DE19506554A1 - Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen unter Verwendung von Polymere enthaltenden Katalysatorsystemen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen unter Verwendung von Polymere enthaltenden KatalysatorsystemenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von
Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen bei Temperaturen
im Bereich von 0 bis 150°C in Gegenwart von Katalysatorsystemen.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der
hierbei erhältlichen Polymerisate zur Herstellung von Form
körpern.
Polymerisate von vinylaromatischen Verbindungen, insbesondere
Polystyrole, finden aufgrund ihres Eigenschaftsprofils in vielen
Bereichen Verwendung, beispielsweise als Verpackungsmaterialien
oder als Isolierüberzüge für Metalle oder Kunststoffe, speziell
bei elektrischen Anwendungen.
Ein Verfahren zur Herstellung von isotaktischem Polystyrol wird
in der GB-A 826 021 beschrieben. Isotaktisches Polystyrol kri
stallisiert jedoch so langsam, daß es nur unzureichend im Spritz
guß verarbeitet werden kann.
Verfahren zur Herstellung von syndiotaktischem Polystyrol durch
Umsetzung von Styrol in Gegenwart eines Metallocenkomplexes und
eines Cokatalysators sind beispielsweise in der EP-A 535 582 und
der EP-A 584 646 beschrieben. Syndiotaktisches Polystyrol weist
eine hohe Chemikalienbeständigkeit, hohe Steifigkeit, gute Dimen
sionsstabilität und gute dielektrische Eigenschaften auf. Die in
den genannten Schriften beschriebenen Verfahren haben jedoch den
Nachteil, daß die Katalysatoren nicht sofort aktiv sind.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, neue
Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen
Verbindungen zur Verfügung zu stellen, die die genannten Nach
teile nicht zeigen, die insbesondere technisch wenig aufwendig
sind, bei denen die Katalysatoren sofort aktiv sind und sich gut
vom entstandenen Polymerisat abtrennen lassen und die zu syndio
taktischen Polymerisaten führen.
Demgemäß wurden Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von
vinylaromatischen Verbindungen bei Temperaturen im Bereich von 0
bis 150°C in Gegenwart von Katalysatorsystemen gefunden, wobei als
Katalysatorsysteme solche verwendet werden, die als aktive Be
standteile
- A) Verbindungen der allgemeinen Formel I
XM(Z¹)z₁(Z²)z₂(Z³)z₃ (I)in der die Substituenten und Indices folgende Bedeutung
haben:X C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7-gliedriges Cycloalkyl, C₁- bis
C₁₀-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Verbindungen der allge
meinen Formel II
mit R¹ bis R⁵
Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, das 1- bis 5-fach mit Ha
logen substituiert sein kann, 5- bis 7-gliedriges Cyclo
alkyl, das seinerseits C₁- bis C₆-Alkylgruppen als Sub
stituenten tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl
und wobei gegebenenfalls auch zwei benachbarte Reste ge
meinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Grup
pen stehen können, oder Halogen, C₁- bis C₁₀-Alkoxy, NR⁶R⁷
oder Si(R⁶)₃,
mit R⁶ und R⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl,
M ein Metall der II. bis VIII. Nebengruppe des Periodensy stems der Elemente
Z¹ bis Z³ Polymere von vinylaromatischen Verbindungen, Dienen, Acrylaten oder deren Mischungen
und
z bis z₃ 0, 1, 2 oder 3, wobei 1 z₁+z₂+z₃ 3 ist,
und - B) metalloceniumionenbildende Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus starken, neutralen Lewissäuren, ioni schen Verbindungen mit lewissaurem Kation und ionischen Verbindungen mit einer Brönsted-Säure als Kation
enthalten.
Weiterhin wurde die Verwendung der hierbei erhältlichen Polymeri
sate zur Herstellung von Formkörpern gefunden.
Als vinylaromatische Verbindungen eignen sich besonders Verbin
dungen der allgemeinen Formel III
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
R⁸ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R⁹ bis R¹³ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂- Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei be nachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen.
R⁸ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R⁹ bis R¹³ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂- Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei be nachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen.
