DE2115960B2 - Verfahren zur verhinderung der polymerisation von acrylsaeure- oder methacrylsaeureestern oder deren mischungen - Google Patents
Verfahren zur verhinderung der polymerisation von acrylsaeure- oder methacrylsaeureestern oder deren mischungenInfo
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Description
Dementsprechend war es beim Polymerisieren von bei denen das zugefügte Hexamethylentetramin teilweise
Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern, die durch 55 aus der stabilisierten Monomerenlösung ausfällt und
die zuvor erwähnten bekannten Polymerisations- in Foim eines unlöslichen Anteils vorliegt. Selbst in
inhibitoren stabilisiert sind, erforderlich, zuvor die solchen Fällen treten keine Schwierigkeiten in der
Inhibitoren zu entfernen, beispielsweise durch ein polymerisationsinhibierenden Wirkung des Hexa-Destillations-,
Extraktions- und Adsorptionsverfahren, methylentetramins auf, und es wurde beobachtet, daß
und die Nachteile, die dadurch entstanden, beispiels- 60 die Stabilisation des Monomeren besser bewirkt
weise erhöhte Anlagekosten und Verlust an Mono- werden kann. Dementsprechend liegt bei einer bevormeren,
waren nicht unerheblich. zugten erfindungsgemäßen Ausführungsform das
Stabilisatoren zur Stabilisierung von flüssigen Vinyl- Hexamethylentetramin teilweise in Form eines uniösmonomeren
sind aus den deutschen Offenlegungs- Liehen Anteils vor, und auf solche Weise kann man das
Schriften 1 468 118, 1 443 400 und aus den deutschen 65 Monomere unbegrenzt lagern. Wird ein solches
Auslegeschriften 1 294 965, 1 250 443, 1 047 743, Monomeres polymerisiert, ist es wünschenswert, das
1151 506 und 1181 699 bekannt. Hexamethylentetramin, das als unlöslicher Anteil vorGegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein wirk- liegt, vorher abzutrennen. Diese Abtrennung kann
ohne jede Schwierigkeit durchgeführt werden, indem
Hum die üblichen Verfahren zur Trennung \ou
Flüssigkeiten und Feststoffen anwendet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Acrylsäureester oder Methacrylsäurealkylester, wie
Acrylsäure- oder Methacrylsäureester mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, vorteilhaft
stabilisiert werden. Beispiele für solche Ester sind die
Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, n-Octyl-, 2-Äthylhexyl-,
Lauryl-, Cetyl- und Stearylester.
Die Menge an zugefügtem Hexamethylentetramin ist abhängig von den Bedingungen, denen die Acrylsäure-
oder Methacrylsäureester unterworfen werden. Im allgemeinen verwendet man 0,001 bis 3,0 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 0,005 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen ;>uf das Monomere. Da, wie zuvor erwähnt,
die Anwesenheit unlöslicher Teile keine Nachteile bei kicr Stabilisierung der Monomeren, sondern günstige
Ergebnisse "nit sich bringt, kann man Hexamethylentetramin zu dem Monomeren in einer Menge, die
3,0 Gewichtsprozent übersteigt, zufügen.
Um die Stabilisierungswirkungen zu verbessern, is: es ebenfalls möglich, bekannte Inhibitoren bei Verwendung
ungesättigter Monomeren zusammen mit Hexamethylentetramin zu verwenden.
S Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
S Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Hexamethylentetramin wurde in den in Tabelle I ίο angegebenen Mengen zu 10,0 g gereinigtem Methylmethacrlyat
gegeben und in einer Glasampulle verschlossen und dann in einem Öltank mit konstanter
Temperatur von 100"C aufbewahrt. Tabelle I gibt
die Änderungen mit dem Verlauf der Zeit als Viskositäiserhöhung von Methylmethacrylat an. In der
Tabelle bedeutet »Verfestigung*·, daß die gesamte Probe durch Polymerisation des Monomeren fest
wurde.
Die Ergebnisse der Tabelle I zeigen klar, daß Hexamethylentetramin die Polymerisation des Monomeren ausreichend verhindert.
