DE19859191A1 - Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöffnende Metathese-Emulsionspolymerisation - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöffnende Metathese-EmulsionspolymerisationInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöffnende Metathesepolymerisation wenigstens eines gering cyclischen Olefins a) sowie gegebenenfalls weiterer cyclischer und/oder acyclischer Olefine b) in Gegenwart wenigstens eines Metathesekatalysators c) und wenigstens einer grenzflächenaktiven Substanz d) sowie gegebenenfalls weiterer Hilfsstoffe e), das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Dispersion durch Miniemulsionspolymerisation herstellt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöffnende Meta
thesepolymerisation wenigstens eines gering wasserlöslichen Cyc
loolefins sowie gegebenenfalls weiterer cyclischer und/oder acyc
lischer Olefine in Gegenwart wenigstens eines Metathesekatalysa
tors und wenigstens einer grenzflächenaktiven Substanz.
Der Begriff Metathese bezeichnet formal den Austausch der Alkyl
idengruppen zwischen zwei Alkenen in Gegenwart von homogenen oder
heterogenen Übergangsmetallkatalysatoren. Ein einfaches Beispiel
für eine großtechnisch genutzte Metathesereaktion zwischen zwei
acyclischen Olefinen ist die Umwandlung von Propen in Ethen und
2-Buten. Die nach dem Mechanismus der Metathese verlaufende ring
öffnende Polymerisation von cyclischen Olefinen führt zu
Poly-(1-alkenylenen), die als Polyalkenamere bezeichnet werden.
R.R. Schrock beschreibt in Acc. Chem. Res. 1990, 23, S. 158 ff.
den Mechanismus der ringöffnenden Metathesepolymerisation gemäß
dem folgenden Schema:
Dabei wird im Initiierungsschritt (1) zunächst ein Cycloolefin an
einen Metallcarben-Komplex unter Ausbildung einer Metallacyclo
butan-Zwischenstufe addiert, welche sich entweder in die Edukte
zurückspalten oder zu einem neuen Carbenkomplex unter Kettenver
längerung öffnen kann. Das Kettenwachstum (Propagation) (2) er
folgt im Idealfall der lebenden ringöffnenden Metathesepolymeri
sation derart, dass pro Metallzentrum ein Polymerstrang gebildet
wird, so dass monodisperse Polymere mit einer Uneinheitlichkeit
von nahezu 1 erhalten werden. Der Kettenabbruch (3), d. h. die
Ablösung des Polymers vom Metall, erfolgt im Allgemeinen durch
Zugabe eines acyclischen Olefins.
Geeignete homogene und heterogene Katalysatorsysteme für die
ringöffnende Metathese basieren im Allgemeinen auf einem Über
gangsmetall der 6., 7, oder 8. Nebengruppe des Periodensystems.
In J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, S. 784-790, wird eine lebende
ringöffnende Metathesepolymerisation von funktionalisierten Nor
bornen und 7-Oxanorbornen in wässriger Makroemulsion beschrieben,
wobei Ruthenium-Carben-Komplexe der Formel
RuCl2(=CHPh)(PCy3)2 und RuCl2(=CH-CH=CHPh)(PCy3)2
als Metathesekatalysatoren eingesetzt werden. Diese Katalysato
ren, die selbst im Wesentlichen wasserunlöslich sind, zeigen eine
hohe Toleranz gegenüber polaren funktionellen Gruppen und sind
auch in Gegenwart von Alkoholen und Wasser stabil. Sie werden in
Form einer Lösung in einer geringen Menge eines organischen Lö
sungsmittels für die Metathesepolymerisation eingesetzt. Es wer
den dabei Latices von Homo- und Blockcometathesepolymerisaten der
eingesetzten Edukte mit einer nahezu monodispersen Molekularge
wichtsverteilung erhalten.
In Organometallics 1996, 15, S. 4317-4325, wird die Synthese was
serlöslicher Ruthenium-Metathesekatalysatoren auf Basis wasser
löslicher, aliphatischer Phosphine beschrieben. Diese sind geeig
nete, eine ringöffnende Metathesepolymerisation funktionalisier
ter 7-Oxanorbornene in Wasser, Methanol und wässrigen Emulsionen
zu initiieren.
Die WO 93/20111, die WO 96/04289, die WO 97/03096 und die WO
97/06185 beschreiben Ruthenium- und Osmium-Carben-Verbindungen,
die gegenüber einer Vielzahl funktioneller Gruppen sowie gegen
über organischen protischen und wässrigen Lösungsmitteln stabil
sind. Sie weisen als Metathesekatalysatoren eine hohe katalyti
sche Aktivität auf und ermöglichen somit die ringöffnende Meta
thesepolymerisation einer Vielzahl von cyclischen Olefinen, auch
von reaktionsträgen Olefinen mit geringer Ringspannung, und die
Kreuzmetathese von cyclischen und acyclischen Olefinen. Die Poly
merisation wird dabei als Substanz- oder Lösungspolymerisation
durchgeführt, wobei auch protisch polare Lösungsmittel zum Ein
satz kommen. Metathesepolymerisationen in Form einer Emulsions-
oder Suspensionspolymerisation sind nicht beschrieben.
Nach den Verfahren des Standes der Technik ist es nicht möglich,
wasserunlösliche bzw. nur gering wasserlösliche cyclische Olefine
der ringöffnenden Metathesepolymerisation zu unterwerfen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Herstellung wässriger Polyalkenamer-Dispersionen
und nach diesem Verfahren erhältliche Dispersionen zur Verfügung
zu stellen, die wenigstens ein gering wasserlösliches cyclisches
Olefin einpolymerisiert enthalten.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe durch
eine ringöffnende Metathesepolymerisation gelöst wird, wenn die
Herstellung der Dispersion durch wässrige Miniemulsion erfolgt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Her
stellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöff
nende Metathesepolymerisation wenigstens eines gering wasserlös
lichen cyclischen Olefins a) sowie gegebenenfalls weiterer cycli
scher und/oder acyclischer Olefine b) in Gegenwart wenigstens ei
nes Metathesekatalysators c) und wenigstens einer grenzflächenak
tiven Substanz d) sowie gegebenenfalls weiterer Hilfsstoffe e),
das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Dispersion durch
Miniemulsionspolymerisation herstellt.
