DE2017872C3 - Process for the polymerization of isoprene or butadiene - Google Patents

Process for the polymerization of isoprene or butadiene

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DE2017872C3 DE19702017872 DE2017872A DE2017872C3 DE 2017872 C3 DE2017872 C3 DE 2017872C3 DE 19702017872 DE19702017872 DE 19702017872 DE 2017872 A DE2017872 A DE 2017872A DE 2017872 C3 DE2017872 C3 DE 2017872C3
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worin die Reste R Li oder F, Br oder Cl bedeuten und einer der Reste R Lithium darstellt, und einer geringeren Menge einer Allylzinnverbindung der allgemeinen Formelwherein the radicals R is Li or F, Br or Cl and one of the radicals R is lithium, and one lesser amount of an allyl tin compound of the general formula

R' HR 'H

R'R '

H
H
H
H

SnR;.'SnR ;. '

worin χ eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet, die Summe von y und χ gleich 4 ist, R' Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Cycloalkylkohlenwijsserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R" einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder einen Arylkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man die Allylzinnverbindung erst dann hinzufügt, nachdem mindestens 25% und höchstens 80% des Monomeren in Polymerisat umgewandelt worden sind.wherein χ is an integer from 1 to 4, the sum of y and χ is 4, R 'is hydrogen or an alkyl or cycloalkyl carbon radical having 1 to 6 carbon atoms and R "is an alkyl, cycloalkyl or an aryl hydrocarbon radical having 1 to 25 carbon atoms means, characterized in that the allyl tin compound is only added after at least 25% and at most 80% of the monomer have been converted into polymer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in einer Reihe von Reaktoren durchgeführt wird, wobei der Prozentsatz des im ersten Reaktor polymerisierten Reaktionsteilnehmers im Bereich von 25 bis 80% liegt und die Tetraallylzinnverbindung ausschließlich in einem oder mehreren Reaktoren nach dem ersten Reaktor zugefügt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the polymerization is carried out in a series of reactors, the Percentage of reactant polymerized in the first reactor in the range of 25 to 80% and the tetraallyl tin compound exclusively is added in one or more reactors after the first reactor.

lithiumsubstituierte Lithium-Phenolate, die als Initiatoren zur Herstellung von Polydienen mit einem hohen Gehalt an cis-Struktur dienen. Durch Verwenduns dieser Initiatoren und Modifikatoren kann die inhärente Viskosität des Polymerisates ohne aroße Veränderung des cis-Gehaltes variiert werden. Außerdem zeigt die U SA.- Patentschrift 32 78 508, daß die Zugabe einer Organo-Zinn-Verbindung, wie Tetraallyl-Zinn, zu einem Organo-Lithium-Iniiiator eine Erniedrigung der inhärenten Viskosität des Polydiens beispielsweise des' Polyisopren, bewirkt, und zwar ohne Herabsetzung des cis-Gehaltes.lithium-substituted lithium phenates, which are used as initiators serve to produce polydienes with a high content of cis structure. By using These initiators and modifiers can reduce the inherent viscosity of the polymer without A large change in the cis content can be varied. In addition, the U SA patent specification 32 78 508 shows that the addition of an organotin compound, such as Tetraallyl tin, an organo-lithium initiator, a lowering of the inherent viscosity of the Polydiene, for example of 'polyisoprene, causes without reducing the cis content.

Die USA -Patentschrift 32 15 679 zeigt, daß 3-Halogen-substituierte Aryl-Lithium-Verbindungen, beispielsweise 3-Bromphenyllithium, als Initiatoren bei der Polymerisation von 1,3-Butadien und Isopren Polymerisate mit wünschenswerten Eigenschaften ergeben Einige Vorteile dieser Initiatoren bestehen darin daß die Struktur und die inhärente Viskosität des damit hergestellten Polymerisates weniger empfindlich gegenüber Veränderungen in der Initiatorkonzentration sind als es bei Verwendung anderer Organo-Lithium-Initiatoren der Fall ist. Weiterhin ist der cis-Gehalt der Isopren-Polymerisate hoher als dcr-The USA patent specification 32 15 679 shows that 3-halogen substituted Aryl-lithium compounds, for example 3-bromophenyllithium, as initiators the polymerization of 1,3-butadiene and isoprene result in polymers with desirable properties Some advantages of these initiators are their structure and inherent viscosity the polymer produced with it is less sensitive to changes in the initiator concentration than is the case when using other organo-lithium initiators. Furthermore, the cis content of isoprene polymers higher than dcr-

ienige welcher unter Verwendung anderer Lithium-Initiatoren erhalten wird. Schließlich sind auch noch die Induktionsperioden verkürzt.some which are obtained using other lithium initiators. Finally there are also the induction periods are shortened.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Polymori-' sation von Isopren und Butadien in Gegenwart einesThe aim of the invention is a method for Polymori- ' sation of isoprene and butadiene in the presence of a

Halogen-Lithium-Katalysators, das Polyisopren oder Polybutadien mit gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten Polymerisaten verbesserten physikalischen Eigenschaften liefert, da · hohe Prozentsätze von eis-1/»-Additionsprodukt enthält und wobei das cis-Polyisopren oder cis-Polybutadien ein eingestelltes Verhältnis von Anteilen mit hohem und niederem Molekulargewicht besitzt.Halogen-lithium catalyst, the polyisoprene or polybutadiene with compared to the known Polymerizates produced by the process provides improved physical properties, since high percentages of eis-1 / »- addition product contains and where the cis-polyisoprene or cis-polybutadiene is a discontinued one Has a ratio of high and low molecular weight fractions.

Insbesondere sollen die nach einem derartigen Verfahren erhaltenen Polymerisate bessere Verarbeitungseigenschaften, wie eine bessere Vermischbarkeit, bessere Extrusionseigenschaften sowie eine verbesserte Zugfestigkeit im unvermischtem Zustand und bei erhöhten Temperaturen, besitzen.In particular, the polymers obtained by such a process should have better processing properties, such as better mixability, better extrusion properties and improved Have tensile strength in the unmixed state and at elevated temperatures.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Polymerisation von Isopren oder Butadien in Gegenwart eines Halogenaryllithium-Katalysators der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the polymerization of isoprene or butadiene in the presence a haloaryllithium catalyst of the general formula

3535

4040

4545

5555

6o6o

Drgano-Zinn-Vcrbindungen sind als Modifikatoren Organo-Lithium-Initiatoren bei der Polymeriion von Dienen, insbesondere 1,3-Butadien und ipren, zur Bildung kautschukartiger Polymerisate cannl. So beschreibt die britische Patentschrift 32 875 die Verwendung von Organo-Zinn-Verbinngen, wie Tetraallyl-Zinn, als Modifikatoren fürOrganotin compounds act as modifiers as organo-lithium initiators in polymeriion of dienes, in particular 1,3-butadiene and iprene, for the formation of rubber-like polymers cannl. For example, British patent specification 32 875 describes the use of organotin compounds, like tetraallyl tin, as modifiers for

worin die Reste R Li oder F, Br oder Cl bedeuten und einer der Reste R Lithium darstellt, und einer geringeren Menge einer Allylzinnverbindung der allgcrnei-in which the radicals R are Li or F, Br or Cl and one of the radicals R is lithium, and a lesser one Amount of an allyl tin compound of the general

2020th

17 87217 872

ncn Formel ncn formula

R' HR 'H

\i η\ i η

C=C C —C = C C -

/ H
R'
/ H
R '

SnR;.'SnR ;. '

worin χ eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet, die Summe von y und χ gleich 4 ist, R' Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Cycloalkylkohlenwassersloffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und R" einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder einen Arylkohlenwasserstoffresl mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Allylzinnverbiiviung erst dann hinzufügt, nachdem mindestens 25% und höchstens 80% des Monomeren in Polymerisat umgewandelt worden sind.wherein χ is an integer from 1 to 4, the sum of y and χ is 4, R 'is hydrogen or an alkyl or cycloalkyl hydrocarbon radical having 1 to 6 carbon atoms and R "is an alkyl, cycloalkyl or an aryl hydrocarbon radical having 1 to 25 carbon atoms means that is characterized in that the allyl tin compound is only added after at least 25% and at most 80% of the monomer have been converted into polymer.

