird mit 3 Millimol Cumolhydroperoxid und anschließend mit 40 g Methylmethacrylat versetzt. Das
Reaktionsgemisch wird 4 Stunden bei 40° C stehengelassen. Nach der Extraktion von Methacrylat-Homopolymerisat
erhält man 43 g Copolymerisat mit einem Anteil an 8 Gewichtsprozent gebundenem Methacrylat.
Äthylen wird 1 Stunde bei 6O0C in Gegenwart von 0,2
Millimol kontinuierlich zugegebenem Zinkdiäthyl polymerisiert. Das Katalysatorsystem besteht aus 1
Millimol TiCb und 2 Millimol Aluminiumtriäthyl. Das erhaltene Polyäthylen wird filtriert, gewaschen und in
300 g Styrol suspendiert. Anschließend werden 3 Millimol Cumolhydroperoxid zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden bei 40°C gerührt. Das erhaltene
Produkt wird zur Extraktion von Polystyrol mit Benzol gerührt. Man erhält 82 g Copolymerisat mit einem
Gehalt an 4 Prozent gebundenem Styrol. In Abwesenheit von Zindiäthyl während der ersten Stufe läßt sich
keine Fixierung von Styrol erreichen.
500 ml trockenes Benzol wird mit 100 g Butadien und anschließend mit 1 Millimol Aluminiumtriäthyl und 1
Millimol TiCb versetzt. Das Reaktionsgemisch wird bei 30°C innerhalb 1 Stunde kontinuierlich mit 3 Millimol
Zinkdiäthyl versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit 6 Millimol Cumolhydroperoxid und 20 g
Methylmethacrylat versetzt und 4 Stunden bei 4O0C stehengelassen. Nach der Extraktion von Methacrylat-Homopolymerisat
erhält man 28 g Polybutadien-Polymethacrylat-Copolymerisat
mit einem Gehalt an 10 Prozent gebundenem Methacrylat.
Man verfährt wie in Beispiel 1 und verwendet ein Katalysatorsystem aus 0,3 Millimol C0CI2 und 5 Millimol
Diäthylaluminiumchlorid (AlfCjHs^Cl). Ferner werden
150 g Butadien, 5 Millimol Zinkdiäthyl, 40 g Methylmethacrylat und 10 Millimol Cumolhydroperoxid
verwendet. Die Polymerisation in der ersten Stufe wird bei 200C durchgeführt Nach der Extraktion von
Methacrylat-Homopolymerisat erhält man 37 g Polybutadien- Polymethylmethacrylat-Copolymerisat mit
einem Gehalt an 7 Gewichtsprozent gebundenem Methacrylat.
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung von Copolymeren verschiedener Monomerentypen durch Polymerisation
in zwei aufeinanderfolgenden Stufen, wobei in einer ersten Stufe ein oder mehrere Monomere in
Gegenwart eines anionischen Katalysatorsystems, das aus metallorganischen Verbindungen von
Metallen der I, II· und/oder III. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und Verbindungen
eines oder mehrerer Obergangsmetalle der Gruppen IV bis VIII des Periodensystems — ausgenommen
Fe2Ü3 — besteht, polymerisiert werden und in
einer zweiten Stufe auf dem erhaltenen, nicht desaktivierten Polymeren die radikalische Polymerisation
von einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von
Sauerstoff, Hydroperoxiden, Peroxiden, Persalzen, Persäuren oder Perestern durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem
Reaktionsmedium der ersten Stufe eine Verbindung (der Formel MYn in einer Menge von 0,1 bis 50 Mol
pro Mol der Verbindung des Übergangsmetalls ■usetzt, in der M ein Metall der zweiten Nebengruppe
des Periodensystems der Elemente oder Bor, η die Wertigkeit von M und Y mindestens einen
einwertigen Kohlenwassersioffrest, ein Wasserstoffatom
und/oder ein Halogenatom bedeutet, und als IMonomeres in der ersten Stufe der Copolymerisation
ein Monoolefin, Diolefin und/oder eine vinyl-■romatische
Verbindung und als Monomeres in der «weiten Stufe der Copolymerisation Vinylacetat,
Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Styrol oder Styrolderivate.
Vinylcarbazol, Vinylpyridin, Vinylpyrro-Kdon, Vinyläther, Vinylihioäther, Vinylalkohol, Vi-
«ylsilane. Butadien, Monoepoxydiene oder ein
Acryl- oder Methacrylmonomeres verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet,
daß man als Verbindung MYn eine Verbindung der Formel MRnRb zusetzt, in der M Zn
«der Cd und Ra und Rb gleiche oder verschiedene
Reste bedeuten und für Alkyl-, Aryl-, Aralkyl . Alkaryl- oder Cycloalkylreste mit 1 bis 12 Kohlen-
»toffatomen stehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn· leichnet, daß man als Verbindung MYn ein
Bortrialkyl, das Alkylreste mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen enthält, ein Hydrid des Zinks, Cadmiums
oder Bors oder ein Zinkhalogenid. insbesondere ZnCb, verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als metallorganiiche
Verbindung ein gegebenenfalls halogeniertes Alkylaluminium verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da <
man als Verbindung eines Übergangsmetalls Tit.mtrichlorid verwendet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als metallorganitche
Verbindung ein gegebenenfalls halogeniertes Alkylaluminium, als Verbindung des Übergangsmetalls
Titantrichlorid und als Zusatz MYn Dialkylzink
verwendet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als metaliorganische
Verbindung ein gegebenenfalls halogeniertes Alkylaluminium, als Verbindung eines Übergangs-
metalls eine Vanadinverbindung und als Zusatz MYn
Dialkylzink verwendet
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als anionisch
polymerisierbares Monomeres Äthylen und/oder Propylen und als radikalisch polymerisierbares
Monomeres Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylcarbazol, einen Cr bi«. Ca-Alkyl- oder Dimethylaminoäthylester
der Acrylsäure oder Methacrylsäure, Acrylnitril und/oder Styrol verwendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das in der ersten
Stufe erhaltene Polymere vor Durchführung der zweiten Stufe aus dem Reaktionsmedium abtrennt
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man beide Stufen in
einem Lösungsmittel durchführt
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Stufe ohne Lösungsmittel durchführt
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Konzentration der Verbindung MYn während der ersten Stufe
konstant hält.
13. Verwendung eines nach Anspruch 1 bis 12 hergestellten Olefm-Copolymeren, das mehr als 8
Gew.-% eines Acryl-, Vinyl- oder Styrolmonomeren enthält, als Bindemittel für Polyolefine und Acryl-,
Vinyl- oder Styrolpolymere.
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