DE19809998A1

DE19809998A1 - Verfahren zur Abtrennung organischer Metallsalze aus einer Polymerlösung

Info

Publication number: DE19809998A1
Application number: DE1998109998
Authority: DE
Inventors: Christel Rom; Hansjoachim Leder; Karl-Heinz Schimmel; Olaf Lehmann
Original assignee: Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH
Current assignee: Dow Olefinverbund GmbH
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Zur Herstellung von metallsalzfreien Polymeren aus einer Polymerlösung wird dieser eine mit dem Lösungsmittel nicht mischbare Säure zugesetzt. Das Polymer wird dann vom Lösungsmittel, welches das Metallsalz enthält, abgetrennt und weiter verarbeitet.

Description

Das Verfahren findet Anwendung bei der Aufarbeitung von Polymeren, welche Metallsalze organischer Säuren enthalten, aus einer Lösung von Polymeren in ei nem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu festem, pulverförmigem oder stückigem Polymeren.

Es sind verschiedene Verfahren zum Aufarbeiten von Polymeren bekannt. So wer den z. B. Fällungsverfahren, Verdüsungsverfahren oder Eindampfverfahren ange wendet. Dabei verbleibt das Metallsalz der organischen Säure im Produkt, was zu nicht erwünschten Erscheinungen bei der Verarbeitung oder Anwendung führen kann.

Nach US 4.9670.862 wird z. B. ein Verfahren zur Herstellung von Polyalkylencarbo naten durch Lösungscopolymerisation von Alkylenoxiden und Kohlendioxid mit an schließender Abtrennung und Regeneration des organischen Metallsalzes beschrie ben. Das eingesetzte Salz wird durch Filtration, Zentrifugation oder Sedimentation aus der Polymerlösung in fester Form zurückgewonnen. Die vollständige Abtren nung dieses Stoffes in dieser Form ist wegen der extremen Feinheit des Feststoffes und der hohen Viskosität der Polymerlösung auf mechanischem Weg sehr aufwen dig.

Aus der DE 26 47 606 C2 ist ein Verfahren zur Verhinderung der Trübung in einem Schmierölgemisch bekannt. Diese Trübung wird von Metallsalzen von schwachen Säuren, welche bei der katalytischen Polymerisation, der Aufarbeitung oder anderen Stufen der Herstellung von ethylenhaltigen Copolymerölkonzentraten auftreten, ver ursacht. Die Trübung wird dadurch überwunden, daß dem Schmierölgemisch eine öllösliche starke Säure zugesetzt wird, wobei diese Säure eine wasserstoffdissoziie rende Gruppe enthält, die einen pK-Wert von weniger als 2,5 aufweist. Dadurch werden die ölunlöslichen trüb machenden Substanzen in ein öllösliches Material umgewandelt und die Metallsalze in ein öllösliches Derivat oder einen ionischen Komplex der starken Säure überführt. Zielstellung dieser vorgenannten Lösung ist jedoch, die Metallsalze nicht mehr aus dem Schmierölgemisch zu entfernen, sondern diese nur in einer unschädlichen Form im Produkt zu belassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abtrennung von orga nischen Metallsalzen aus einer Polymerlösung zu entwickeln. Die Lösung enthält zwischen 2% bis 50% in einem Lösungsmittel gelöstes Polymer, das ausgefällte Polymere soll weniger als 50 ppm Metallionen enthalten.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen dargestellte Erfindung gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Polymerlösung vorzugsweise mit einer mit dem Lösungsmittel nicht mischbaren Säure in technisch üblicher Weise dispergiert. Die Säure weist dabei eine Temperatur auf, die vorzugsweise gleich oder über der der Polymerlösung liegt, so daß keine Abkühlung des Gemisches auf tritt, was eine Verschlechterung der Mischbedingungen durch Anstieg der Viskosität der Polymerlösung bewirken würde. Während des Einbringens der Säure in die Po lymerlösung findet eine exotherme Reaktion zwischen Säure und organischem Me tallsalz statt, die ebenfalls zur Temperaturerhöhung des Gemisches und damit zur Viskositätserniedrigung beiträgt. Die Zugabe der Säure und die intensive Vermi schung führen dazu, daß das Gemisch einen solchen Zustand annimmt, daß das durch die Reaktion mit der Säure gebildete Salz vollständig dissoziiert in der vor zugsweise wäßrigen Phase vorliegt und die entstandenen Reaktionsprodukte ent sprechend ihrer Löslichkeit und Dissoziationskonstante in der vorzugsweise wäßri gen Phase undissoziiert und/oder in Ionen vorliegen. Die Phasen können in einfa cher Weise durch bekannte flüssig-flüssig-Trennprozesse getrennt werden. Hierbei ist die Feinheit des organischen Metallsalzes ein besonderer Vorteil für die Reaktion mit der Säure. Das erwähnte mechanische Trennproblem wurde so in ein flüssig flüssig-Trennproblem umgewandelt, welches durch bekannte Operationen wie De kantieren oder Abscheiden leicht gelöst wird. Die Trennung beider Phasen kann durch Variation des Volumenverhältnisses und der Temperatur, z. B. durch Ver dampfen des Lösungsmittels, optimiert werden.