Der Allylzinnmodifikalor wird in einer Menge zueefügt, so daß etwa 0,005 bis 5,0, vorzugsweise 0,025 bis 1,25 mMol pro 100 g des in das Polymerisätionssystem eingesetzten Monomeren vorhanden sind. Der Allylzinnmodifikator wird erfindungsgemäß zugefügt, wenn 25 bis 80% Umwandlung von Isopren oder Butadien zu Polymerisat erreicht worden sind. Wird die Allybinnverbindung zugefügt, bevor wenigstens 25% des Monomeren umgewandelt sind oder nachdem 80% Monomeres umgewandelt sind, so führt dies nicht zur maximalen Verbesserung der Verarbeitbarkeit des Polymerisates. Wird die Allylzinnverbindung gleich zu Beginn zugefügt, so wird die inhärente Viskosität des Polymerisates erniedrigt, aber die erforderliche Verbesserung der Verarbeitbarkeit nicht erreicht. Wird die Allylzinnverbindung zugefügt, nachdem etwa 80% des Monomeren umgewandelt sind, so führt dies auch nicht zu den günstigsten Modifikationen. Nur wenn die Allylzinnverbindung gemäß dem Verfahren der Erfindung zugefügt wird, erhält man ein Polymerisat mit einem verbesserten Verhallen beim Auswalzen von Streifen und beim Extrudieren. Die erfindungsgemäß hergestellten Polymerisate behalten dabei die guten physikalischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Heißzugfestigkeit und Gummizugfestigkeit, die im allgemeinen mit der Polymcrisatherstcllung durch HaIogenaryllithiuminitiierung von Isopren oder Butadien verbunden sind.The allyl tin modifier is used in an amount added so that about 0.005 to 5.0, preferably 0.025 to 1.25 mmol per 100 g of the in the Polymerisätionssystem used monomers are present. The allyl tin modifier is according to the invention added when 25 to 80% conversion of isoprene or butadiene to polymer has been achieved. The allybine compound is added before at least 25% of the monomer has been converted or after 80% of the monomer has been converted, so this does not lead to the maximum improvement in the processability of the polymer. Becomes the allyl tin compound added right at the beginning, the inherent viscosity of the polymer is reduced, but the required improvement in processability is not achieved. Becomes the allyl tin compound added after about 80% of the monomer has been converted, this also does not lead to the cheapest modifications. Only when the allyl tin compound according to the method of the invention is added, a polymer is obtained with an improved behavior when rolling out strips and when extruding. The polymers prepared according to the invention retain the good ones physical properties, such as tensile strength, hot tensile strength and elastic tensile strength, in general with the polymer production by halogenaryllithium initiation linked by isoprene or butadiene.

Die Vorteile des Verfahrens der Erfindung können in einem diskontinuierlichen, d. h. Einzelchargcn-Polymerisationsprozeß, erzielt werden. Eine andere Methode zur Gewinnung des verbessert verarbeilbaren cis-Polyisoprens oder cis-Polybutadiens mit hohem cis-Gehalt besteht gemäß dem Verfahren der Erfindung darin, zwei hintereinandergeschaltete kontinuierliche Reaktoren zu verwenden. Auf diese Weise kann ein nach Maß hergestelltes cis-Pclyisopren oder cis-Polybutadien mit einem eingestellten Verhältnis von Anteilen mit hohem und niedrigem Molekulargewicht erhalten werden. Das Isopren oder Butadien, das Lösungsmittel und der Halogenaryllithiuminitiator können in den ersten Reaktor eingespeist werden. Durch wahlweise Einstellung des Verhältnisses von Katalysator zu Monomeren! kann das mittlere Molekulargewicht des darin hergestellten Polymerisalanteils gesteuert werden. Die Temperatur kann im ersten Reaktor so cinrcgulierl werden, daß der Grad der Monomercnumwandlung und demzufolge die als erster Polymerisatanteil erzeugte Polymcrisalmenge gesteuert wird. Der im ersten Reaktor erlaubte Umsatz liegt innerhalb des Bereiches von 25 bis 80% Umwandlung des Monomeren. Die Reaktionsmischung wird aus dem ersten Reaktor entfernt und mit der Allylzinnverbindung, dem Modifikator, vermischt; dann wird die Polymerisation fortgesetzt, um ein Polymerisat mit verbesserten Eigenschaften bei der Verarbeitung zu schaffen. Hierzu wird diese Mischung, die den Modifikator tnthält, in einenThe advantages of the process of the invention can be realized in a batchwise, i.e. H. Single batch polymerization process, be achieved. Another method of obtaining the better manageable High cis cis-polyisoprene or cis-polybutadiene is made in accordance with the method of the invention in using two continuous reactors in series. That way one can made-to-measure cis-polyisoprene or cis-polybutadiene with a set ratio of High and low molecular weight fractions can be obtained. The isoprene or butadiene that Solvent and the haloaryllithium initiator can be fed to the first reactor. By optionally adjusting the ratio of catalyst to monomers! can mean molecular weight the proportion of polymer produced therein can be controlled. The temperature can be in first reactor so cinrcgulierl that the degree of monomer conversion and consequently the than The first amount of polymer produced is controlled by the amount of polymer produced. The one allowed in the first reactor Conversion is within the range of 25 to 80 percent conversion of the monomer. The reaction mixture is removed from the first reactor and mixed with the allyl tin compound, the modifier; then the polymerization is continued to to create a polymer with improved properties during processing. For this purpose this Mixture containing the modifier into one

>o zweiten Reaktor gegeben, worin das mittlere Molekulargewicht des darin hergestellten Polymerisatantcils durch die Menge des verbliebenen Halogenarylliihiuminitiators und die Menge der als Modifikator zugefügten Allylzinnverbindung gesteuert wird.> o given second reactor, in which the average molecular weight of the amount of polymer produced therein by the amount of remaining haloaryllium initiator and controlling the amount of allyl tin compound added as a modifier.

>5 Die Monomerenumwandlung im zweiten Reaktor wird durch die Temperatur im zweiten Reaktor und die Länge der Polymerisationszeit bestimmt.> 5 The monomer conversion in the second reactor is controlled by the temperature in the second reactor and determines the length of the polymerization time.

In jedes der beiden Verfahren, d. h.,in die Einzelcharge oder in die in Reihe geschalteten Reaktoren muß in dei 2. Polymerisationsstufe genügend Allylzinnverbindung eingebracht werden, um zu gewährleisten, daß das in dieser Stufe erzeugte Polymerisat, verglichen mit dem in der 1. Polymerisationsstufe erzeugten Polymerisat, ein hinreichend niedriges mittleres Molekulargewicht besitzt und damit die Herstellung einej Polymerisates mit einem hohen cis-Gchall und den beachtlich verbesserten Verarbeiiungscharakteristika erreicht wird. Die optimale Menge an Modifikator, die in jedem Falle eingespeist wird, richtet sich nach dem verwendeten Modifikator, dem Polymerisationsgrad, der vor Zugabc des Modifikators erreicht war, und nach dem verwendeten Initiator. Die Zugabe des Modifikators kann im Rahmen des Verfahrens der Erfindung auf beträchtlich verschiedene Art und Weise erfolgen.In either of the two methods, i. i.e., in the single batch or in the reactors connected in series Sufficient allyl tin compound must be introduced in the 2nd polymerization stage to ensure that the polymer produced in this stage, compared with that in the 1st polymerization stage produced polymer, has a sufficiently low average molecular weight and thus the Production of a polymer with a high cis-tone and the considerably improved processing characteristics is achieved. The optimal amount of modifier to be fed in each case depends on the modifier used, the degree of polymerization, which was prior to the addition of the modifier was reached, and according to the initiator used. The addition of the modifier can be in The scope of the method of the invention can be accomplished in considerably different ways.

Beispielhafte Allylzinnverbindungen sind Tctraallykinn, Triallylphenylzinn, Diallyldiphenylzinn, Allyltriphenylzinn, (3-Hexyl-2-nonenyl)-tricyclododecyizinn, (S^-Dicyclohexyl^-propcnyl)-tri-(2-naphthyl)-zinn, Exemplary allyl tin compounds are tctraallykinn, triallylphenyltin, Diallyldiphenyltin, allyltriphenyltin, (3-hexyl-2-nonenyl) -tricyclododecyltin, (S ^ -Dicyclohexyl ^ -propcnyl) -tri- (2-naphthyl) -tin,

Di-(3,3-dicyclohexyl-2-propenyl)-didodecylzinn; Tri-(?.-butenyl)-cyclopentylzinn, Tri-(3,3-dicyclopentyl-2-propenyl)-phenylzinn, Di-(3-methyl-2-butcnyl)-dimethylzinn, 2-Bulenyltriphenylzinn,
Tetra-(3,3-dicyclohcxyl-2-propenyl)-zinn und Tctra-(2-butcnyl)-zinn.
Di (3,3-dicyclohexyl-2-propenyl) didodecyltin; Tri- (? .- butenyl) -cyclopentyltin, tri- (3,3-dicyclopentyl-2-propenyl) -phenyltin, di- (3-methyl-2-butenyl) -dimethyltin, 2-bulenyltriphenyltin,
Tetra- (3,3-dicyclohexyl-2-propenyl) tin and tetra- (2-butynyl) tin.