Versuch Nr. |
Zugefügte Mengen an Hexamethylentetramin (Gewicht, ppm) |
Viskositätsanstieg |
1
2 3 4 |
keine Zugabe
10 50 100 |
Ein Viskositätsanstieg wurde nach 30 Minuten beobachtet, und eine
Verfestigung wurde nach 1,5 Stunden festgestellt Die Viskosität stieg langsam während 6 Stunden, und eine Verfestigung wurde nach 12 Stunden festgestellt Nach 7 Stunden konnte kein Viskositätsanstieg beobachtet werden, und eine Verfestigung trat nach 22 Stunden ein Ein Viskositätsanstieg wurde nach 20 Stunden beobachtet |
Beispiel 2
und Vergleichsversuche
Zu 10,0 g gereinigtem Methylmethacrylat wurden die in Tabelle II angegebenen Mengen zugefügt, und
die so erhaltenen Proben wurden 24 Stunden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben
aufbewahrt. Dann wurde das Aussehen der Proben und der Viskosifätsanstieg beurteilt, und ein Teil der
I-robe wurde in das lOfache des Volumens der Probe an η-Hexan gegeben, um zu prüfen, ob sich Polymerisat
gebildet hatte oder nicht. In der Tabelle sind die Versuche Nr. 3 bis 10 Vergleichsbeispiele.
Die Ergebnisse aus Tabelle II zeigen eindeutig, daß Hexamethylentetramin im Vergleich zu vielen anderen
Verbindungen als Stabilisator für Monomere ausgezeichnet wirkt.
Aus der nachstehenden Tabelle ist die überlegene polymerisationsinhibierende Wirkung von Hexamethylentetramin
ersichtlich.
Es kommt hinzu, daß Indulin ein blauer Farbstoff ist, so daß bei dessen Zugabe zu Methylmethacrylat
das Monomere stark blau gefärbt wird. Das bei der Polymerisatherstellung verwendete Methylmethacrylat
soll jedoch in fast allen Fällen farblos sein. Das mit Indulin versetzte Monomere muß daher zusätzlich mit
teueren Verfahrensschritten wie Destillation oder Entfärbung behandelt werden. Da dies bei der erfindungsgemäßen
Anwendung von Hexamethylentetramin entfällt, ist seine Verwendung auch aus diesem
Grunde von erheblichem industriellem Vorteil.
Weiterhin wurde die polymerisationsinhibierende Wirkung des erfindungsgemäßen Hexamethylentetramins mit der von Indulin (deutsche Auslegeschrift
1047 773) und von Acetonthiosemicarbazon (deutsche Auslegeschrift 1 443 700) gegenüber Methylmethacrylat bei 1000C gemäß der im Beispiel 2 der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Methode verglichen.
sammengestellt.
Bei
spiel 3
Hexamethylentetramin (1,0 Gewichtsprozent) wurde So zu 10,0 g gereinigtem Butylmethacrylat zugefügt und
während 24 Stunden bei 100°C aufbewahrt. Danach war die Probe farblos, durchsichtig, und ein Viskositätsanstieg konnte nicht beobachtet werden.
B e i s ρ i e 1 4
0,5 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin wurden zu 10,0 g gereinigtem 2-Äthylhexylmethacrylat und zu
Laurylmethacrylat gegeben, und dann wurden die Proben während 24 Stunden bei 1000C aufbewahrt.
Danach war jede Probe farblos, durchsichtig, und ein Viskositätsanstieg wurde nicht beobachtet.
Beispiel 5
65
65
0,2 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin wurden zu 10,0 g gereinigtem Methylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat,
und Laurylacrylat gegeben und während
24 Stunden bei 100 C aufbewahrt. Danach war jede Probe farblos, durchsichtig, und kein Viskositätsanstieg wurde beobachtet.
0,05 Gewichtsprozent (bezogen auf die Lösung)
Hexamethylentetramin wurden zu einer Xylollösung und zu einer Leichiöllösung gegeben, die jeweils
30 Gewichtsprozent greinigtes Methylmeihacrylat enthielten.
Die Proben wurden 24 Stunden bei einer Temperatur von 100" C aufbewahrt. Jede Probe war
farblos, durchsichtig, und kein Viskositätsanstieg wurde beobachtet.
Beispiel 7
und Vergleichsversuch
und Vergleichsversuch
200 g gereinigte* Methylmeihacrylat und 0,1 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin wurden in einen
Dreihals-Destillationskolben gegeben, der mit einem Glas-Rundkühler versehen war und · vobei Jas Material
in Kontakt mit zylindrischem Kohlenstoffstahlmaterial kam (um die Industriebedingungen nachzuahmen).