Als Miniemulsion wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine
Emulsion bezeichnet, deren disperse oder innere Phase (im Falle
einer Öl-in-Wasser-Emulsion die Ölphase) einen mittleren Tröpf
chendurchmesser von höchstens 1000 nm aufweist.
Die mittlere Tröpfchengröße kann dabei nach dem Prinzip der qua
sielastischen dynamischen Lichtstreuung bestimmt werden (der so
genannte z-mittlere Tröpfchendurchmesser dz der unimodalen Analyse
der Autokorrelationsfunktion). In den Beispielen wurde dazu ein
Coulter N4 Plus Particle Analyser der Fa. Coulter Scientific In
struments verwendet (1 bar, 25°C). Die Messungen werden dabei an
verdünnten wässrigen Emulsionen vorgenommen, die zuvor mit den in
der wässrigen Emulsion enthaltenen Verbindungen gesättigt wurden.
Letztere Maßnahme soll verhindern, dass mit der Verdünnung eine
Änderung der Tröpfchendurchmesser einhergeht.
Bevorzugt weisen die Öltröpfchen einen mittleren Tröpfchendurch
messer dz im Bereich von etwa 40 bis 750 nm, bevorzugt 50 bis
500 nm, auf. Günstig ist dabei z. B. ein dz-Bereich von 100 bis
400 nm, bzw. von 100 bis 300 nm.
Vorzugsweise enthält die Ölphase der Miniemulsion den Metathese
katalysator c) sowie gegebenenfalls zusätzlich wenigstens ein
cyclisches Olefin a). Gewünschtenfalls kann sie zusätzlich auch
wenigstens ein cyclisches und/oder acyclisches Olefin b) sowie
Hilfsstoffe e) enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Miniemulsion er
folgt in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise. Dabei kann man
die Komponenten der Ölphase einzeln oder als Mischung zunächst in
eine wässrige Lösung mindestens einer grenzflächenaktiven Sub
stanz d) einrühren und so eine wässrige Makroemulsion (dz ≧
1000 nm) erzeugen. Dabei kann die wässrige Lösung der grenzflä
chenaktiven Substanz gegebenenfalls zusätzlich Hilfsstoffe e)
enthalten.
Diese Makroemulsion kann anschließend in üblicher Weise zur er
findungsgemäß eingesetzten Miniemulsion homogenisiert werden. Ge
eignete Mischvorrichtungen zur Herstellung der Miniemulsion sind
z. B. Hochdruckhomogenisatoren, bevorzugt Strahldispergatoren und
Scherspaltmischer, Ultraschallhomogenisatoren, und Kombinationen
davon. Zu den geeigneten Hochdruckhomogenisatoren zählt z. B. der
Niro-Soavi Hochdruckhomogenisator Typ NS1001L Panda, der Micro
fluidizer Typ M 120 E der Microfluidics Corp. und der Nanojet Typ
Expo der Nanojet Engineering GmbH.
Eine geeignete Mischvorrichtung auf Ultraschall-Basis ist z. B.
der Branson Sonifier II 450. Eine weitere geeignete Vorrichtung
zur Erzeugung von dispersen Stoffgemischen mittels Ultraschall
ist z. B. in der deutschen Patentanmeldung P 197 56 874.2 be
schrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Dabei steht ein Mit
tel zum Übertragen von Ultraschallwellen, das eine freie Ab
strahlfläche aufweist, mit einem Reaktionsraum in Wirkverbindung,
wobei die Abstrahlfläche im Wesentlichen der Oberfläche des Reak
tionsraums entspricht, bzw., wenn der Reaktionsraum ein Teilab
schnitt eines Durchfluss-Reaktionskanals ist, sich im Wesentli
chen über die gesamte Breite des Kanals erstreckt, und die zu der
Abstrahlfläche im Wesentlichen senkrechte Tiefe des Reaktions
raums geringer als die maximale Wirkungstiefe des Ultraschall
übertragungsmittels ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem
Mittel zum Übertragen von Ultraschallwellen um eine Sonotrode,
deren der freien Abstrahlfläche abgewandtes Ende mit einem Ultra
schallwandler gekoppelt ist.
Geeignete Monomere a) sind im Wesentlichen wenig wasserlösliche
cyclische Olefine. Vorzugsweise weisen sie eine Wasserlöslichkeit
von höchstens 0,1 g/l (25°C) auf.
Bevorzugte Monomere a) sind mono-, bi-, tri- und polycyclische
Olefine, die eine oder mehrere, durch Metathese polymerisierbare
Doppelbindungen aufweisen. Dazu zählen C4-C12-, insbesondere
C5-C8-Cycloolefine, z. B. Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohepten,
Cycloocten, Cyclononen, Cyclodecen, C7-C17-Cyclodiolefine, wie
1,5-Cyclooctadien, 1,6-Cyclodecadien, C10-C20-Cyclotriolefine, wie
1,5,9-Cyclododecatrien, sowie Bicyclo[2.2.1]hept-2-en, Bi
cyclo[2.2.2]hepta-2,5-dien, Bicyclo[2.2.2]-oct-2-en, Bi
cyclo[2.2.2]octa-2,5-dien, Bicyclo[2.2.2]-octa-2,5,7-trien, Bi
cyclo[3.3.0]oct-2-en, Bicyclo[3.3.0]oct-2,6-dien, Dicyclopenta
dien(Tricyclo[5.2.1.02,6]deca-3,8-dien) etc., und Mischungen da
von.
Geeignete Olefine b) sind acyclische Olefine, die zwei oder meh
rere Doppelbindungen aufweisen. Dazu zählen z. B. Butadien,
1,3-Pentadien, 1,4-Pentadien, 1,3-Hexadien, 1,4-Hexadien, 1,5-
Hexadien, 1,6-Heptadien, 1,7-Octadien, 1,8-Decadien, 1,3,5-Hexa
trien, 1,4,7-Octatrien, 1,5,9-Decatrien etc. Geeignet sind auch
Polyolefine mit zwei oder mehreren Doppelbindungen, wie z. B.
1,4-Polybutadien, 1,4-Polyisopren und Copolymere von Styrol und
Butadien.