Beispielhafte Halogenaryllithiumverbindungen sind 3-Bromphcnyllithium,Exemplary haloaryllithium compounds are 3-bromophynyllithium,

3-Broni-1 -naphthyllithium,3-Broni-1-naphthyllithium,

3-Chlorphenyllithium,3-chlorophenyllithium,

3-Chlor-l-naphthyllithium,
3-Fluorphcnyllithium,
3-chloro-l-naphthyllithium,
3-fluorophynyllithium,

3-Fluor-l-naphthyllithium,3-fluoro-l-naphthyllithium,

1 -Chlor-S-naphthyllithium,1 -Chlor-S-naphthyllithium,

l-Fluor-3-naphthyllithium,l-fluoro-3-naphthyllithium,

1 -ΒΐΌηι-3-naplnhyllithium,
4-Bromphenyllithium,
1 -ΒΐΌηι-3-naplnhyllithium,
4-bromophenyllithium,

4-Bromnaphlhyllithium,4-bromonophyllithium,

4-Chlorphenyllithium,4-chlorophenyllithium,

4-Chlornaphlhyllithium,4-Chlornaphlhyllithium,

4-Fluorphenyllithium,
4-Fluornaphthyllithium,
4-fluorophenyllithium,
4-fluoronaphthyllithium,

4-Bromnaphthy !lithium4-bromonaphthy! Lithium

und Gemische der vorstehenden Vcrbindurmen.and mixtures of the above connectors.

Die bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten Halogenaryllithiumverbindungen können nach jeder gewünschten Methode hergestellt we.den; geeignete Verfahren zu ihrer Herstellung werden in der USA.-Patentschrift 32 15 679 offenbart.The haloaryllithium compounds used in the process of the invention can be according to any one of desired method is produced; suitable methods for their preparation are given in U.S. Patent 32 15 679 disclosed.

Das Verfahren der Erfindung kann in üblichen Vorrichtungen und unter üblichen Bedingungen durchgeführt werden. Die Menge des verwendeten Halogenaryllithiursinitiators kann in Abhängigkeit von dem gewählten Initiator oder der Kombination der Initiatoren, den Polymerisationsbedingungen und dem gewünschten Molekulargewicht des herzustellenden Polymerisates schwanken. Die Menge wird im allgemeinen in Milliäquivalcnten Lithium pro 100 g Monomeres ausgedrückt. Im allgemeinen wi.ü der Initiator in einer Menge, die etwa 0,05 bis 50 Milliäquivalenten Lithium pro 100 g Monomeres, vorzugsweise etwa 0,1 bis 10 Milliäquivalenten Lithium pro 100 g Monomeres entspricht, angewendet.The process of the invention can be carried out in conventional apparatus and under conventional conditions will. The amount of haloaryllithiuric initiator used can, depending on the selected initiator or the combination of initiators, the polymerization conditions and the desired molecular weight of the product to be produced Polymerisates vary. The amount is generally in milliequivalents of lithium per 100 g Expressed monomer. In general wi.ü der Initiator in an amount that is about 0.05 to 50 milliequivalents Lithium per 100 g of monomer, preferably about 0.1 to 10 milliequivalents of lithium per 100 g of monomer is used.

Die Temperaturen, die bei der Polymerisation und Beimischung der Allylzinnverbindung angewendet werden, liegen im allgemeinen im Bereich von etwaThe temperatures used during the polymerization and admixing of the allyl tin compound are generally in the range of about

— 100 bis 150 C, vorzugsweise im Bereich von etwa- 100 to 150 C, preferably in the range of about

— 30 bis 120 C. Die speziell angewendete Temperatur richtet sich nach dem verwcndelcn Initiator und dem gewünschten Polymcrisationsgrad. Der während der Polymerisation angewendete Druck ist so bemessen, daß die Reaktionsmischungen im wesentlichen in der flüssigen Phase gehalten werden.- 30 to 120 C. The specific temperature used depends on the initiator and the desired degree of polymerization. The during the Polymerization applied pressure is such that the reaction mixtures essentially in the liquid phase are kept.

Die Polymerisation wird vorzugsweise in Anwesenheit eines inerten Kohlenwasscrsloffverdünnungsmittels durchgeführt. Als solche sind aromatische Kohlenwasserstoffe. Parafine oder Cycloparaffinc, dieThe polymerization is preferably carried out in the presence of an inert hydrocarbon diluent accomplished. As such, are aromatic hydrocarbons. Parafine or Cycloparaffinc, the

4 bis 10 Kohlcnsloffatome enthalten, wie beispielsweise Benzol. Toluol, Cyclohexan, Mcthylcyclohcxan, Xylol. n-Bulan, η-Hexan. n-Pentan, n-Heptan. Isooctan und Gemische davon,geeignet.4 to 10 carbon atoms contain, such as Benzene. Toluene, cyclohexane, methylcyclohexane, xylene. n-bulane, η-hexane. n-pentane, n-heptane. Isooctane and mixtures thereof, are suitable.

Der Polymerisationsprozeß kann auch in Anwesenheit bekannter Additive, wie 1,3-Dibrombcnzol, im allgemeinen in einer Menge, so daß etwa 0,01 bisThe polymerization process can also be carried out in the presence of known additives, such as 1,3-dibromobenzene generally in an amount such that about 0.01 to

5 Mol des Additives pro Mol Halogcnaryllithiuminitiator vorhanden sind, durchgeführt werden. Diese Additive sind dafür bekannt, daß sie die Verarbeitung verbessernde Hilfsmittel für die Halogenaryllithiuminitiatorcn sind.5 moles of the additive are present per mole of halocnaryllithium initiator. This Additives are known to be processing aids for the haloaryllithium initiators are.

Um die Vcrarbcilbarkcil des erzeugten Polyisoprcns oder Polybutadiene zu verbessern, kann die Polymerisation der Monomeren unter Zusatz von Tetraallylzinn erfolgen. Im allgemeinen werden etwa 0,05 bis 5, vorzugsweise etwa 0,025 bis etwa 1,25 niMol Tetraallylzinn pro 100 g monomeres Isopren oder Butadien verwendet. Das Tetraallylzinn wird zu einem Zeitpunkt, nachdem die Polymerisation zu 25% stattgefunden hai und bevor sie 80% erreicht hat, zugegeben.To the Vcrarbcilbarkcil the Polyisoprcns produced or to improve polybutadienes, the polymerization of the monomers can be carried out with the addition of Tetraallyl tin. Generally from about 0.05 to 5, preferably from about 0.025 to about 1.25 nmoles Tetraallyl tin used per 100 g of monomeric isoprene or butadiene. The tetraallyl tin becomes one Point in time after the polymerization has taken place to 25% and before it has reached 80%, admitted.

Die Produkte, die aus der Polymerisation von Isopren oder Butadien hervorgehen, werden im allgemeinen als Lösungen erhalten, die mit verschiedenen Reagenzien behandelt werden können, um funktionell Gruppen zu erzeugen, indem man die endständigen Lilhiiimalomc der bei der Polymerisation selbst erhaltenen polymeren Moleküle ersetzt. Zum Beispiel kann das Polymerisat in Lösung mit Kohlendioxyd und dann mit einer Saun.' kontakticrl werden, um die Lithiumalome durch ·- COOI !-Gruppen zu ersetzen. Zu anderen funklionelleii Gruppen, die eingeführt werden können, gehören die SH- und die —OH-Gruppc. Die noch aktiven Polymerisallösungen können aber auch mit einem Alkohol oder einem anderen Reagens behandelt werden, um den Initiator zu inaktivieren und oder das Polymerisat auszufällen, welches dann ohne funktionell Gruppen gewonnen wird.The products resulting from the polymerization of isoprene or butadiene are generally obtained as solutions that can be treated with various reagents to make functional Generate groups by adding the terminal Lilhiiimalomc of the polymerization itself obtained polymeric molecules replaced. For example, the polymer can be in solution with carbon dioxide and then with a sauna. ' kontakticrl be to the To replace lithium alome with · - COOI! Groups. To other funklionelleii groups that introduced belong to the SH and the —OH groups. The still active Polymerisallösungen can also with an alcohol or a treated with another reagent in order to inactivate the initiator and / or to precipitate the polymer, which is then obtained without functional groups.