Die Reaktionsmischung wurde auf eine Temperatur von etwa 100; C erhitzt. Wurde die innere Oberfläche
des Kühlers nach 8 Stunden geprüft, so konnte keine Polymerisatbildung beobachtet werden.DasMonomere
in dem Kolben war farblos, durchsichtig, und ein Viskositätsanstieg wurde nicht beobachtet. Wenn der
gleiche Versuch unter Zugabe von 0,1 Gewichtsprozent Hydrochinon wiederholt wurde, so wurde an der
inneren Wandoberfläche am unteren Teil des Kühlers ein einem dünnen Film ähnliches Polymerisat beobachtet, und es wurde ferner beobachtet, daß die Viskosität des Monomeren in dem Kolben angestiegen
war.
Beispiel 8
und Vergleichsversuche
Drei Proben A, B und C wurden in Anwesenheit von Benzoylperoxyd als Katalysator bei einer Temperatur von 60 C polymerisiert.. Die Probe A wurde
hergestellt, indem man 0,01 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin zu einer Mischung aus 10 Gewicln-.-prozent
Methylmethacrylat und 90 Gewichtsprozent η-Hexan gab. Probe B wurde hergestellt, indem man
zu der Mischung aus Meihylmethacrylat und n-Hc\an
0,01 Gewichtsprozent Hydrochinon zufügic, und
Probe C enthielt nur Methylmethacrylat und n-Hexan. Die Polymerisalionsinduktionszeiten \on A und C
ίο waren fast gleich, und die Polymerisationsausbeuien
nach 20 Stunden betrugen 42% bei Λ, etwa 0" „ bei B und 46",ο bei C. Aus diesen Ergebnissen ist erbklulicli,
daß Hexamethylentetramin die Polymerisation des
Monomeren in Gegenwart eines Polymerisation-,-initiators
kaum verzögert.
Beispiel 9
und Vergleichsversuche
und Vergleichsversuche
Drei Proben, A, B unet C wurden in Anwesenheil
von Azobisisobutyronitril als Katalysator bei einer Temperatur von 60 C polymerisiert. Probe A wurde
hergestellt, indem man 0,01 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin zu gereinigtem Methylmethacrylat
zufügte, Probe B wurde hergestellt, indem man 0,01 Gewichtsprozent Hydrochinon zu Methylmethacrylat zufügte, und die Probe C enthielt nur Methylmethacrylat. Die Proben A und B waren innerhalb
3 Stunden verfestigt, die Probe B war jedoch nach
3 Stunden noch viskos, und die Verfestigung war noch
nicht vollständig.
Jeweils 5,0 g der festen Produkte der Proben A, B und C wurden in 100 ecm Dimethylformamid gelöst,
und dann wurde die Absorption bei 430 ηΐμ bestimmt,
wobei das feste Produkt von A einen Wert von 2 · 10-3, das feste Produkt von C einen Wert von
9 · 10-3 und das feste Produkt von C einen Wert von 0 ergaben. Diese Ergebnisse zeigen, daß im Falle von
Hexamethylentetramin die polymerisierten Produkte
weniger gefärbt sind als im Falle von Hydrochinon.
Ver such |
Zugefügte Menge | Zustand der Proben nach 24 Stunden |
Polymerisat in n-Hexen |
Nr. | (Gewichtsprozent) | ||
i | Hexamethylentetramin, 0,1 | farblos, durchsichtig, | es wurden sehr gerings Mengen |
kein Viskositätsanstieg | an Polymerisat gebildet | ||
2 | Hexamethylentetramin, 2,0, | farblos, durchsichtig, | es wurde kein Polymerisat gebildet |
davon ein Teil ungelöst | kein Viskositätsanstieg | ||
3 | keine Zugabe | Verfestigung in 2 Stunden | — |
4 | Hydrochinon, 1,0 | hellbraun, durchsichtig, | große Mengen an Polymerisat |
ein Viskositätsanstieg wurde | waren gebildet | ||
beobachtet | |||
5 | Chloranil, 0,1 | die Probe wurde in 18 Stunden | große Mengen an Polymerisat |
viskos*) | -waren gebildet | ||
6 | Phenol, 0,1 | wie oben | große Metigen an Polymerisat |
waren gebildet | |||
7 | Kresol, 0,1 | Verfestigung | — |
S | Bisphenol, 0,1 | ein Viskositätsanstieg wurde | große Mengen an Polymerisat |
beobachtet | waren gebildet | ||
9 | Phenothiaziii, 0,1 | ein Viskositätsanstieg wurde | große Mengen an Polymerisat |
beobachtet | waren gebildet | ||
10 | Diäthyhiydroxylamin, 0,1 | ein Viskosilätsanstieg wurde | große Mengen an Polymerisat |
beobachtet | waren gebildet |
*) Verfestigung war noch nicht vollständig erreicht, jedoch war die Probe sehr viskos geworden.