Geeignet sind auch acyclische Monoolefine b), wie Ethen, Propen,
1-Buten, 2-Buten, 1-Penten, 2-Penten, 1-Hexen etc. Geeignete Ole
fine b) sind weiterhin Vinylaromaten, wie Styrol, α-Methylstyrol,
o-Chlorstyrol, 4-Isobutylstyrol, Vinyltoluol etc. Geeignete Ole
fine sind weiterhin α,β-ethylenisch ungesättigte Mono- und/oder
Dicarbonsäuren, deren Salze, Ester, Halbester und Amide, wie
Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure,
Itaconsäure, 3-Pentensäuremethylester, 4-Pentensäuremethylester,
Ölsäuremethylester, Acrylsäuremethylester, Methacrylsäuremethyl
ester, ungesättigte Nitrile, wie 3-Pentennitril, 4-Pentennitril,
Acrylnitril, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether,
Vinylpropylether etc., C1- bis C20-Alkenole, -Alkendiole und -Al
kadienole, wie 2,7-Octadienol-1. Geeignete Olefine b) sind wei
terhin Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylidenhalogenide,
Vinylsulfonsäure und deren Salze, Vinylphosphonsäure und deren
Salze etc. Diese Monomere führen zum Kettenabbruch der ringöff
nenden Metathesepolymerisation und werden z. B. zur Steuerung der
Kettenlänge eingesetzt. Acyclische Monoolefine b) werden daher im
Allgemeinen erst gegen Ende der lebenden ringöffnenden Metathese
polymerisation zugegeben.
Geeignete Olefine b) sind auch cyclische Olefine, die eine höhere
Wasserlöslichkeit als die zuvor genannten cyclischen Olefine a)
aufweisen. Dazu zählen z. B. die unter a) genannten cyclischen
Olefine, die wenigstens eine hydrophile polare Gruppe, die ausge
wählt ist unter OH, C1- bis C5-Alkoxy, C1- bis C5-Hydroxyalkyl,
C1- bis C5-Alkoxyalkyl, NHR (wobei R für Wasserstoff, Alkyl, Cy
cloalkyl oder Aryl steht), COOX, SO3X (wobei X für H, Li, Na, K
oder Ammonium steht), Polyalkylenoxiden, Anhydriden, Imiden etc.
aufweisen. Die zuvor genannten Monomere b) können einzeln oder in
beliebigen Mischungen eingesetzt werden. Ihre Menge liegt im All
gemeinen in einem Bereich von etwa 0 bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt
0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Menge der Komponente a).
Geeignete Metathesekatalysatoren c) sind insbesondere im Wesent
lichen öllösliche Katalysatoren.
Zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich vor
zugsweise homogene Metathesekatalysatoren c), die ausgewählt sind
unter
- a) mindestens einem Übergangsmetallalkyliden-Komplex (Übergangs metallcarben-Komplex), der mindestens ein Übergangsmetall der 6., 7. oder 8. Nebengruppe, bevorzugt Mo, W, Os, Re oder Ru, umfasst,
- b) einer zur Bildung eines Komplexes a) geeigneten Kombination aus einer Übergangsmetallverbindung und wenigstens einem wei teren Agens, bevorzugt einem Alkylierungsmittel, und
- c) einer zur Bildung eines Komplexes a) mit den in der Mischung M enthaltenen Olefinen geeigneten Übergangsmetallverbindung.
Geeignete homogene Katalysatorsysteme sind im Allgemeinen Über
gangsmetallverbindungen, die gegebenenfalls in Kombination mit
einem Cokatalysator und/oder gegebenenfalls in Gegenwart der Ole
finedukte befähigt sind, einen katalytisch aktiven Metallcarben
komplex zu bilden. Solche Systeme werden z. B. von R.H. Grubbs in
Comprehensive Organomet. Chem., Pergamon Press, Ltd., New York,
Bd. 8, S. 499 ff. (1982) beschrieben.
Geeignete Katalysator/Cokatalysator-Systeme auf W-, Mo- und Re-
Basis können z. B. mindestens eine lösliche Übergangsmetallver
bindung und ein alkylierendes Agens umfassen. Dazu zählen z. B.
MOCl2(NO)2(PR3)2/Al2(CH3)3Cl3; WCl6/BuLi;
WCl6/EtAlCl2(Sn(CH3)4)/EtOH; WOCl4/Sn(CH3)4;
WOCl2(O-[2,6-Br2-C6H3])/Sn(CH3)4; CH3ReO3/C2H5AlCl2.
MOCl2(NO)2(PR3)2/Al2(CH3)3Cl3; WCl6/BuLi;
WCl6/EtAlCl2(Sn(CH3)4)/EtOH; WOCl4/Sn(CH3)4;
WOCl2(O-[2,6-Br2-C6H3])/Sn(CH3)4; CH3ReO3/C2H5AlCl2.
Weitere als Metathese-Katalysatoren geeignete Übergangsmetall-Al
kylidenkomplexe sind z. B. vierfach koordinierte Mo- und W-Al
kylidenkomplexe, die zusätzlich zwei sperrige Alkoxy- und einen
Imido-Liganden aufweisen, wie
((CH3)3CO)2Mo(= N-[2,6-(i-C3H7)2-C6H3])(= CHC(CH3)2C6H5) und
[(CF3)2C(CH3)O]2Mo(= N-(2,5-(i-C3H7)-C6H3])(= CH(CH3)2C6H5).
((CH3)3CO)2Mo(= N-[2,6-(i-C3H7)2-C6H3])(= CHC(CH3)2C6H5) und
[(CF3)2C(CH3)O]2Mo(= N-(2,5-(i-C3H7)-C6H3])(= CH(CH3)2C6H5).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden in dem erfindungs
gemäßen Verfahren homogene Metathesekatalysatoren c) eingesetzt,
die gegenüber einer Vielzahl funktioneller Gruppen und gegenüber
Luftsauerstoff stabil sind und sich für den Einsatz in protisch
polaren Lösungsmitteln sowie in wässrigen Reaktionsmedien eignen.
Solche Katalysatoren sind aus dem Stand der Technik bekannt und
werden z. B. in der WO 93/20111, WO 96/04289, WO 97/03096,
WO 97/06185 und in J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, S. 784-790, be
schrieben. Auf diese Schriften wird hiermit in vollem Umfang Be
zug genommen.