Die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten kautschukartigen Polymerisate des Isoprens oder Butadiens können nach bekannten Methoden, wie sie in der Vergangenheit zur Compundierung von Kautschuken verwendet wurden, compoundiert werden. Vulkanisiermittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Aktivatoren für Beschleuniger, Verstärkungsmittel, Antioxydantien, Weichmacher, Plastifiziermiltel. Füllstoffe und andere Vermischungszusätze, wie sie normalerweise bei Kautschuken verwendet wurden, können auch bei den Polymerisaten der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die erfindungsgemäß hergestellten kautschukartigen Polymerisate werden in Anwendungsgebieten eingesetzt, wo sowohl natürliche als auch synthetische Kautschuke verwendet werden. Beispielsweise können sie bei der Fabrikation von Autoreifen und von Dichtungen eingesetzt werden. Außerdem können die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten kautschukartigen Polymerisate nach jeder geeigneten Methode mit anderen synthetischen Kautschuken und oder natürlichem Kautschuk vermischt werden.The rubber-like polymers of isoprene produced according to the process of the invention or butadiene can be compounded by known methods such as those used in the past of rubbers used can be compounded. Vulcanizing agents, vulcanization accelerators, Activators for accelerators, reinforcing agents, antioxidants, plasticizers, plasticizers. Fillers and other blending additives normally used in rubbers can also be used in the polymers of the present invention. According to the invention rubber-like polymers produced are used in areas of application where Both natural and synthetic rubbers can be used. For example, at the Manufacture of car tires and seals are used. In addition, after the Rubber-like polymers prepared by any suitable method of the present invention Method can be mixed with other synthetic rubbers and / or natural rubber.

Beispiel 1example 1

Es wurde ein Halogenaryllithiuminitiator hergestellt, indem man 40 mMol n-Butyllithium und 4OmMoI 1,3-Dibrombenzol in 200 ml Toluol umsetzte. Diese Verbindungen wurden in einen Reaktor eingefüllt, der in einem Ofen getrocknet und mit Stickstoffgas gespült worden war, und dann 2 Stunden lang bei 500C kontakliert. Die Initiatorausbeute, die zur Bestimmung der Initiatormenge verwendet wurde, die in die nachfolgenden Polymerisationsreaktionen eingesetzt wurde, wurde als Gesamtalkalität durch Säuretitration hydrolysierter Anteile unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator ermittelt. Daher wurde die Normalität der Toluoldispersion bestimmt. Die vorstehende allgemeine Methode wurde angewendet, um die Halogenaryllithiuminitiatoren herzustellen, die in den folgenden Beispielen verwendet werden.A haloaryllithium initiator was prepared by reacting 40 mmol of n-butyllithium and 40 mmol of 1,3-dibromobenzene in 200 ml of toluene. These compounds were introduced into a reactor which had been purged in an oven and dried with nitrogen gas, and then for 2 hours at 50 0 C kontakliert. The initiator yield, which was used to determine the amount of initiator used in the subsequent polymerization reactions, was determined as the total alkalinity by acid titration of hydrolyzed fractions using phenolphthalein as an indicator. Therefore, the normality of the toluene dispersion was determined. The above general method was followed to prepare the haloaryllithium initiators used in the following examples.

Der 3-BromphenylIilhiuminitiator wurde dann zvr Polymerisation von Isopren verwendet. Die Ansätze ,vurdcn durchgeführt, indem man für jeden Ansatz 40 g Isopren in den Reaktor einfüllte, nachdem dieser Reaktor mit Cyclohexan gewaschen, mit 3 1 Stickstoff pro Minute 5 Minuten lang gespült und mit Cyclohexanverdünnuntsmittel gefüllt worden war. Nachdem das Monomere mit Hilfe einer geschlossenen Einfüllvorrichtung bei 3,4 atm absolutem Slickstoffdruck eingefüllt worden war, wurde der Halogenaryllithiuminitiator mit Hilfe einer Spritze zugesetzt und der Reaktor eines jeden Ansatzes bei 700C gerollt. Nach einer variablen Zeit wurde der Tctraallylzinnmodifikator mit Hilfe einer Spritze eingefüllt und der die Reaktionsmischung enthaltende Reaktor bei 70 C bis zur Beendigung der Polymerisation weiter gerollt. Nach Beendigung einer jeden Reaktion wurde das Polymerisat mit Isopropanol koaguliert und mil I % 2.2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tcrt.-butylphenol) stabilisiert. Alle Polymerisate erwiesen sichThe 3-bromophenyl lithium initiator was then used to polymerize isoprene. The approaches were carried out by charging 40 g of isoprene into the reactor for each approach, after this reactor had been washed with cyclohexane, flushed with 3 liters of nitrogen per minute for 5 minutes and filled with cyclohexane thinner. After the monomers had been filled with the aid of a closed filling device at 3.4 atm absolute Slick fuel pressure, the Halogenaryllithiuminitiator was added via syringe and rolled up, the reactor of every batch at 70 0 C. After a variable time, the tetraallyl tin modifier was filled in with the aid of a syringe and the reactor containing the reaction mixture was rolled further at 70 ° C. until the end of the polymerization. After each reaction had ended, the polymer was coagulated with isopropanol and stabilized with 1% 2.2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol). All polymers turned out to be

als Gcl-frci. Hs wurde das folgende Polymerisationsrezcpl angewendet:as Gcl-frci. The following polymerization recipe was used applied:

Isopren. Gewichtsteile 100Isoprene. Parts by weight 100

Cyclohcxan, Gewichtsteile 1000Cyclohexane, parts by weight 1000

3-Brompheny !lithium3-brompheny! Lithium

(Milliäqiiivalenle Li(Milliäqiiivalenle Li

pro 100 g Monomeres) variabelper 100 g of monomer) variable

Tabelle ITable I.

TetraallylzinnTetraallyl tin

(Millimolcpro lOOgMonomeres) 0,3
Gesamtdauer der Polymerisation
(Millimoles per 100 grams of monomer) 0.3
Total time of polymerization

(Stunden) 1,5(Hours) 1.5

Die Ergebnisse der lsoprcnpolymerisalion sind in Tabelle 1 wiedergegeben.The results of the isoprene polymerisation are shown in Table 1.

3-Brom-3-bromine % Umwandlung% Conversion l-.nd-l-.nd- Cis-Cis 3.4-3.4- In-In- VerhallenLapse DrehTurn EnddrehFinal rotation Abnahmeacceptance phcnyl-phcnyl- zum Zeitpunktat the time uni-University- 1,4-1.4- Struk-Structural hiircnlehiircnle beim Walzen4)when rolling 4 ) momentmoment moment5)moment 5 ) des Drehof the rotation iilhiumiilhium der Zugabe vonthe addition of wand-Wall- Slruk-Slruk- tur2!tur 2 ! Viskosi-Viscose amat the momentsmoments Tclraallyl/inn')Tclraallyl / inn ') lunglung tur)door) liil3)liil 3 ) Anfang5)Beginning 5 ) beim Einat a (MiIIi-(MiIIi- tropfen5)drop 5 ) äquivalcntcequivalent cntc Li proLi pro 100 g100 g MonoMono meres)meres) (%)(%) (%)(%) (%)(%) (m-gm)(m-gm) (m-gm)(m-gm) 1.31.3 3838 9696 8080 5,65.6 3,773.77 ausgezeichnetexcellent 15501550 10701070 480480 1,31.3 5050 9090 9393 6.46.4 3,953.95 ausgezeichnetexcellent 16101610 12001200 410410 1.31.3 6868 8989 - --- 4,644.64 ausgezeichnetexcellent 16101610 13301330 280280 1,31.3 7373 8989 8989 6,36.3 4,444.44 ausgezeichnetexcellent 15901590 12401240 350350 1.51.5 8888 8888 9090 6,06.0 4,414.41 lose,loose, 14601460 14201420 4040 kein Streifenno stripe 1.51.5 keinno 8888 8989 6.56.5 4,494.49 lose,loose, 14301430 15201520 -90-90 TetraallylzinnTetraallyl tin kein Streifenno stripe zugefügtadded

') Umwandlung, wie sie aus einer Reihe von Ansätzen ohne Modifikator.aber unter ansonsten gleichen Bedingungen ermittelt wurde.') Conversion as determined from a series of approaches without a modifier, but under otherwise identical conditions.