α α d ι.
er ie aat in h-1-Ib
B it, it,
iO :te
Nr. | Zugesetzte Menge (ppm) | I | Zustand der !Proben nach 24 Stunden | geringer Viskositätsanstieg | Polymerisat in n-Mexan |
1 | Hexamethylentetramin 10 | farblos, | es wurden geringe Mengen | ||
durchsichtig | geringer Viskositätsanstieg | Polymerisat gebildet | |||
2 | Hexamethylentetramin 100 | farblos, | es wurden geringe Mengen | ||
durchsichtig | kein Viskositätsanstieg | Polymerisat gebildet | |||
3 | Hexamethylentetramin 1000 | farblos, | es wurden geringe Mengen | ||
durchsichtig | es wurde ein Viskositäts | Polymerisat gebildet | |||
4 | Indulin*l 20 | blau, nicht | anstieg bemerkt | es wurden große Mengen | |
durchsichtig | es wurde ein Viskositäts | Polymerisat gebildet | |||
5 | Indulin 100 | blau, nicht | anstieg bemerkt | es wurden große Mengen | |
durchsichtig | es wurde ein Viskositäts | Polymerisat gebildet | |||
6 | Indulin 1000 | blau, nicht | anstieg bemerkt | es wurden große Mengen | |
durchsichtig | es wurde ein Viskositäts- | Polymerisat gebildet | |||
7 | Acetonthiosemicarbazon*2 10 | leicht trüb | anstieg bemerkt | es wurde eine mäßige | |
es wurde ein Viskositäts | Menge Polymerisat gebildet |
||||
8 | Acetonthiosemicarbazon 100 | trüb | anstieg bemerkt | es wurde eine mäßige | |
geringer Viskositätsanstieg | Menge Polymerisat gebildet |
||||
9 | Acetonthiosemicarbazon 1000 | trüb | es wurde einemäßige Meng< | ||
Polymerisat gebildet |
•1 Säure-Blau 20, CI 50405 Produkt der Tokyo Kasei Kogyo Co. Ltd. ... _ . ....
•2 Da Acetonthiosemicarbazon im Handel nicht erhältlich v^r, wurde es folgendermaBen hergestellt
Thiosemicarbazon wurde in einem großen Überschuß Aceton gelöst. Es wurde Nanumacetatin Urnen Mmnil
Katalysator hinzugegeben. Es wurde dann während 10 Miauten erh.tzt, das Aceton anschließend entfernt, und die erhalten«
Kristalle wurden aus Wasser umkristallisiert. F. 179°C (Literatur: 179 Q.
Claims (1)
1. Verfahren zur Verhinderuniider Polymerisation Alkylgruppe bei höherer Temperatur,_ gegebenenfalls
von Acrylsäure- oder Metnacrylsäurealk> !estern 5 in Gegenwart eines bekannten Inhibitors für unge-
oder deren Mischungen mit 1 bis 18 C-Atomtn sättigte Monomere und gegebenenfalls in Lösung in
in der Alkylg-uppe" bei höherer Temperatur, einem organischen Lösungsmittel, das dadurch gegegebenenfalls"
in Gegenwart eines bekannten kennzeichnet ist, daß man den Monomeren 0.001 bis
Inhibitors für ungesättigte Monomere und ge- 3,0 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin, bezogen
gebenenfalls in Lösung" in einem organischen io auf das Gewicht der Monomeren, als Polymerisations-Lösungsmittel,
dadurch cekennzeich- inhibitor einverleibt.