Bevorzugt werden vinylaromatische Verbindungen der Formel 111
eingesetzt, in denen
R⁸ Wasserstoff bedeutet
und
R⁹ bis R¹³ für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen, so daß sich als Verbindungen der allgemeinen Formel III beispielsweise Naphthalinderivate oder Anthracenderivate ergeben.
R⁸ Wasserstoff bedeutet
und
R⁹ bis R¹³ für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen, so daß sich als Verbindungen der allgemeinen Formel III beispielsweise Naphthalinderivate oder Anthracenderivate ergeben.
Beispiele für solche bevorzugten Verbindungen sind:
Styrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 4-Vinylbiphenyl, 2-Vinylnaphthalin oder 9-Vinylanthracen.
Styrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 4-Vinylbiphenyl, 2-Vinylnaphthalin oder 9-Vinylanthracen.
Es können auch Mischungen verschiedener vinylaromatischer
Verbindungen eingesetzt werden, vorzugsweise wird jedoch nur eine
vinylaromatische Verbindung verwendet.
Besonders bevorzugte vinylaromatische Verbindungen sind Styrol
und p-Methylstyrol.
Die Herstellung von vinylaromatischen Verbindungen der allgemei
nen Formel III ist an sich bekannt und beispielsweise in Beil
stein 5, 367, 474, 485 beschrieben.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren werden als Komponente A)
Verbindungen der allgemeinen Formel I eingesetzt. Von diesen
Verbindungen I sind diejenigen bevorzugt, in denen X für C₁- bis
C₄-Alkyl, insbesondere Methyl und Ethyl, C₁- bis C₄-Alkoxy oder
besonders bevorzugt für Verbindungen der allgemeinen Formel II
steht.
Von den Verbindungen der allgemeinen Formel II sind diejenigen
bevorzugt, in denen R¹ bis R⁵ Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl, ins
besondere Methyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, insbesondere Phenyl und
Biphenyl, bedeutet oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam
für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen, bei
spielsweise steht X dann für Indenyl, Benzindenyl oder Fluorenyl,
wobei diese wiederum mit Alkylresten substituiert sein können.
Besonders bevorzugt steht X für Pentamethylcyclopentadienyl.
Für den Fall, daß X für Verbindungen der allgemeinen Formel II
steht, stellen die Verbindungen der allgemeinen Formel I Halb
sandwichkomplexe dar.
Das Metall M steht vorzugsweise für Elemente der IV. bis
VI. Nebengruppe des Periodensystems, insbesondere für Elemente
der IV. Nebengruppe, also für Titan, Zirkonium und Hafnium, be
vorzugt für Titan.
Z¹ bis Z³ stehen für Polymere von vinylaromatischen Verbindungen,
Dienen wie Butadiene oder Isopren, Acrylate, vorzugsweise mit 1
bis 6 C-Atomen im Esterrest, insbesondere Butylacrylat oder deren
Mischungen, so daß Z¹ bis Z³ dann Copolymerisate darstellen.
Bevorzugt stehen Z¹ bis Z³ für Polymere von vinylaromatischen
Verbindungen der allgemeinen Formel IV
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
R¹⁴ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R¹⁵ bis R¹⁹ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen.
R¹⁴ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R¹⁵ bis R¹⁹ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome auf weisende cyclische Gruppen stehen.
Bevorzugt sind vinylaromatische Verbindungen der Formel IV, in
denen
R¹⁴ Wasserstoff bedeutet
und
R¹⁵ bis R¹⁹ für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen, so daß sich als Verbindungen der allgemeinen Formel IV beispielsweise Naphthalinderivate oder Anthracenderivate ergeben.
R¹⁴ Wasserstoff bedeutet
und
R¹⁵ bis R¹⁹ für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen, so daß sich als Verbindungen der allgemeinen Formel IV beispielsweise Naphthalinderivate oder Anthracenderivate ergeben.
Beispiele für solche bevorzugten Verbindungen sind ebenfalls
Styrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 4-Vinylbiphenyl, 2-Vinylnaphthalin oder 9-Vinylanthracen.
Styrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, 4-Vinylbiphenyl, 2-Vinylnaphthalin oder 9-Vinylanthracen.
Besonders bevorzugte vinylaromatische Verbindungen der Formel IV
sind Styrol und p-Methylstyrol.
Vorzugsweise sind Z¹ bis Z³ Polymere aus den gleichen
Verbindungen, besonders bevorzugt Polystyrole. Die Molekular
gewichte der einzelnen Z¹ bis Z³ liegen i.a. im Bereich von 500
bis 10⁸ g/mol, vorzugsweise im Bereich von 10³ bis 10⁶ g/mol.
Es hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn Z¹ bis Z³ Poly
mere aus den gleichen Verbindungen, vorzugsweise Polystyrole,
sind und die erfindungsgemäß hergestellten Polymerisate solche
sind, bei denen als vinylaromatische Verbindungen III die glei
chen Verbindungen eingesetzt werden wie die, die zu Z¹ bis Z³ füh
ren, also ebenfalls Styrol.
Eine besonders bevorzugte Verbindung der Formel I ist diejenige,
bei der X für Pentamethylcyclopentadienyl steht, M für Titan und
Z¹ bis Z³ Polystyrole bedeuten.
Die Anzahl z₁, z₂, z₃ der jeweiligen Polymere Z¹, Z², Z³ hängt
wesentlich vom Metall M ab. Für den bevorzugten Fall, daß M ein
Metall der IV. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente ist,
ist die Summe z₁+z₂+z₃ vorzugsweise 3.
Die Polymere Z¹ bis Z³ sind in den Verbindungen der Formel I
kovalent an das Metall M gebunden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können dadurch herge
stellt werden, daß die zu den Polymeren Z¹ bis Z³ führenden vinyl
aromatischen Verbindungen, Diene, Acrylate oder deren Mischungen
anionisch polymerisiert und dann mit einem Übergangsmetallsalz
der allgemeinen Formel VI
XMYy (VI)
mit Y Fluor, Chlor, Brom oder Jod
und y 1, 2 oder 3
umgesetzt werden.
und y 1, 2 oder 3
umgesetzt werden.
Die anionische Polymerisation von vinylaromatischen Verbindungen,
Dienen, Acrylaten oder deren Mischungen ist an sich bekannt und
in Maurice Morton, Anionic Polymerization: Principles and Prac
tice, Academic Press, 1983, beschrieben. Üblicherweise erfolgt
die anionische Polymerisation durch Zugabe von Alkalimetall
verbindungen, beispielsweise Phenyllithium, Natriummethylat, n-
Butyllithium oder sec.-Butyllithium zu dem Monomeren. Zu diesen
noch lebenden, anionischen Polymeren wird dann ein Übergangsme
tallsalz der allgemeinen Formel VI hinzugegeben. Von diesen Sal
zen sind diejenigen bevorzugt, in denen Y für Chlor oder Brom,
insbesondere für Chlor steht.
Bezüglich der bevorzugten Verbindungen, die zu den Polymeren Z¹
bis Z³ führen sowie des Substituenten X und des Metalls M in der
allgemeinen Formel VI gilt das bei den Verbindungen der allgemei
nen Formel I Gesagte.
Die Reaktionsbedingungen zur Herstellung der Verbindungen der
Formel I sind an sich nicht kritisch. Die Reaktionstemperatur
liegt i.a. im Bereich von -75 bis 150°C, bevorzugt von -10 bis
100°C.
Die molare Menge an Übergangsmetallsalz beträgt vorzugsweise
0,001 bis 2,0 Mol-Äquivalente, bezogen auf die Menge an Alkali
metallverbindungen bei der anionischen Polymerisation.
Es hat sich als geeignet erwiesen, wenn das Übergangsmetallsalz
der allgemeinen Formel VI in einem inerten Lösungsmittel gelöst
ist. Als Lösungsmittel eignen sich Kohlenwasserstoffe wie Pentan
oder Hexan, Benzol, Toluol, Xylole, Ether wie Diethylether oder
Tetrahydrofuran oder deren Gemische.