2) Die Mikrostruktur wurde bestimmt, wie es in Abschnitt »A«. in Spalte !! der US-PS 32 15 679 beschrieben ist. 2 ) The microstructure was determined as described in section "A". in column !! the US-PS 32 15 679 is described.

-1I Die inhärente Viskosität wurde bestimmt wie in Abschnitt »B«. in Spalte Il der US-PS 32 15 679. beschrieben.- 1 I The inherent viscosity was determined as in section "B". in column II of US Pat. No. 3,215,679.

*) Die Bewertungen des Walzverhaltens wurden mit 50 g Ansätzen von mit Ruß versehenem Material auf einem auf 70' C vorbeheizten*) The evaluations of the rolling behavior were made with 50 g batches of material provided with carbon black on a preheated to 70.degree

Walzwerk mit 9.5 cm Walzen und 0.76 mm Walzenabsland vorgenommen. Das mit Ruß versehene Material wurde nach folgendemRolling mill made with 9.5 cm rolls and 0.76 mm roll absland. The carbon black material was made according to the following

Rezept hergestellt:Recipe made:

»phr«»Phr«

Brabender-Bcschickung (g)Brabender delivery (g)

PolymerisatPolymer 100100 3434 Hochabriebfcsler OfenrußHighly abrasive furnace soot 5050 1717th Hocharomalischcs UlHighly aromatic ul 55 1.71.7 StearinsäureStearic acid 33 1.01.0

5) Hierzu wurden das öl und die Stearinsäure mit dem Ruß vermischuund diese Mischung wurde langsam (2 bis 3 Minuten) in dem Brabender bei 25 UpM zu dem Polymerisat hinzugefügt. Unmittelbar danach wurde das Zerkneten bei 100 begonnen und 6 Minuten lang durchgeführt, um die Drehmomentwerte zu bestimmen. Das Zerkneten fand an der Luft bei I40C statt. (Dieser Wert und die subjektiveren Bewertungen des Verhaltens beim Walzen liefern einen guten Wert für die Verarbeitbarkeit, wenn die Viskosität befriedigt. 5 ) For this purpose, the oil and the stearic acid were mixed with the carbon black and this mixture was slowly (2 to 3 minutes) added to the polymer in the Brabender at 25 rpm. Immediately thereafter, kneading was started at 100 and carried out for 6 minutes to determine torque values. The kneading took place in the air at I40C. (This value and the more subjective evaluations of the rolling behavior provide a good value for processability if the viscosity is satisfactory.

Dieses Beispiel zeigt, daß nach dem Verfahren der Erfindung Polymerisate mit ausgezeichneten Verarbeitungseigenschaften und einer breiten Molekulargewichtsverteilung erhalten werden können, wobei wünschenswerte Eigenschaften, wie hohe Umwandlung und hoher cis-Gehalt. erhalten bleiben. &>This example shows that, according to the process of the invention, polymers with excellent processing properties and a broad molecular weight distribution can be obtained with desirable properties such as high conversion and high cis content. remain. &>

Beispiel 2Example 2

Der Polymerisationsansatz wurde nach der Rezeptur des Beispiels 1 unter Verwendung von 1,2 MiIIiäquivalenten 3-Bromphenyllithium pro 100 g Monomeres durchgeführt. Der Tetraallylzinnmodifikator wurde nach etwa 55% Monomerenumwandlung zusefüst. und die Reaktion wurde nach weiteren 65 Minuten mit Isopropanol plötzlich abgestoppt und mii 1 % 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butyl-phenol stabilisiert.The polymerization was carried out according to the recipe of Example 1 using 1.2 ml equivalent 3-bromophenyllithium per 100 g of monomer. The tetraallyl tin modifier was added after about 55% monomer conversion. and the reaction was suddenly stopped after a further 65 minutes with isopropanol and stabilized with 1% 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert.-butylphenol).

Die Endumwandlung betrug 93,5%, der Prozent satz an 3,4-Addition betrug 5,2%, der cis-Gehal betrug 93%, und die inhärente Viskosität war 3,93 Der Heterogenitätsindex betrug 6,4, und es wurdi kein Gel gebildet.The final conversion was 93.5%, the percentage of 3,4 addition was 5.2%, the cis content was 93% and the inherent viscosity was 3.93. The heterogeneity index was 6.4 and it was no gel formed.

Das aus diesem Ansatz gewonnene Polymerisa wurde vermischt, getestet und mit einem Polymerisa verglichen, das zum Vergleich auf gleiche Weise jedoch ohne Zusatz eines Modifikators, hergestell worden war. Die folgende Mischungsrezeptur wurd angewendet:The Polymerisa obtained from this approach was mixed, tested and with a Polymerisa compared, which for comparison was prepared in the same way but without the addition of a modifier had been. The following mix recipe was used:

M isch u ngsrezcpl u rM isch u ngsrecpl u r

Polymerisat 100Polymer 100

Hochabriebfcsler Ofenruß 50Highly abrasive furnace soot 50

Zinkoxyd 3Zinc oxide 3

Stearinsäure 3Stearic acid 3

Mischung, bestehend zu 65% aus einem komplexen Diarylamin-Keton-Reaklionsprodukl und m 35% ausMixture composed for 65% of a complex diarylamine-ketone Reaklionsprodukl m and 35% from

Ν,Ν'-Diphcnyl-p-phenylendiamm... 1 N-Isopropyl-N'-phenyl-Ν, Ν'-Diphcnyl-p-phenylenediamine ... 1 N-isopropyl-N'-phenyl-

p-phcnylendiamin 2p-phenylenediamine 2

Hocharomalisches öl 5Highly aromatic oil 5

N-Nitrosodiphenylaniin 1N-nitrosodiphenylaniine 1

Schwefel 2,Sulfur 2,

N-Oxy-diüthylen-2-benzlhiazyl-N-oxy-diethylene-2-benzlhiazyl-

sulfenamid 0,65sulfenamide 0.65

Die Verarbeitungseigenscliaften und physikalischen Eigenscluiften des vermischten Polymerisates sind in Tabelle Il wiedergegeben.The processing properties and physical properties of the mixed polymer are reproduced in Table II.

20 1720 17 872872 IIIIII (P(P 1010 MikrostriikuirMicrostriikuir .1.4.1.4 InhäContent .!-Brom-.!-Bromine- 55 rentepension Tabelletable phenyl-phenyl l"i,| Uml "i, | Um (%l(% l 55 VisVis Aiisill/Aiisill / inlmiininlmiin Telra-Telra wandlungchange 33 kositätkosity iMillinioliMilliniol allyl-allyl /um Zeit / at time 77th SS. pro 100 μper 100 µ /inn/ inn punkt der point of Mono-mono- (MiIIi-(MiIIi- ZugabeEncore nicrcs)nicrcs) molmol vonfrom proPer Tel Ki-Tel Ki- eisice cream HX) μHX) μ iillvl/iniiiillvl / inii 9393 11.8111.81 0,30.3 Μηηο-Μηηο- 9191 4,574.57 IOIO 0,30.3 IllCICS)IllCICS) 8080 3,283.28 A*)A *) 0,490.49 00 8484 5,785.78 B*)B *) 6,136.13 0,20.2 3030th '5 IC'5 IC C'**!C '**! 0,30.3 100100 --' 1 j- '1 j D**)D **) 0,30.3

Tabelle IlTable Il

Bearbeitungsdaten (7.5x-»B«-Banbury) Poly- VergleichMachining data (7.5x- »B« -Banbury) poly comparison

mcrisat mit Tetraallvizinnmodilikutor mcrisat with tetraallvitin modilicutor

Mischzeit (Min.) 5Mixing time (min.) 5

Streifenbewerlung (0 -IO)1) 10Stripe evaluation (0 -IO) 1 ) 10

Vermischt ML-4 bei 100 C 50Mix ML-4 at 100 ° C 50

Extrudiert bei 121'"CExtruded at 121 '"C

G ar vcy- Form MGar vcy form M

(m./Min.) 1.37(m./min.) 1.37

(g/Min.) 110(g / min) 110

Bewertung (3-12l') 9Evaluation (3-12l ') 9

5.25 6 665.25 6 66

1.83 19 71.83 19 7

1I Die Bewertung ist eine modifizierte Garvey-l-orm-Bcwcrtunu auf der Basis von drei Faktoren; vgl. Tabelle IV. 1 I The evaluation is a modified Garvey-l-orm-Bcwcrtunu on the basis of three factors; see Table IV.

Das obige Beispiel zeigt deutlich, daß die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Polymerisate stark verbesserte ßcarbckunuseigenschaflen besitzen.The above example clearly shows that those made by the process of the present invention Polymers greatly improved carbon fiber properties own.