Vorzugsweise setzt man wenigstens einen Metathesekatalysator c)
ein, der ausgewählt ist unter Übergangsmetallalkylidenkomplexen
der Formel I
MX1X2L1L2(= CR1R2) (I)
worin
M für Os oder Ru steht,
X1 und X2 für Halogen, vorzugsweise Chlor, stehen,
L1 und L2 unabhängig voneinander für Triarylphosphin, bevorzugt Triphenylphosphin, Tri-C5-C8-cycloalkylphosphin, bevorzugt Tricyclopentylphosphin und Tricyclohexylphosphin, Tri-C1-C5- alkylphosphin, bevorzugt Triisopropylphosphin, und Diaryl-C1- C5-alkylphosphin, bevorzugt Methyldiphenylphosphin, stehen,
R1 und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff, C1- bis C5-Al kyl, C1- bis C5-Alkenyl, C1- bis C5-Alkinyl, Aryl, bevorzugt Phenyl, C1- bis C5-Alkoxy, C1- bis C5-Carboxylat, Phenoxy oder C1- bis C5-Alkoxycarbonyl stehen, wobei die Alkylreste gegebe nenfalls 1, 2 oder 3 Substituenten, ausgewählt unter Aryl, Halogen, bevorzugt Chlor und Fluor, Hydroxy, C1- bis C5-Al koxy, C1- bis C5-Alkoxycarbonyl und die Arylreste 1, 2 oder 3 Substituenten, ausgewählt unter C1- bis C5-Alkyl, Phenyl, Hy droxy, C1- bis C5-Alkoxy, Amino, Nitro oder Halogen, bevorzugt Fluor oder Chlor, tragen können, oder
R1 und R2 gemeinsam für einen Rest = CR3R4 stehen, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander die zuvor für R1 oder R2 angegebenen Bedeutungen besitzen und insbesondere für Wasserstoff, C1- bis C5-Alkyl und/oder Phenyl stehen.
M für Os oder Ru steht,
X1 und X2 für Halogen, vorzugsweise Chlor, stehen,
L1 und L2 unabhängig voneinander für Triarylphosphin, bevorzugt Triphenylphosphin, Tri-C5-C8-cycloalkylphosphin, bevorzugt Tricyclopentylphosphin und Tricyclohexylphosphin, Tri-C1-C5- alkylphosphin, bevorzugt Triisopropylphosphin, und Diaryl-C1- C5-alkylphosphin, bevorzugt Methyldiphenylphosphin, stehen,
R1 und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff, C1- bis C5-Al kyl, C1- bis C5-Alkenyl, C1- bis C5-Alkinyl, Aryl, bevorzugt Phenyl, C1- bis C5-Alkoxy, C1- bis C5-Carboxylat, Phenoxy oder C1- bis C5-Alkoxycarbonyl stehen, wobei die Alkylreste gegebe nenfalls 1, 2 oder 3 Substituenten, ausgewählt unter Aryl, Halogen, bevorzugt Chlor und Fluor, Hydroxy, C1- bis C5-Al koxy, C1- bis C5-Alkoxycarbonyl und die Arylreste 1, 2 oder 3 Substituenten, ausgewählt unter C1- bis C5-Alkyl, Phenyl, Hy droxy, C1- bis C5-Alkoxy, Amino, Nitro oder Halogen, bevorzugt Fluor oder Chlor, tragen können, oder
R1 und R2 gemeinsam für einen Rest = CR3R4 stehen, wobei R3 und R4 unabhängig voneinander die zuvor für R1 oder R2 angegebenen Bedeutungen besitzen und insbesondere für Wasserstoff, C1- bis C5-Alkyl und/oder Phenyl stehen.
Gewünschtenfalls können diese Katalysatoren zu Beginn der Reak
tion aus einem geeigneten Übergangsmetallkomplex und einem reak
tiven Agens, z. B. einem Diazoalkan, "in situ" erzeugt werden.
Der Katalysator wird dabei im Allgemeinen in einer Menge von etwa
0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,005 bis 5 Gew.-%, bezogen auf
die Gesamtmenge der Komponenten a) bis e), eingesetzt.
Geeignete grenzflächenaktive Substanzen d) sind die üblicherweise
bei der Emulsionspolymerisation als Dispergiermittel eingesetzten
Schutzkolloide und Emulgatoren, wie sie z. B. in Houben-Weyl, Me
thoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare
Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 411 bis 420 be
schrieben sind. Geeignete Schutzkolloide sind z. B. Polyvinylal
kohole und teilverseifte Polyvinylacetate, Polyacrylate, Polyvi
nylpyrrolidon, Cellulose und Cellulosederivate, wie z. B. Methyl
cellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Stärke
und Stärkederivate, wie z. B. Cyanalkyletherstärke, Hydroxyalkyl
etherstärke, Carboxymethylstärke etc. Als Emulgatoren sind sowohl
anionische, kationische als auch nichtionische Emulgatoren geei
gnet, bevorzugt werden kationische und/oder anionische Emulgato
ren eingesetzt.
Vorzugsweise werden als grenzflächenaktive Substanzen Emulgatoren
eingesetzt, deren relative Molekulargewichte im Unterschied zu
den Schutzkolloiden üblicherweise unter 3500 Dalton liegen.
Brauchbare nichtionische Emulgatoren sind araliphatische oder
aliphatische nichtionische Emulgatoren, beispielsweise ethoxy
lierte Mono-, Di- und Trialkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50, Alkyl
rest: C4-C10), Ethoxylate langkettiger Alkohole (EO-Grad: 3 bis
50, Alkylrest: C8-C36) sowie Polyethylenoxid/Polypropylenoxid-
Blockcopolymere. Bevorzugt werden Ethoxylate langkettiger Alka
nole (Alkylrest C10-C22, mittlerer Ethoxylierungsgrad 10 bis 50)
und darunter besonders bevorzugt solche mit einem linearen
C12-C18-Alkylrest und einem mittleren Ethoxylierungsgrad von 10
bis 50 eingesetzt. Dazu zählen z. B. die Lutensol® AT-Marken der
BASF AG. Bevorzugte nichtionische Emulgatoren sind weiterhin
C12-C18-Oxoalkoholethoxylate, z. B. die Lutensol® TO-Marken der
BASF AG. Geeignete nichtionische Emulgatoren sind weiterhin
ethoxylierte Monoalkylphenole.