Die Komponente A) kann entweder gesondert hergestellt und iso
liert werden oder aber auch direkt vor der Polymerisation in situ
hergestellt werden.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Polymeri
saten von vinylaromatischen Verbindungen werden als Komponente B)
metalloceniumionenbildende Verbindungen, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus starken, neutralen Lewissäuren, ionischen
Verbindungen mit lewissaurem Kation und ionischen Verbindungen
mit einer Brönsted-Säure als Kation eingesetzt.
Als starke neutrale Lewissäuren sind Verbindungen der allgemeinen
Formel V
M¹X¹X²X³ (V)
bevorzugt, in der
M¹ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems be deutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X¹, X² und X³ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
M¹ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems be deutet, insbesondere B, Al oder Ga, vorzugsweise B,
X¹, X² und X³ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkyl aryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C-Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen, insbesondere für Halogenaryle, vorzugsweise für Pentafluorphenyl.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel V,
in der X¹, X² und X³ gleich sind, vorzugsweise Tris(pentafluor
phenyl)boran.
Als ionische Verbindungen mit lewissauren Kationen sind
Verbindungen der allgemeinen Formel VII
[(Aa+)Q₁Q₂ . . . Qz]d+ (VII)
geeignet, in denen
A ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q₁ bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C₁- bis C₂₈-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C₁- bis C₁₀-Cycloalkyl, welches gegebenenfalls mit C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen substituiert sein kann, Halogen, C₁- bis C₂₈-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryloxy, Silyl- oder Mer captylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 steht,
z für ganze Zahlen von 0 bis 5
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
A ein Element der I. bis VI. Hauptgruppe oder der I. bis VIII. Nebengruppe des Periodensystems bedeutet,
Q₁ bis Qz für einfach negativ geladene Reste wie C₁- bis C₂₈-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl, Halogenaryl mit jeweils 6 bis 20 C-Atomen im Aryl- und 1 bis 28 C-Atome im Alkylrest, C₁- bis C₁₀-Cycloalkyl, welches gegebenenfalls mit C₁- bis C₁₀-Alkylgruppen substituiert sein kann, Halogen, C₁- bis C₂₈-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryloxy, Silyl- oder Mer captylgruppen
a für ganze Zahlen von 1 bis 6 steht,
z für ganze Zahlen von 0 bis 5
d der Differenz a-z entspricht, wobei d jedoch größer oder gleich 1 ist.
Besonders geeignet sind Carboniumkationen, Oxoniumkationen und
Sulfoniumkationen sowie kationische Übergangsmetallkomplexe. Ins
besondere sind das Triphenylmethylkation, das Silberkation und
das 1,1′-Dimethylferrocenylkation zu nennen.
Bevorzugt besitzen sie nicht koordinierende Gegenionen, ins
besondere Borverbindungen, wie sie auch in der WO 91/09882 ge
nannt werden, bevorzugt Tetrakis(pentafluorophenyl)borat.
Ionische Verbindungen mit Brönsted-Säuren als Kationen und vor
zugsweise ebenfalls nicht koordinierende Gegenionen sind in der
WO 91/09882 genannt, bevorzugtes Kation ist das N,N-Dimethyl
anilinium.
Die erfindungsgemäße Polymerisation der vinylaromatischen
Verbindungen kann in Lösung, in Masse, in Suspension oder in der
Gasphase erfolgen. Bevorzugt arbeitet man in Lösung, wobei als
Lösungsmittel beispielsweise aromatische Kohlenwasserstoffe wie
Benzol, Toluol, Ethylbenzol oder Xylole, sowie Ether wie Diethyl
ether, Dibutylether, Ethylenglykoldimethylether oder Tetrahydro
furan, oder auch aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Propan, n-
Butan, iso-Butan oder Pentane, sowie Mischungen der verschiedenen
Lösungsmittel verwendet werden können, oder in Masse.
Die Polymerisationsbedingungen sind an sich unkritisch, geeignet
sind Temperaturen im Bereich von 0 bis 150°C, vorzugsweise von 10
bis 100°C, Drücke von 0,1 bis 100 bar, vorzugsweise von 1 bis
5 bar und Polymerisationszeiten von 0,1 bis 24 Stunden, vorzugs
weise von 0,5 bis 6 Stunden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I werden vorzugsweise un
geträgert eingesetzt, sie können jedoch auch geträgert verwendet
werden.