*) C'yclolicxunvcrdünnungsmittcl.
**l "-Penlan-Verdünnungsmittel.
*) Cyclolicx undiluent agent
** 1 "Penlan Thinner.

Die obigen Polymerisate wurden dann nach folgender Rezeptur vermischt, die Bearbeitungsdaten und physikalischen Eigenschaften des vermischten Kautschuks sind in Tabelle IV wiedergegeben.The above polymers were then mixed according to the following recipe, the processing data and physical properties of the blended rubber are given in Table IV.

Mischungsrezeptur") GewichtsteileMixture recipe ") parts by weight

Polymerisat 100Polymer 100

Hochabriebfester Ofenruß 50Highly abrasion-resistant furnace black 50

Zinkoxyd 3Zinc oxide 3

Stearinsäure 3Stearic acid 3

Mischung, bestehend zu 65% aus einem komplexen Diarylamin-Kcton-Reaktionsprodukt und zu 35% ausMixture consisting of 65% of a complex diarylamine-Kcton reaction product and 35% off

Ν,Ν'-DiphenyI-p-phenylendiamin.... iΝ, Ν'-DiphenyI-p-phenylenediamine .... i

N-Isopropyl-N'-phenyl-N-isopropyl-N'-phenyl-

p-phenylendiamin .'!p-phenylenediamine. '!

Hocharomatisches öl 5Highly aromatic oil 5

N-Nilroso-diphenylamin 1N-nilroso-diphenylamine 1

Schwefel 2,25Sulfur 2.25

N-Oxy-diäthylen-2-bcnzthiazyl-N-Oxy-diethylen-2-benzthiazyl-

sulfcnamid 0,65sulfcnamide 0.65

") Wie im Beispiel 2. ") As in example 2.

Tabelle IVTable IV

Bearbeitungsdaten1)Processing data 1 )

Ans:;lzAns:; lz

Λ ΒΛ Β

Beispiel 3Example 3

Isopren wurde chargenweise unter Verwendung von 3-Bromphenyllithiuminitiator polymerisiert. Man gab das Isopren, gefolgt von dem Initiator, nach der Zugabe des Verdünnungsmittels und einer Stickstoffspüiung in den Einzelreaktor. Falls verwendet, gab man den TetraaHylzinnmodifikator bei den in Tabelle III angegebenen Umwandlungen zu. In den folgenden Ansätzen wurden 100 Gewichtsteile Isopren und 1400 Gewichtsteile Verdünnungsmittel verwendet. Die Daten, welche diese Ansätze repräsentieren, sind in Tabelle III angegeben.Isoprene was batch polymerized using 3-bromophenyllithium initiator. Man gave the isoprene followed by the initiator after adding the diluent and a nitrogen purge in the single reactor. If used, the tetra-ethyltin modifier was added to the in Conversions given in Table III. In the following runs, 100 parts by weight of isoprene were used and 1400 parts by weight of diluent used. The data representing these approaches are given in Table III.

Mischzeit (Min.)
Streifen bewertung')
Extrudierbewertung,
Garvey2)
Mixing time (min.)
Stripes rating ')
Extrusion rating,
Garvey 2 )

10 10 3 610 10 3 6

7 87 8

10 1010 10

10 210 2

11 511 5

JTJT

«T JTu den auf einem 15 x 30-cm-Walzwerk bei hp; Z, Tu ^U,"d Von ° bis 4 bewertet, je nachdem wie und bei welcher Dicke sie verkleben. Bei der ersten Wiederholung «T JTu den on a 15 x 30 cm mill at hp; Z, Tu ^ U , " d Rated from ° to 4 , depending on how and at what thickness they stick together. On the first repetition

der A u CIne ähnlichc Bewertung vorgenommen, mit bdm Γ5,"? u daß die Wa>«emperatur S2' C beträgt. Dann oeim letzten, handwarmen Walzen wird eine Bewertung von An evaluation similar to the A u CIne was carried out, with bdm Γ 5 , "? u that the temperature is S2 'C. Then in the last, lukewarm rolling, an evaluation of

chle'chtiVh°i?m0,mme.l Die Gesan-bewrtung ist dann 0 tscnietrit) bis 10 (am besten).chle'chti V h ° i? m 0 , mme .l The overall rating is then 0 tscnietrit) to 10 (best).

) Bestimmt nach US-PS 3215679. Spalte 12. Abschnitt (J), «wertet in bezug auf Kante. Oberfläche und Ecke. Nr. 12 «S™. e'"L «trudiertes Produkt, welches als perf<*t vnHtT aneesien wird- während niedrigere Zahlen weniger vollkommene Produkte kennzeichnen.) Determined according to US-PS 3215679. Column 12, section (J), «evaluates in relation to edge. Surface and corner. No. 12 «S ™. e '" L " truded product, which is considered perf <* t vnHtT aneesi en - while lower numbers indicate less perfect products.

Physikalische Eigenschaften
(30 Minuten gehärtet bei 200 C)
Physical Properties
(Hardened for 30 minutes at 200 C)

Alisa U Alisa U 9494 BB. C"C " 55 1)1) ι ςι ς AA. 106106 9393 8484 300-'Vi)-MOdUl300-Vi) -module 257257 (kg cm2)(kg cm 2 ) 255255 254254 249 I0 249 I0 Black-ZugfestigkeitBlack tensile strength 158158 (kg/cm2)")(kg / cm 2 ) ") 139139 133133 115115 Heiß-ZugfesligkeitHot tensile strength (kg/cm2)")(kg / cm 2 ) ") Tensile Machine 1.-6.Tensile Machine 1.-6. "I ASTM 15-412-62T Scoll"I ASTM 15-412-62T Scoll

Das obige Heispiel demonstriert eindrucksvoll die Verbesserungen, die erhalten werden, wenn Polyisopren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Ansatz C stellt den einzigen Ansatz dar, der gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, die bessere Verarbeitbarkcit dieses Polymerisates wird klar durch die höheren Werte der Streifenbewertung und Extrudierbcwertung demonstriert, wobei die anderen Eigenschaften akzeptabel sind. Die Zugabe der Allylzinnverbindung als Teil des anfänglichen Iniliatorsystems erzeugte kein verbessert verarbeilbares Polyisopren, verglichen mit dem erfindungsgemäß hergestellten Polymerisat. Die Bewahrung der guten physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Polymerisate wird ebenfalls demonstriert.The above example impressively demonstrates that Improvements obtained when making polyisoprene in accordance with the present invention will. Approach C represents the only approach that was carried out according to the present invention, the better processability of this polymer is clear from the higher values of the strip rating and extrusion rating, with the other properties being acceptable. the Addition of the allyl tin compound as part of the initial initiator system did not produce an improved processable Polyisoprene compared with the polymer produced according to the invention. The preservation the good physical properties of the polymers produced according to the invention also demonstrated.

Beispiel 4Example 4

Zwei in Reihe geschaltete 38-1-Reaktoren. bezeichnet als Reaktoren A und B, wurden für zwei Ansätze bei der Polymerisation von Isopren verwendet. Die Reaktoren wurden kontinuierlich betrieben, gerührt und mit Flüssigkeit gefüllt. In beiden Ansätzen wurde das Isopren als Flüssigkeit mit n-Pentan als Lösungsmittel eingefüllt. Vor der Zugabe in den Reaktor A wurde die Beschickung vorgekühlt, um zur Temperaturbeherrschung im Reaktor beizutragen. Sowohl das 3-Bromphcnyllithium und Dibrombenzol als auch die Beschickung wurden so zu dem Reaktor A hinzugefügt, daß kontinuierlich die Mengen der gewünschten Materialien zur Verfügung standen. Der Reaktorabslrom aus Reaktor A wurde unter Verwendung eines in der Leitung befindlichen Mischers mit Tetraallylzinn (Ansatz E) und Tetravinylzinn (Ansatz F) als Vergleich vermischt, bevor man den Polymerisationsabstrom aus dem Reaktor A in den Reaktor B einspeiste, wo die Polymerisation fortgesetzt wurde. Die Mengen der in diesen Ansätzen verwendeten Zusätze, die Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle V wiedergegeben:Two 38-1 reactors connected in series. designated as reactors A and B, were used for two approaches to the polymerization of isoprene. the Reactors were operated continuously, stirred and filled with liquid. In both approaches the isoprene was filled in as a liquid with n-pentane as the solvent. Before adding to the Reactor A has the feed pre-cooled to help control the temperature in the reactor. Both the 3-bromophynyllithium and dibromobenzene and the feed were thus transferred to reactor A. added that the quantities of the desired materials were continuously available. the Reactor effluent from reactor A was added using an on-line mixer Tetraallyl tin (approach E) and tetravinyltin (approach F) mixed as a comparison before the Polymerization effluent from reactor A was fed to reactor B where polymerization continued would. The amounts of additives used in these approaches, the reaction conditions and the results are given in Table V:

Tabelle VTable V

Polymerisationsergebnisse und -bedingungenPolymerization results and conditions

Reaktor AReactor A OcwichtstcilcMajor items Ansatz FApproach F Ansatz UApproach U Reaktor AReactor A 700700 n-Pentann-pentane 700700 100100 IsoprenIsoprene 100100 0,05
(0,3 Millimol
pro 100 g Monomeres)
0.05
(0.3 millimoles
per 100 g of monomer)
3-Bromphenyllithium3-bromophenyllithium 0,05
(0.3 Millimol
pro 100 g Monomeres)
0.05
(0.3 millimoles
per 100 g of monomer)
0,01170.0117
DibrombenzolDibromobenzene 0,01170.0117 6868 Temperatur, 0CTemperature, 0 C 7272 47.347.3 (%) Umwandlung in Reaktor A(%) Conversion in reactor A 55,555.5 6,706.70 Inhärente Viskosität des Polymerisates
aus Reaktor A
Inherent viscosity of the polymer
from reactor A
7.227.22
Reaktor BReactor B 8787 Temperatur, "C Temperature, "C 8383 TetraallylzinnTetraallyl tin 0,085
(0,3 Millimol
pro 100 g Monomeres)
0.085
(0.3 millimoles
per 100 g of monomer)
0,0685
(0,3 Millimol
pro 100 g Monomeres)
0.0685
(0.3 millimoles
per 100 g of monomer)
TetravinylzinnTetravinyl tin 75,275.2 Gesamtumwandlung (%)Total conversion (%) 86,586.5 63/3763/37 Verhältnis (%) Umwandlung Reaktor A/BRatio (%) conversion reactor A / B 64/3664/36 4,34.3 Inhärente Viskosität des in Reaktor BInherent viscosity of that in reactor B. 1,61.6

erzeugten Polymerisates (berechnet)generated polymer (calculated)

Inhärente Viskosität des fertigvermischten
Polymerisates, gewonnen aus Reaktor B
Inherent viscosity of the ready-mixed
Polymer obtained from reactor B

5,19 5,805.19 5.80

Die aus den Ansätzen H und F gewonnenen Polymerisate wurden nach der im Beispiel 3 angegebenen Rezeptur vermischt. Der compoundicrte Kautschuk wurde dann in bezug auf seine VcrarbeiUmgseigenschaftcn bewertet; die Daten sind in Tabelle Vl angegeben.The polymers obtained from batches H and F. were mixed according to the recipe given in Example 3. The compounded rubber was then in terms of its working properties rated; the data are given in Table VI.

Tabelle Vl
Bearbeitungsdaten')
Table Vl
Processing data ')

Hxtrudierbewertung')
Garvcy-Fonn bei 1211C
Extrusion evaluation ')
Garvcy-Fonn at 121 1 C

(m/Min.)(m / min.)

(g Min.)(g min.)

Ansatz 1: Ansät/ 1"Approach 1: Ansät / 1 "

10 810 8

1,22 1.371.22 1.37

102 108102 108

wurde /wischen 72 und 77' C gehalten und die Temperatur im zweiten Reaktor zwischen 84 und 86"C. Nach etwa 55% Umwandlung gab man wie im Beispiel 4 Tetraallylzinnmodifikator zum Polymcrisationsabstrom aus dem ersten Reaktor. Die fertige l'olymerisatmischung bestand aus etwa 91% cis-Additionsprodukt. Das Polymerisat wurde zu den folgenden Kautschukgemischen vermischt und mit einem technischen eis-Polyisopren mit hohem Gehalt ίο an cis-Struktur als Vergleich getestet.was kept between 72 and 77 ° C and the temperature in the second reactor between 84 and 86 "C. After about 55% conversion, as in Example 4 Tetraallyl tin modifier to the polymerization effluent from the first reactor. The finished one The polymer mixture consisted of about 91% cis-addition product. The polymer was mixed into the following rubber mixtures and with a technical ice-polyisoprene with a high content ίο tested on cis structure as a comparison.

Mischungsrezeptur (Gewichtsteile)Mixture recipe (parts by weight)

Ansal/Ansal /

WXY Z*lWXY Z * l

Ans;il/ IAns; il / I

1010

57
53
57
53

Ans;U/ IAns; U / I

4
79
56
4th
79
56

BearbeitungsdatenProcessing data

Streifenbewertung
Roh-Mooncy ML-4 bei 100 C2)
Compoundiert ML-4
bei 10011C3)
Strip rating
Raw Mooncy ML-4 at 100 C 2 )
Compounds ML-4
at 100 11 C 3 )

1I Vgl Tabelle IV. Beispiel λ 1 I See Table IV. Example λ

:l Bestimmt nach ASTM D-1646-fi.V : l Determined according to ASTM D-1646-fi.V

') Bestimmt nach ASTM D-IMfi-63.') Determined according to ASTM D-IMfi-63.

Das vorstehende Beispiel zeigt tatsächlich, daß ein nach Maß hergestelltes eis-Polyisopren mit einem bestimmten Verhältnis von Fraktionen mit hohem und niedrigem Molekulargewicht unter Verwendung von zwei kontinuierlich arbeitenden.in Reihe geschalteten Reaktoren hergestellt werden kann, wenn man Isopren, Lösungsmittel und 3-BromphcnyIlithium-Initiatorcn in den ersten Reaktor einspeist und darin das Katalysator zu Monomercnverhältnis manipuliert, um das Molekulargewicht der erzeugten Polymerisatfraktion zu steuern, die Temperatur in der ersten Reaktion regelt, um die Monomerenumwandlung und damit die Menge der ersten Polymerisatfraktion zu steuern und anschließend in den Abstrom des ersten Reaktors Tetraallylzinn, den Modifikator der vorliegenden Erfindung, einmischt und dann die Mischung in den zweiten Reaktor einleitet, worin die Polymerisation fortgeführt wird und worin das Molekulargewicht der Polymerisatfraktion gleichfalls gesteuert wird, damit ein verbessert verarbeitbares Polyisopren erzeugt wird.The above example actually shows that a made to measure ice-polyisoprene with a certain ratio of high and low molecular weight fractions using can be produced by two continuously working reactors connected in series if one Isoprene, Solvents, and 3-Bromophylene-Lithium Initiators feeds into the first reactor and manipulates the catalyst to monomer ratio therein, to control the molecular weight of the polymer fraction produced, the temperature in the The first reaction regulates the monomer conversion and thus the amount of the first polymer fraction to control and then in the effluent of the first reactor tetraallyl tin, the modifier of the present invention, and then introducing the mixture into the second reactor, wherein the Polymerization is continued and wherein the molecular weight of the polymer fraction is also controlled so that an improved processable polyisoprene is produced.

Beispiel 5Example 5

Polyisopren wurde wie im Beispiel 4 hergestellt, wobei man zwei 38-1-Reaktoren, die in Reihenschaltung mit einer Stunde Verweilzeit pro Reaktor arbeiteten, verwendete. Die Mengen aller verwendeten Bestandteile waren identisch mit denjenigen des Ansatzes A dieses Beispiels, mit der Ausnahme, daß der Gehalt an 3-Bromphenyllithium 0,27 mMol pro 100 g Monomeres betrug. Die Temperatur im ersten ReaktorPolyisoprene was prepared as in Example 4, using two 38-1 reactors connected in series working with one hour residence time per reactor was used. The amounts of all ingredients used were identical to those of Run A of this example, except that the content of 3-bromophenyllithium 0.27 mmol per 100 g of monomer fraud. The temperature in the first reactor

Polymerisat 100 100 100 100Polymer 100 100 100 100

Hochabriebfester 50 50Highly abrasion resistant 50 50

OfenrußFurnace soot

Zweiter hochabrieb- 50 50Second high abrasion 50 50

fester Ofenrußsolid furnace soot

Zinkoxyd 3 3 3 3Zinc oxide 3 3 3 3

Stearinsäure 3 3 3 3Stearic acid 3 3 3 3

Mischung, bestehend 1111Mixture, consisting of 1111

zu 65% aus einem
komplexen Diarylamin-
65% from one
complex diarylamine

Keton-Reaktions-Ketone reaction

produkt und zu 35%product and 35%

aus N,N'-Diphenyl-from N, N'-diphenyl-

p-phcnylendiaminp-phenylenediamine

N-Isopronyl-N'-phcnyl- 2 2 2 2N-isopronyl-N'-phenyl- 2 2 2 2

p-phcnylendiaminp-phenylenediamine

Hocharomatisches öl 5 5 5 5Highly aromatic oil 5 5 5 5

N-Nitroso- 1111N-nitroso 1111

diphenylamindiphenylamine

Schwefel 2,25 2,5 2,25 2,25Sulfur 2.25 2.5 2.25 2.25

N-Oxy-diäthylen- 0,65 0,75 0,65 0,65N-oxy-diethylene 0.65 0.75 0.65 0.65

2-benzthiazyl-2-benzthiazyl-

sulfcnaminsulfcnamin

·) Vergleich: technisches eis-Pol)isopren mit hohem Gehalt an cis-Struktur.·) Comparison: technical ice-pole) isoprene with a high content of cis structure.