Bevorzugte anionische Emulgatoren sind beispielsweise Alkali- und
Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: C8-C22), wie Natrium
laurylsulfat und Natrium-(C14-C16)alkylsulfonat, von Schwefelsäu
rehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad: 2 bis 50, Alkyl
rest: C12-C18) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad: 3 bis 50,
Alkylrest: C4-C9), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12-C18),
Arylsulfonsäuren und von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest:
C9-C18). Weitere geeignete Emulgatoren finden sich in Houben-Weyl,
Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare
Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, S. 192-208. Bevor
zugte anionische Emulgatoren sind ebenfalls Bis(phenoylsulfon
säure)ether bzw. deren Alkali- oder Ammoniumsalze, die an einem
oder beiden aromatischen Ringen eine C4-C24-Alkylgruppe tragen,
geeignet. Diese Verbindungen sind allgemein bekannt, z. B. aus
der US-A-4,269,749, und im Handel erhältlich, beispielsweise als
Dowfax® 2A1 (Dow Chemical Company).
Bevorzugte anionische Emulgatoren sind weiterhin die Salze von
Schwefelsäurehalbestern gegebenenfalls alkoxylierter C2-C20-Alko
hole. Dazu zählen z. B. die Alkalimetallsalze, wie Natrium- oder
Kaliumsalze, oder die Ammoniumsalze, z. B. die Salze mit Ammoniak
oder organischen Aminen. Als Alkoholkomponente des Halbesters
wird vorzugsweise ein C9- bis C15-Alkohol eingesetzt. Insbesondere
ist der Alkohol alkoxyliert. Der mittlere Alkoxylierungsgrad be
trägt bevorzugt 1 bis 35, insbesondere 2 bis 18. Geeignete Emul
gatoren dieses Typs sind z. B. die Texapon®-Marken der Fa. Hen
kel, z. B. Texapon® NSO.
Bevorzugte anionische Emulgatoren sind weiterhin Mono- und Dial
kylester der Sulfonbernsteinsäure, die Alkylreste mit 6 bis
14 Kohlenstoffatomen aufweisen und die Alkalimetall- und Ammoni
umsalze davon. Geeignete Emulgatoren dieses Typs sind z. B. die
Lumiten® I-Marken der BASF AG sowie Na-Dihexylsulfosuccinat (Ae
rosol® MA) und Na-Dioctylsulfosuccinat (Pepelx OTP).
Geeignete kationische Emulgatoren sind z. B. quartäre Ammoniumha
logenide, z. B. Dodecyltrimethylammoniumchlorid, Trimethylcetyl
ammoniumchlorid, Methyltrioctylammoniumchlorid, Benzyltriethylam
moniumchlorid oder quartäre Verbindungen von N-C6-C20-Alkylpyridi
nen, -morpholinen oder -imidazolen, z. B. N-Laurylpyridiniumchlo
rid.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich auch Gemische der
zuvor genannten Emulgatoren. Diese enthalten vorzugsweise wenig
stens zwei kationische Emulgatoren, wenigstens zwei anionische
Emulgatoren oder wenigstens einen kationischen oder anionischen
und wenigstens einen nichtionischen Emulgator.
Die Menge an Emulgator d) beträgt im Allgemeinen etwa 0,01 bis 10
Gew.-%, bezogen auf die Menge der Komponenten a) bis e).
Geeignete Hilfsstoffe e) sind z. B. Cosolvenzien, die zumindest
zu einem geringen Anteil in Wasser löslich sind. Die wasserlös
lichkeit beträgt dabei im Allgemeinen mindestens 0,03 Gew.-%
(25°C, 1 bar). Geeignete Cosolvenzien e) sind z. B. aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Chlorbenzol, Toluol und Xylol,
chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Dichlorethan,
Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff, Ether, wie Dimethylether,
Di-n-propylether, Di-n-butylether etc., cycloaliphatische Kohlen
wasserstoffe, wie Cyclopentan und Cyclohexan, Alkohole, wie Me
thanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, tert.-Buta
nol, cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran, Ketone, wie Aceton und
Methylethylketon, und Mischungen davon. Die Menge an Cosolvenzien
e) liegt im Allgemeinen in einem Bereich von etwa 0 bis 90
Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis
10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des flüssigen Reaktionsme
diums. Bevorzugt kann auf den Einsatz eines Cosolvens verzichtet
werden. Werden Cosolvenzien eingesetzt, so handelt es sich vor
zugsweise um Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Dichlorethan, Tetra
hydrofuran, Diethylether, Methanol, Ethanol und Mischungen davon.
Geeignete weitere Hilfsstoffe e) sind Löslichkeitsverbesserer.
Löslichkeitsverbesserer dienen im Allgemeinen dazu, hydrophoben
Monomeren, die in Wasser nur sehr gering oder im Wesentlichen un
löslich sind, die Diffusion durch die Wasserphase zu ermöglichen.
Bevorzugte Löslichkeitsverbesserer e) sind Verbindungen mit Cy
clodextrinstruktur. Zu Verbindungen mit Cyclodextrinstrukturen
zählen z. B. α-, β-, γ- und δ-Cyclodextrine und chemisch modifi
zierte Cyclodextrine. Die Cyclodextrine selber werden beispiels
weise durch enzymatischen Abbau von Stärke gewonnen und bestehen
z. B. aus 6 bis 9 D-Glucoseeinheiten, die über eine α-1,4-glycosi
dische Bindung miteinander verknüpft sind. α-Cyclodextrin besteht
aus 6, β-Cyclodextrin aus 7 Glucosemolekülen. Unter chemisch modi
fizierten Cyclodextrinen sind Umsetzungsprodukte von Cyclo
dextrinen mit reaktiven Verbindungen zu verstehen, z. B. Umset
zungsprodukte von Cyclodextrinen mit Alkylenoxiden wie Ethylen
oxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Styroloxid, Umsetzungspro
dukte von Cylcodextrinen mit Alkylierungsmitteln, z. B. C1- bis
C22-Alkylhalogeniden, z. B. Methylchlorid, Ethylchlorid, Butyl
chlorid, Ethylbromid, Butylbromid, Benzylchlorid, Laurylchlorid,
Stearylchlorid oder Behenylchlorid und Dimethylsulfat. Eine wei
tere Modifizierung von Cyclodextrinen ist auch durch Umsetzung
mit Chloressigsäure möglich. Derivate von Cyclodextrinen, die Cy
clodextrinstrukturen enthalten, sind auch durch enzymatische
Verknüpfung mit Maltose-Oligomeren erhältlich. Umsetzungsprodukte
der oben angegebenen Art sind alkylierte (methylierte), hydroxy
alkylierte und sulfonatoalkylierte Cyclodextrine, wie Dime
thyl-β-cyclodextrin, Hydroxypropyl-β-cyclodextrin und Sulfonato
propylhydroxypropyl-β-cyclodextrin. Vorzugsweise verwendet man
α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin, γ-Gyclodextrin und/oder methy
lierte Cyclodextrine, z. B. 2,6-Dimethyl-β-cyclodextrin bzw. dessen
Isomere und Homologe.