Geeignete Trägermaterialien sind beispielsweise Kieselgele, be
vorzugt solche der Formel SiO₂ · aAl₂O₃, worin a für eine Zahl im
Bereich von 0 bis 2 steht, vorzugsweise 0 bis 0,5; also im
wesentlichen Alumosilikate oder Siliciumdioxid. Vorzugsweise
weisen die Träger einen Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis
200 µm auf, insbesondere 30 bis 80 µm. Derartige Produkte sind im
Handel erhältlich, z. B. als Silica Gel 332 der Firma Grace.
Weitere Träger sind u. a. feinteilige Polyolefine, beispielsweise
feinteiliges Polypropylen oder Polyethylen, aber auch Poly
ethylenglykol, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat,
Polyvinylalkohol, Polystyrol, Polybutadien, Polycarbonate oder
deren Copolymere.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Komponente A) und die
Komponente B) in solchen Mengen zu verwenden, daß das molare
Verhältnis zwischen der Komponente B) und der Komponente A) im
Bereich von 100 : 1 bis 0,01 : 1, insbesondere im Bereich von 10 : 1
bis 0,1 : 1, liegt.
Die Komponenten A) und B) können getrennt voneinander zur Reakti
onsmischung gegeben oder vor der Polymerisationsreaktion mitein
ander gemischt werden.
Vorzugsweise geht man nun bei den erfindungsgemäßen Verfahren so
vor, daß man die vinylaromatische Verbindung, gegebenenfalls mit
einem Lösungsmittel versetzt, vorlegt, auf Temperaturen im Be
reich von 40 bis 80° erwärmt und ggf. ein Metallalkyl, vorzugs
weise ein Aluminiumalkyl wie Trimethylaluminium, Triethylalu
minium, Tri-n-propyl-aluminium, Tri-iso-propylalaluminium, Tri-n-
butylaluminium oder Tri-iso-butylaluminium, insbesondere Tri-iso-
butylaluminium hinzugibt. Die molare Menge an Aluminiumalkyl be
trägt vorzugsweise 200 : 1 bis 1 : 1, bezogen auf die Menge der Kom
ponente B). Anschließend gibt man dann die Komponente B) und dann
die Verbindung der allgemeinen Formel I (Komponente A)), gegebe
nenfalls mit einem Lösungsmittel, hinzu. Vorzugsweise wird dann
über einen Zeitraum von 0,1 bis 3 Stunden polymerisiert und die
Polymerisation durch Zugabe von Methanol abgebrochen. Das erhal
tene Polymerisat wird vorzugsweise mit Methanol gewaschen und bei
40 bis 100°C getrocknet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es
technisch wenig aufwendig ist, daß die Katalysatoren sofort aktiv
sind und sich gut vom entstandenen Polymerisat abtrennen lassen,
die entstehenden Polymerisate sind syndiotaktisch und eignen sich
insbesondere zur Verwendung von Formmassen in elektrischen oder
hochtemperaturbeständigen Anwendungen. Die Molmassen der nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymerisate liegen im
Bereich von 10³ bis 10⁷ g/mol, vorzugsweise von 5 · 10³ bis
10⁶ g/mol.
Unter Inertgasatmosphäre wurden in einem 500-ml-Kolben 31,25 g
10 (0,3 mol) unstabilisiertes Styrol in 200 ml n-Hexan gelöst und
auf 60°C erwärmt.
Zu dieser Mischung wurden dann bei 60°C 60 mmol sec.-Butyllithium
gegeben und unter Inertgasatmosphäre 1 Stunde polymerisiert.
Anschließend wurde diese Mischung zu 5,0 g (18,22 mmol) Penta
methylcyclopentadienyltitantrichlorid in 125 ml n-Hexan gegeben
und auf 0°C gekühlt. Dann wurde 12 Stunden bei Raumtemperatur ge
rührt. Das entstandene Produkt wurde unter Inertgasatmosphäre von
unlöslichen Bestandteilen abgetrennt (Glasfritte, 4 µm) und am
Vakuum eingeengt.