Tabelle VII beinhaltet die Verarbeitungsdaten und die physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Polymerisatmischungen. Jeder dieser Kautschuke wurde dann getestet, um die relativen Abnutzungscharakteristika zu ermitteln, wenn sie einem Reifen einverleibt wurden. Es wurden Profilreifen hergestellt, indem man die Massen in einem 1-A-Banburymixer mischte und die Lauffläche durch einen 11,4 cm MRM-Extruder*) extrudierte. Die runderneuerten Reifen wurden auf einem Ford-Combiwagen getestet,Table VII contains the processing dates and physical properties of the various Polymer mixtures. Each of these rubbers was then tested for relative wear characteristics to determine when they have been incorporated into a tire. Tread tires were produced by mixing the masses in a 1-A-Banbury mixer and the tread through a 11.4 cm MRM extruder *) extruded. The retreaded tires were tested on a Ford estate car,

der zwischen Bartlesville, Oklahoma und Borger, Texas, ungefähr 16 100 km gefahren wurde.which was driven approximately 10 miles between Bartlesville, Oklahoma and Borger, Texas.

Geschwindigkeit 80 bis 112 km/Std.Speed 80 to 112 km / h

Belastung etwa 544 kg pro ReifenLoad about 544 kg per tire

6- Felge 15 cm 6 - rim 15 cm

Rotation 8Rotation 8

*) MRM = National Rubber Manufacturers Extruder.*) MRM = National Rubber Manufacturers Extruder.

Tabelle VIITable VII Ansatzapproach 4'55"4'55 " 1 A-Banbury)1 A-Banbury) 5Ό5"5Ό5 " YY 4Ό5"4Ό5 " 77th 4'40"4'40 " 55 Zugfestigkeittensile strenght An satzApproach XX YY ZZ WW. (kg/cm2)1)(kg / cm 2 ) 1 ) WW. Bearbeitungsdaten (76 χMachining data (76 χ 146146 146146 149149 154154 ElongationElongation 263263 263263 1010 XX 1010 88th 66th MaximaleMaximum 270270 297297 5252 5353 6464 69
(Mooney-
69
(Mooney-
IOIO Zugfestigkeit
bei 93° C
tensile strenght
at 93 ° C
580580 585585
Vi'skosi-Vi'skosi- (kg/cm2)1)(kg / cm 2 ) 1 ) 665665 127127 175175 550550 12,212.2 11,311.3 10,910.9 tat)
10,8
did)
10.8
IT, 0C
Rückstell
vermögen
IT, 0 C
Reset
assets
152152 195195
1515th Shore-A-Shore A MischzeitMixing time Häfte1)Half 1 ) 21,4
73,3
21.4
73.3
23,7
72,3
23.7
72.3
(Min.)(Min.) 1010 24 Stunden bei24 hours at 23,2
72,4
23.2
72.4
5656 5858 23,0
73,1
23.0
73.1
Endtempe
ratur (° C)
End temperature
temperature (° C)
300-%-Modul300% module 5454 5959
StreifenStripes (kg/cm2)1)(kg / cm 2 ) 1 ) gealtertaged bewertung
(0-10) ■
Vermischt
ML-4bei
evaluation
(0-10) ■
Mixed
ML-4 at
1,121.12 1,091.09 1,221.22 1,421.42 Zugfestigkeittensile strenght 100" C100 "C 154154 166166
100° C100 ° C 2525th (kg/cm2)1)(kg / cm 2 ) 1 ) 134134 174174 »Scorch«*)»Scorch« *) 1111th 12-12- H + H + 1O+ 1O + ElongationElongation 182182 206206 bei 138° Cat 138 ° C (%)')(%) ') 195195 245245 I 5 (Min.)I 5 (min.) T, C1)T, C 1 ) 340340 370370 ExtrudiertExtruded 3 ° Rückstell-Reset 400400 410410 beil21°Cat 21 ° C 22,222.2 23,523.5 Garvey-FormGarvey shape 22,722.7 74,774.7 76,676.6 24,024.0 (m/Min.)(m / min.) 75,075.0 74,174.1 (g/Min.)(g / min.) Bewertungevaluation (3-12)(3-12)

*) Scorch I 5 bezieht sich auf die Zunahme von 5 Mooney-Einheiten gegenüber einem Mindestmooney-Wert in dem angegebenen Zeitraum. Die höheren Werte in Minuten, die zu einem Anstieg von 5 Mooney-Einheiten gegenüber dem Mindestmooney-Wert erforderlich sind, zeigen einen besser verarbeitbaren Kautschuk an.*) Scorch I 5 refers to the increase of 5 Mooney units against a minimum Mooney value in the specified Period. The higher values in minutes that result in an increase of 5 Mooney units over the minimum Mooney value are required indicate a more processable rubber.

vermögen, ') Wie im Beispiel 3.ability, ') As in example 3.

2) Wie in US-PS 3215679, Spalte II, Absatz D, bestimmt. 2 ) As determined in U.S. Patent 3,215,679, Column II, Paragraph D.

Physikalische Eigenschaften
(30 Minuten bei 145° C gehärtet)
Physical Properties
(Hardened for 30 minutes at 145 ° C)

Ansatzapproach 1,491.49 XX 1,761.76 YY 1,741.74 ZZ 1,771.77 WW. ι- χ 10ι- χ 10 8484 106106 1616 139139 (Mol/cc)2)(Mol / cc) 2 ) 11 300-%-Modul300% module (kg/cm2)1)(kg / cm 2 ) 1 )

') Wie im Beispiel 3.') As in example 3.

2) Wie in US-PS 3215679, Spalte 11, Absatz D, bestimmt. 2 ) As determined in U.S. Patent 3,215,679, column 11, paragraph D.

Die Ergebnisse der Reifenteste zeigen, daß die Polymerisate der vorliegenden Erfindung in bezug auf Abbröckeln und Abnutzung der Lauffläche zufriedenstellend bewertet wurden. Die Polymerisate der vorliegenden Erfindung wurden bezüglich der Rißfestigkeit besser bewertet als die Vergleichsprobe.The results of the tire tests show that the polymers of the present invention with respect to Chipping and wear of the tread were rated satisfactorily. The polymers of the present Invention were rated better in terms of crack resistance than the comparative sample.

Das obige Beispiel zeigt, daß die trfindungsgemäß hergestellten Polymerisate höhere Streifenbewertungen und Extrudierbewertungen erhielten als die Vergleichsgemische. Die Polymerisate der vorliegenden Erfindung zeigten nicht nur ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften, sondern waren auch in bezug auf die physikalischen Eigenschaften zufriedenstellend, verglichen mit dem Vergleichspolymerisat.The above example shows that the polymers produced according to the invention have higher streak ratings and extrusion ratings were given as the comparative blends. The polymers of the present Invention not only showed excellent processing properties, but were also related to the physical properties are satisfactory compared with the comparative polymer.

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: I. Verfahren zur Polymerisation von Isopren oder Butadien in Gegenwart eines Halogenaryl-Iithium-Katalysators der allgemeinen FormelI. Process for the polymerization of isoprene or butadiene in the presence of a haloaryl lithium catalyst the general formula IOIO 2020th
DE19702017872 1969-04-14 1970-04-14 Process for the polymerization of isoprene or butadiene Expired DE2017872C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81611869A 1969-04-14 1969-04-14
US81611869 1969-04-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2017872A1 DE2017872A1 (en) 1970-11-12
DE2017872B2 DE2017872B2 (en) 1975-07-10
DE2017872C3 true DE2017872C3 (en) 1976-03-04

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