Die Löslichkeitsverbesserer e) können als Komplex mit dem hy
drophoben Monomer a) eingesetzt werden. Das Molverhältnis von
a) : e) liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 5000 : 1 bis 1 : 5,
vorzugsweise 1000 : 1 bis 2 : 3, insbesondere 500 : 1 bis 1 : 1.
Nach einer geeigneten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver
fahrens wird kein Löslichkeitsverbesserer eingesetzt. Die im We
sentlichen wasserunlöslichen cyclischen Olefine a) können dann
z. B. gemeinsam mit dem Katalysator c) in der Ölphase zur Erzeu
gung der Miniemulsion eingesetzt werden.
Nach einer weiteren geeigneten Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Verfahrens wird zumindest einer der zuvor genannten Lös
lichkeitsverbesserer e) eingesetzt. Die im Wesentlichen wasserun
löslichen cyclischen Olefine a) können dann gemeinsam mit dem
Löslichkeitsverbesserer e) z. B. in Form einer Makro- oder auch
gegebenenfalls einer weiteren Miniemulsion eingesetzt werden.
Geeignete weitere Hilfsstoffe e) sind auch den pH-Wert einstel
lende Substanzen, wie Alkalihydroxide, z. B. Natriumhydroxid und
Kaliumhydroxid, Alkalicarbonate, wie Natriumcarbonat und Kalium
carbonat, Alkalihydrogencarbonate, wie Natriumhydrogencarbonat
und Kaliumhydrogencarbonat, Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwe
felsäure, Phosphorsäure, Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essig
säure, Propionsäure, Ammoniak, Amine, wie Triethylamin etc.
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Polymerdispersion kann in
an sich bekannter Weise kontinuierlich, semikontinuierlich, z. B.
nach dem Zulaufverfahren, und nach dem Batch-Verfahren erfolgen.
Das Polymerisationsmedium kann sowohl nur aus Wasser als auch aus
Mischungen aus Wasser und den zuvor genannten Cosolvenzien beste
hen. Vorzugsweise wird nur Wasser verwendet.
Die Metathesepolymerisation kann bei Normaldruck, unter erhöhtem
oder reduziertem Druck erfolgen. Insbesondere beim Einsatz von
gasförmigen Olefinen sowie bei erhöhten Polymerisationstemperatu
ren kann die Polymerisation unter erhöhtem Druck erfolgen.
Die Polymerisationstemperatur beträgt in der Regel -20 bis 150°C,
bevorzugt -10 bis 100°C, insbesondere 0 bis 80°C. Die Metathese
polymerisation eignet sich insbesondere auch zur Polymerisation
bei niedrigen Temperaturen, wie z. B. etwa bei -20 bis 20°C.
Gewünschtenfalls kann die Polymerisation unter Inertgas, wie
Stickstoff oder Argon, erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Metathesekataly
sator als Komponente der Ölphase der Miniemulsion eingesetzt.
Dazu kann der Katalysator in einem der Monomere a) und/oder gege
benenfalls b) oder in einem Monomerengemisch gelöst werden. Be
vorzugt wird der Katalysator dann in wenigstens einem Monomer a)
oder einem Gemisch, das wenigstens ein Monomer a) enthält, ge
löst.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Kataly
sator in Kombination mit wenigstens einem organischen Lösungsmit
tel ohne Monomerzusatz eingesetzt und dem Reaktionsgefäß zuge
führt. Gewünschtenfalls kann diese Kombination in Form einer Ma
kroemulsion oder einer Miniemulsion eingesetzt werden, die gege
benenfalls zusätzlich wenigstens einen Emulgator d) und/oder Lös
lichkeitsverbesserer e) enthalten kann. Bevorzugt wird die Kata
lysatorlösung in nicht-emulgierter Form und ohne Zusatz weiterer
Komponenten dem Reaktionsgefäß zugeführt. Geeignete organische
Lösungsmittel sind z. B. die zuvor als Komponente e) genannten
Cosolvenzien.
Geeignete Polymerisationsreaktoren sind dem Fachmann bekannt.
Dazu zählen für das semikontinuierliche bzw. Batch-Verfahren
z. B. übliche Rührkessel. Ein kontinuierliches Verfahren kann
z. B. in einem Rohrreaktor durchgeführt werden.
Nach einer geeigneten Ausführungsform erfolgt die Herstellung der
Polyalkenamer-Dispersion in Batch-Fahrweise. In einfachster Weise
kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass man den Metathe
sekatalysator c) in wenigstens einem der eingesetzten Monomere,
z. B. in einem cyclischen Olefin a), löst und diese Lösung mit
einer Mischung aus mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz
d) in Wasser vereint. Es resultiert eine Mischung, die unmittel
bar darauf zu einer Miniemulsion vermischt wird. Die Herstellung
der Miniemulsion kann dabei z. B. im Polymerisationsreaktor, in
i einem separaten Gefäß oder mittels eines Inline-Homogenisators in
einem Zulauf des Polymerisationsreaktors bzw. in einen Rohrreak
tor erfolgen. Um die Polymerisation zu starten (bzw. die Reak
tionsgeschwindigkeit zu erhöhen), kann man dann z. B. auf die ge
wünschte Polymerisationstemperatur erwärmen.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die eingesetzten Meta
thesekatalysatoren im Allgemeinen ohne Zusatz von Stabilisatoren
in der Monomerkomponente gelöst werden und anschließend zur Mi
niemulsion formuliert werden können, ohne dass eine unkontrol
lierte Polymerisation erfolgt.