In einem mit Stickstoff inertisierten Rundkolben wurden 0,6 mol
Styrol (62,5 g) in 217 ml Ethylbenzol vorgelegt, die Mischung auf
50°C erwärmt und mit 2,65 g (15,15 ml 1,33 · 10-2 mol) Tri-iso-
butylaluminium versetzt. Nach 2 Minuten wurden 85,3 mg
(16,7 · 10-5 mol) Tris(pentafluorphenyl)boran zugegeben. Anschlie
ßend versetzte man die Mischung mit 320 mg (16,65 · 10⁻5 mol) an
I1. Die Innentemperatur wurde auf 50°C einreguliert und man ließ 5
Stunden polymerisieren. Anschließend wurde die Polymerisation
durch Zugabe von Methanol abgebrochen. Das erhaltene Polymere
wurde mit Methanol gewaschen und bei 50°C im Vakuum getrocknet.
Das Molekulargewicht MW (Gewichtsmittelwert) und die Molmassenver
teilung wurden durch Hochtemperatur-GPC (Gelpermeationschromato
graphie) mit 1,2,4-Trichlorbenzol als Lösungsmittel bei 135°C be
stimmt. Die Kalibrierung erfolgte mit engverteilten Polystyrol
standards. Die Molmasse betrug Mw = 5200 mit einer Verteilungs
breite von Mw/Mn = 1,99. Der syndiotaktische Anteil bestimmt nach
¹³C-NMR war < 96%.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaroma
tischen Verbindungen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis
150°C in Gegenwart von Katalysatorsystemen, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Katalysatorsysteme solche verwendet werden,
die als aktive Bestandteile
- A) Verbindungen der allgemeinen Formel I
XM(Z¹)z₁(Z²)z₂(Z³)z₃ (I)in der die Substituenten und Indices folgende Bedeutung
haben:
X C₁- bis C₁₀-Alkyl, 5- bis 7-gliedriges Cycloalkyl, C₁- bis C₁₀-Alkoxy, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Verbindungen der allgemeinen Formel II mit R¹ bis R⁵ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, das 1- bis 5-fach mit Halogen substituiert sein kann, 5- bis 7-gliedriges Cycloalkyl, das seinerseits C₁- bis C₆-Alkylgruppen als Substituenten tragen kann, C₆- bis C₁₅-Aryl oder Arylalkyl und wobei gegebenenfalls auch zwei benach barte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufwei sende cyclische Gruppen stehen können, oder Halogen, C₁- bis C₁₀-Alkoxy, NR⁶R⁷ oder Si(R⁶)₃,
mit R⁶ und R⁷ Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl oder C₃- bis C₁₀-Cycloalkyl,
M ein Metall der II. bis VIII. Nebengruppe des Perio densystems der Elemente
Z¹ bis Z³ Polymere von vinylaromatischen Verbindungen, Dienen, Acrylaten oder deren Mischungen
und
z₁ bis z₃ 0, 1, 2 oder 3, wobei 1 z₁+z₂+z₃ 3 ist,
und - B) metalloceniumionenbildende Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus starken, neutralen Lewissäuren, ionischen Verbindungen mit lewissaurem Kation und ioni schen Verbindungen mit einer Brönsted-Säure als Kation
enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
vinylaromatische Verbindungen Verbindungen der allgemeinen
Formel III
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
R⁸ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R⁹ bis R¹³ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂- Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen
eingesetzt werden.
R⁸ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R⁹ bis R¹³ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂- Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C-Atome aufweisende cyclische Gruppen stehen
eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeich
net, daß als vinylaromatische Verbindungen der allgemeinen
Formel III solche eingesetzt werden, in denen
R⁸ Wasserstoff bedeutet
und
R⁹ bis R¹³ für Wasserstoff, C₁- bis C₄- Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cy clische Gruppen stehen.