Die Metallkomponente kann nun aus der Säure entfernt und einem Wiedereinsatz zugeführt werden. Die metallsalzfreie Polymerlösung wird nach bekannten Verfahren weiter aufgearbeitet.

Im Gegensatz zu DE 26 47 606 wird bei der vorliegenden Erfindung das unlösliche organische Metallsalz mit einer lösungsmittelunlöslichen starken Säure so behan delt, das sich das Metallsalz der starken Säure in der Säurephase löst, während das Produkt der schwachen Säure säure- oder lösungsmittellöslich ist. Vorteilhaft ist da bei die Möglichkeit, daß das gebildete säurelösliche Metallsalz abgetrennt wird und nicht im Produkt verbleibt.

Als Polymere kommen hier alle Polymere zum Einsatz, die z. B. durch Lösungs- oder Massepolymerisation unter Einsatz metallorganischer Katalysatoren hergestellt wur den oder im Recyclingprozeß anfallen und solche Verunreinigungen enthalten. Lö sungsmittel sind dabei alle herkömmlichen zyklischen und aliphatischen Kohlenwas serstoffe oder Gemische davon, sofern sie keine Reaktion mit der starken Säure zeigen.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert:

Beispiel 1

2 l einer Lösung von 15 Ma.-% Polyalkylencarbonat in Methylenchlorid enthalten 0,08 mol Zinkglutarat. Die Lösung wird bei 25°C mit 100 ml 10%iger Schwefelsäure 10 Minuten intensiv gemischt und anschließend bis zur vollständigen Phasentren nung ohne Rührung gehalten.

Durch Dekantieren erhält man die Polymerlösung. Das Polyalkylencarbonat enthält nach seiner Ausfällung 20 ppm Zink.

Beispiel 2

2 l einer Lösung von 10 Ma.-% Polyalkylencarbonat in Methylenchlorid enthalten 0,04 mol Zinkglutarat und 0,03 mol Zinkadipinat im Gemisch. Die Lösung wird bei 25°C mit 100 ml 10%iger Schwefelsäure 10 Minuten intensiv gemischt und an schließend bis zur vollständigen Phasentrennung ohne Rührung gehalten.

Durch Dekantieren erhält man die Polymerlösung. Das Polyalkylencarbonat enthält nach seiner Ausfällung 15 ppm Zink.

Beispiel 3

1 l einer Lösung von 35 Ma.-% Polyalkylencarbonat in Methylenchlorid enthalten 0,05 mol Zinkadipinat. Die Lösung wird bei 25°C mit 100 ml 8%iger Phosphorsäure 20 Minuten intensiv gemischt und anschließend bis zur vollständigen Phasentren nung ohne Rührung gehalten. Durch Dekantieren erhält man die Polymerlösung.

Das Polyalkylencarbonat enthält nach seiner Ausfällung 18 ppm Zink.

Beispiel 4

Eine Lösung von 1093 g Polypropylencarbonat in einem Lösungsmittelgemisch be stehend aus 4500 ml Methylenchlorid und 750 ml Propylenoxid enthält 0,2 mol Zink in Form von Zinkglutarat. Diese Lösung wird bei 25°C mit 400 ml 10%iger Schwe felsäure intensiv vermischt. Nach erfolgter Phasentrennung, Abtrennung der wäßri gen Phase, Ausfällen und Trocknen des Polymeren enthält das Polypropylencarbo nat 38 ppm Zink.

Claims

1. Verfahren zur Abtrennung organischer Metallsalze aus einer Polymerlösung, be stehend aus einem in einem Lösungsmittel gelösten Polymer und einem organi schen Metallsalz, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerlösung mit einer mit dem Lösungsmittel nicht mischbaren Säure mit einer Konzentration von 0,05% bis 100% versetzt wird und danach eine Abtrennung der das Polymer nicht ent haltende Phase erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure eine Kon zentration von 1% bis 50% aufweist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Po lymerlösung die Säure in einer Menge von 0,1% bis 50% bezogen auf die Men ge des Lösungsmittels zugesetzt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Poly merlösung eine Lösung verschiedener Polymere in einem Lösungsmittel oder ei nem Lösungsmittelgemisch ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ver wendete Säure ein Gemisch aus verschiedenen Säuren ist.