Nach einer geeigneten Variante der zuvor beschriebenen Batch-
Fahrweise kann der Metathesekatalysator c) auch in einem Monome
rengemisch aus den zuvor genannten Olefinen a) und/oder b) gelöst
werden, wobei dieses Gemisch mindestens ein im Wesentlichen was
serunlösliches Olefin a) enthält. In Abhängigkeit von den Reakti
vitäten von Katalysator und Monomeren erhält man dann statisti
sche Copolymerisate, Blockcopolymerisate, Homopolymerisate der
einzelnen Monomeren oder Mischformen dieser Polymerisate.
Nach einer weiteren geeigneten Variante der Batch-Fahrweise wird
zur Erzeugung der Miniemulsion wenigstens ein Löslichkeitsverbes
serer, bevorzugt ein Cyclodextrin, als Hilfsstoff e) eingesetzt.
Zur Herstellung der Miniemulsion wird dann im Allgemeinen wenig
stens ein Monomer a), gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Mo
nomer b), wenigstens ein Teil der grenzflächenaktiven Substanz d)
und der Löslichkeitsverbesserer e) eingesetzt. Nach Erzeugung der
Miniemulsion wird der Metathesekatalysator c) in Form einer Ma
kroemulsion oder vorzugsweise auch in Form einer Miniemulsion dem
Reaktionsgefäß zugeführt.
Bevorzugt erfolgt die Herstellung der wässrigen Polyalkenamer-
Dispersion in semikontinuierlicher Fahrweise. Dabei kann z. B.
eine Miniemulsion, umfassend einen Metathesekatalysator und/oder
wenigstens ein Monomer a) und/oder b) in einem Polymerisationsge
fäß vorgelegt werden und die Komponenten, die nicht Bestandteil
der Miniemulsion sind, über einen oder mehrere Zuläufe, z. B.
nach Maßgabe ihres Verbrauchs zur Aufrechterhaltung der Polymeri
sation, dem Polymerisationsreaktor zugeführt werden. Diese Zu
läufe können dann in Form einer Miniemulsion, in Form einer
Makroemulsion oder auch nichtemulgiert eingesetzt werden.
In einfachster Weise kann das semikontinuierliche Verfahren dann
so durchgeführt werden, dass man den Metathesekatalysator c) mit
mindestens einer grenzflächenaktiven Substanz d) in Wasser zu ei
ner Miniemulsion vermischt. Gewünschtenfalls kann diese Emulsion
auch bereits wenigstens einen Teil des cyclischen Olefins a) ent
halten. Die Zugabe des/der restlichen Monomers/Monomere kann in
Form eines Zulaufverfahrens, einschließlich Stufen- und Gradien
tenfahrweise erfolgen. Mehrere Monomere werden üblicherweise über
mehrere räumlich getrennte Zuläufe, kontinuierlich, stufenweise
oder unter Überlagerung eines Konzentrationsgefälles, unter Auf
rechterhaltung der Polymerisation, der Polymerisationszone zuge
führt. Die Monomere werden dabei in Substanz, in Lösung, in Form
einer Makroemulsion oder vorzugsweise einer Miniemulsion einge
setzt. Das zuletzt genannte Verfahren eignet sich dann vorzugs
weise zur Herstellung von Blockcopolymeren in wässriger Emul
sionspolymerisation.
Nach einer geeigneten Variante des semikontinuierlichen Verfah
rens kann auch der Metathesekatalysator c) gemeinsam mit wenig
stens einem Monomer oder in Kombination mit einem Lösungsmittel
in Form einer Miniemulsion, Makroemulsion oder in nicht-emulgier
ter Form als Zulauf dem Reaktionsgefäß zugeführt werden. Dabei
kann dann gegebenenfalls zusätzlich ein Kettenüberträger zur Her
stellung der erfindungsgemäßen Dispersionen eingesetzt werden.
Zur Beendigung der Metathesepolymerisation durch Kettenabbruch
stehen prinzipiell drei Varianten zur Verfügung:
1) Deaktivierung
2) Zugabe acyclischer Monoolefine
3) Telomerisation.
2) Zugabe acyclischer Monoolefine
3) Telomerisation.
Im Idealfall einer lebenden ringöffnenden Metathesepolymerisation
erfolgt kein Kettenabbruch, d. h. die Polymerisation läuft bis
der Monomerenvorrat im Reaktionsmedium erschöpft ist. Die Polyme
risate "leben", d. h. sie tragen im Allgemeinen katalytisch ak
tive Alkylidenspezies an den Kettenenden. Nach erneuter Monome
renzugabe geht die Metathesepolymerisation weiter, was man sich
z. B. zur Herstellung von Blockcopolymerisaten zunutze machen
kann. Wird, wie im vorliegenden Fall, in protisch polaren, insbe
sondere in wässrigen Reaktionsmedien, polymerisiert, so tritt im
Allgemeinen auch bei Einsatz der zuvor genannten, gegenüber die
sen Reaktionsmedien stabilen Katalysatoren bei Einsatz eines gro
ßen Monomerenüberschusses gegenüber der Katalysatorkomponente ein
Kettenabbruch durch Deaktivierung auf. Ein gezielter Kettenab
bruch durch Ablösung des Polymers von dem katalytisch aktiven
Übergangsmetallkomplex erfolgt im Allgemeinen durch Zugabe eines
acyclischen Monoolefins. Dabei ist dann eine gezielte Beeinflus
sung der Kettenlänge bei der Metathesepolymerisation möglich. Zur
Herstellung α,ω-ungesättigter Polyolefine wird Ethen als acycli
sches Olefin eingesetzt, wobei der Kettenabbruch dann als Etheno
lyse bezeichnet wird. Bei Kettenabbruch mit Hilfe eines funktio
nalisierten, mittelständigen Olefins überträgt sich die Funktio
nalität des Olefins auf das Kettenende des Polymers. Bei Einsatz
eines geeigneten Olefins kann gleichzeitig eine neue katalytisch
aktive Spezies erhalten werden, die ihrerseits in der Lage ist,
eine neue Polymerkette zu starten. Bei Kettenabbruch unter Kata
lysatorrückgewinnung spricht man auch von Telomerisation.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren erhältlichen Polymerdispersionen. Vorteil
hafterweise ermöglicht das Verfahren die Herstellung von Disper
sionen cyclischer Olefine, die im Wesentlichen wasserunlöslich
sind. Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen Dispersionen
liegt im Allgemeinen in einem Bereich von etwa 1 bis 75 Gew.-%,
bevorzugt etwa 5 bis 60 Gew.-%. Die Polymerdispersionen können
zur Isolierung der Polymerisate nach üblichen, dem Fachmann be
kannten Verfahren, wie Sprühtrocknen, Gefriertrocknen, Filmver
dampfen, Walzentrocknen etc., getrocknet werden. Das zahlenmitt
lere Molekulargewicht der Polymerisate liegt in einem Bereich von
etwa 500 bis 1 000 000, bevorzugt etwa 1000 bis 500 000.