R⁸ Wasserstoff bedeutet
und
R⁹ bis R¹³ für Wasserstoff, C₁- bis C₄- Alkyl, Chlor oder Phenyl stehen, oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 12 C-Atome aufweisende cy clische Gruppen stehen.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß als Komponente A) Verbindungen der allgemeinen For
mel I eingesetzt werden, in denen
X für Verbindungen der allgemeinen Formel II steht,
M ein Metall der IV. bis VI. Nebengruppe bedeutet
und
Z¹ bis Z³ für Polymere von vinylaromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel IV in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
R¹⁴ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R¹⁵ bis R¹⁹ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C- Atom aufweisende cyclische Gruppen stehen,
stehen.
X für Verbindungen der allgemeinen Formel II steht,
M ein Metall der IV. bis VI. Nebengruppe bedeutet
und
Z¹ bis Z³ für Polymere von vinylaromatischen Verbindungen der allgemeinen Formel IV in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
R¹⁴ Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl,
R¹⁵ bis R¹⁹ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₆- bis C₁₈-Aryl, Halogen oder wobei zwei benachbarte Reste gemeinsam für 4 bis 15 C- Atom aufweisende cyclische Gruppen stehen,
stehen.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß als Komponente B) starke, neutrale Lewissäuren der
allgemeinen Formel
M¹X¹X²X³ (V)in der
M¹ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems be deutet,
X¹, X² und X³ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C- Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen
eingesetzt werden.
M¹ ein Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems be deutet,
X¹, X² und X³ für Wasserstoff, C₁- bis C₁₀-Alkyl, C₆- bis C₁₅-Aryl, Alkylaryl, Arylalkyl, Halogenalkyl oder Halogenaryl mit jeweils 1 bis 10 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 20 C- Atome im Arylrest oder Fluor, Chlor, Brom oder Jod stehen
eingesetzt werden.
6. Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellten Po
lymerisate von vinylaromatischen Verbindungen zur Herstellung
von Formkörpern.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995106554 DE19506554A1 (de) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen unter Verwendung von Polymere enthaltenden Katalysatorsystemen |
DE59601827T DE59601827D1 (de) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | Verfahren zur herstellung von polymerisaten von vinylaromatischen verbindungen unter verwendung von polymere enthaltenden katalysatorsystemen |
ES96904072T ES2131932T3 (es) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | Procedimiento para la obtencion de polimeros formados por compuestos vinilaromaticos, con empleo de sistemas catalizadores, que contienen polimeros. |
EP96904072A EP0811023B1 (de) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | Verfahren zur herstellung von polymerisaten von vinylaromatischen verbindungen unter verwendung von polymere enthaltenden katalysatorsystemen |
JP8525359A JPH11500766A (ja) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | ポリマー含有触媒系を用いるビニル芳香族化合物ポリマーの製造方法 |
PCT/EP1996/000600 WO1996026227A2 (de) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | Verfahren zur herstellung von polymerisaten von vinylaromatischen verbindungen unter verwendung von polymere enthaltenden katalysatorsystemen |
CN96192082A CN1175960A (zh) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | 用含聚合物的催化剂体系制备乙烯基芳族化合物的聚合物 |
US08/894,243 US5922819A (en) | 1995-02-24 | 1996-02-13 | Process for producing polymers of vinyl aromatic compounds using polymer-containing catalyst systems |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1995106554 DE19506554A1 (de) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen unter Verwendung von Polymere enthaltenden Katalysatorsystemen |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19506554A1 true DE19506554A1 (de) | 1996-08-29 |
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ID=7754988
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DE1995106554 Withdrawn DE19506554A1 (de) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten von vinylaromatischen Verbindungen unter Verwendung von Polymere enthaltenden Katalysatorsystemen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19506554A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0822205A1 (de) * | 1996-08-02 | 1998-02-04 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von teilkristallinen syndiotaktischen Polymerisaten aus vinylaromatischen Monomeren |
-
1995
- 1995-02-24 DE DE1995106554 patent/DE19506554A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0822205A1 (de) * | 1996-08-02 | 1998-02-04 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von teilkristallinen syndiotaktischen Polymerisaten aus vinylaromatischen Monomeren |
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