Die erfindungsgemäßen Polymerdispersionen sowie gegebenenfalls
die durch Entfernen der flüchtigen Bestandteile einer solchen
Dispersion erhältlichen Polymere eignen sich zur Herstellung von
Anstrich- und Beschichtungsmitteln, Klebstoffen, als Bindemittel
z. B. in Dispersionsfarben, zur Ausrüstung von Papier, Leder, Ge
weben oder Vliesstoffen. Bevorzugt eignen sich die Polymere als
Zwischenprodukte für die Weiterverarbeitung durch Funktionalisie
rung wenigstens eines Teils der in ihnen enthaltenen Doppelbin
dungen. Diese kann im Sinne einer polymeranalogen Umsetzung, wie
z. B. durch katalytische Hydroformylierung, erfolgen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden, nicht einschränkenden
Beispiele erläutert.
In einem Schlenckgefäß, das mit Rührer, Tropftrichter, Thermome
ter und einer Vorrichtung für das Arbeiten unter Stickstoffat
mosphäre ausgestattet war, wurde eine wässrige Lösung aus
236 Gew.-Teilen Wasser und wenigstens einer grenzflächenaktiven
Substanz gemäß Tabelle 1 vorgelegt, durch wiederholtes Evakuieren
und Begasen mit Stickstoff inertisiert und auf 25°C temperiert.
Zu dieser wässrigen Lösung wurde unter Rühren im Verlauf von
5 Minuten der Zulauf 1 gegeben und anschließend durch 5-minütige
Ultraschalleinwirkung (Branson Sonifier II 450) zu einer wässri
gen Monomerenmikroemulsion homogenisiert. Alternativ kann zur
Formulierung der Miniemulsion auch einer der folgenden Homogeni
satoren eingesetzt werden:
- 1. A: Hochdruckhomogenisator Niro Soavi, Typ NS1001L Panda; zur Ho mogenisierung der wässrigen Monomerenmakroemulsionen wird je weils ein Durchlauf bei 850 bar durchgeführt;
- 2. B: Microfluidizer, Typ M 120 der Fa. Microfluidics Corp.; zur Homogenisierung wird jeweils ein Durchlauf bei 1000 bar durchgeführt;
- 3. C: Hochdruckhomogenisator Nanojet, Modell Expo; zur Homogenisie rung wird jeweils ein Durchlauf bei 850 bar durchgeführt.
Zur Charakterisierung der erhaltenen wässrigen Monomerenminiemul
sion wurde deren dz [nm] bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle
1 wiedergegeben.
Die Monomerenmikroemulsion wurde anschließend 6 Stunden bei 25°C
umgesetzt.
Zur Charakterisierung der resultierenden wässrigen Polymerisat
dispersionen wurde deren Feststoffgehalt (FG, in Gew.-%, bezogen
auf wässrige Polymerisatdispersion) und der Gehalt an gebildetem
Koagulat (in Gew.-%, bezogen auf Feststoffgehalt der Dispersion;
Filtration durch 120 µm-Filter) bestimmt. Die Ergebnisse dieser
Messungen sowie der Umsatz, bezogen auf die eingesetzte Monomer
menge sind ebenfalls in Tabelle 1 wiedergegeben.
Zulauf 1:
0,22 Gew.-Teile RuCl2(=CHC6H5)(P(C6H11)3)2
25,00 Gew.-Teile Cycloocten
100,00 Gew.-Teile Cyclopenten
0,22 Gew.-Teile RuCl2(=CHC6H5)(P(C6H11)3)2
25,00 Gew.-Teile Cycloocten
100,00 Gew.-Teile Cyclopenten
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dis
persion durch ringöffnende Metathesepolymerisation wenigstens
eines gering wasserlöslichen cyclischen Olefins a) sowie ge
gebenenfalls weiterer cyclischer und/oder acyclischer Olefine
b) in Gegenwart wenigstens eines Metathesekatalysators c) und
wenigstens einer grenzflächenaktiven Substanz d) sowie gege
benenfalls weiterer Hilfsstoffe e), dadurch gekennzeichnet,
dass man die Dispersion durch Miniemulsionspolymerisation
herstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Öltröpfchen einen mittleren Tröpfchendurchmesser dz im Be
reich von 40 bis 750 nm, bevorzugt 50 bis 500 nm, aufweisen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man wenigstens einen im Wesentlichen öl
löslichen Metathesekatalysator c) einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man
einen Metathesekatalysator c) einsetzt, der gegenüber wässri
gen Reaktionsmedien im Wesentlichen stabil ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man als Hilfsstoff e) mindestens ein Co
solvens einsetzt, dessen Löslichkeit mindestens 0,03 Gew.-%,
bezogen auf eine gesättigte wässrige Lösung, beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass man als Hilfsstoff e) mindestens einen Lös
lichkeitsverbesserer, bevorzugt eine Verbindung mit Cyclodex
trinstruktur, einsetzt.
7. Polymerdispersion, erhältlich durch ein Verfahren nach einem
der Ansprüche 1 bis 6.
8. Polymerdispersion nach Anspruch 7 mit einem Feststoffgehalt
von 1 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 60 Gew.-%.
9. Verwendung der Polymerdispersion nach Anspruch 8 oder 9 oder
von Polymeren, die durch Entfernen der flüchtigen Bestand
teile der Dispersion erhältlich sind, zur Herstellung von An
strich- und Beschichtungsmitteln, Klebstoffen, Bindemitteln,
zur Ausrüstung von Papier, Leder, Geweben oder Vliesstoffen
sowie zur Herstellung funktionalisierter Polymere durch poly
meranaloge Umsetzung wenigstens eines Teils der enthaltenen
ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998159191 DE19859191A1 (de) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyalkenamer-Dispersion durch ringöffnende Metathese-Emulsionspolymerisation |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19859191A1 true DE19859191A1 (de) | 2000-06-29 |
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ID=7892069
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