net. daß man den Monomeren 0,J01 bis 3,0 Ge- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
wichtsprozent Hexamethylentetramin, bezogen auf Hexamethylentetramin zu Acrylsäureestern oder Methdas
Gewicht der Monomeren, als Polymerisations- acrylsäureestern oder deren Mischungen zugefügt,
inhibitor einverleibt. 15 Diese Monomeren werden dadurch -licht nur bei
niedrigen Temperaturen, sondern auch bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise etwa 50 C, insbesondere
Acrylsäureester und Methacrylsäureester (die im 70 bis 150C, bei den Destillations- und Reinigungsfolgenden der Einfachheit halber als »Monomeres« verfahren usw. ausreichend stabilisiert, und weiterhin
oder »Monomere« bezeichnet werden) sind als wert- ao wird die Polymerisation der Monomeren in den
volle Verbindungen gut bekannt. Andererseits ist es Teilen der Anlage, in denen Monomere aus der Gasauch bekannt, daß diese Monomeren instabile Ver- phase kondensiert vorhanden sind, beispielsweise am
bindungen sind und daß sie durch die Einwirkung von Säulenkopfende des Destillationsturms, an den äußeren
Hitze, Licht, Percxyd usw. polymerisieren. Daher ist Teilen des Kühlers oder selbst in dem Teil, wo das
es unbedingt erforderlich, daß man diese Monomeren 35 Monomere in Nebelform vorliegt, inhibiert. Trotz
beim Reinigen, der Lagerung und dem Transport dieser starken Polymerisationsinhibierung.wirkung
ausreichend stabilisiert zur Verhinderung der Poly- zeigt das Hexamethylentetramin im wesentlichen keine
mprisation, um zu vermeiden, daß Schwierigkeiten, polymerisationsverzögernde Wirkung, wie dies beim
wie Zusammenkleben und Verunreinigung der Vor- Hydrochinon der Fall ist, selbs; wenn es in dem
richtung, auftreten, die durch Ausfällung polymeri- 3° Polymerisationssystem vorliegt, wenn ein polymerisiersierter Produkte verursacht werden, wobei das Arbeits- bares Monomeres in Anwesenehit eines Polymeriverfahren unterbrochen werden muß oder ein Verlust sationsinitiators polymerisiert wird. Dies ist eine der
an Verbindungen eintreten kann. überraschenden Wirkungen des erfindungsgemäßen
Polymerisationsinhibitoren, die üblicherweise in Verfahrens. Hexamethylentetramin verfärbt selten
solchen Fällen verwendet werden, z. B. Hydrochinon, 35 Monomere und Polymere. Selbst wenn das Monomere
Hydrochinonderivate oder Phenolderivate, sind be- in Lösung in einem organischen Lösungsmittel vorliegt,
kannt. Diese Stabilisatoren besitzen jedoch Nachteile, verhindert das Hexamethylentetramin die Polymerida sie keine ausreichende Stabilisierungswirkung sation des Monomeien ausreichend. Beispielsweise
zeigen, wenn sie zuvor erwähnten Monomeren er- können als solche organischen Lösungsmittel aiiphahöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Sind diese 40 tische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 17 Kohlenstoff-Stabilisatoren außerdem in dem Polymerisations- atomen, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol,
system bei der Herstellung wertvoller Polymerisate Toluol, Xylol, Äthylbenzol; Äther, wie Methylätnyldurch Polymerisation der Monomeren vorhanden, so äther, Äthylbutyläther, Di-n-propyläther; Ketone, wie
sind sie die Ursache für unerwünschte Wirkungen. Methylisobutylketon, Methylphenylketon, Diäthyi-Beispielsweise kann die Polymerisationszeit beachtlich 45 keton, Cyclohexanon; aliphatische Alkohole mit 1 bis
verzögert werden, der Katalysator wird in über- 18 Kohlenstoffatomen; Ester, wie Propionsäureäthylschüssigen Mengen verbraucht, verglichen mit dem ester, oder deren Mischungen genannt werden.
Fall von üblichen Polymerisationsbedingungen, und Abhängig von der zugefügten Menge an Hexa-
die Reproduzierbarkeit der Polymerisation wird er- methylentetramin, der Umgebung des Monomeren,
niedrigt, was mit sich bringt, daß die Polymerisations- 50 das das Hexamethylentetramin enthält, d. h. den
ausbeuten, die Molekulargewichtsverteilung usw. un- Temperaturbedingungen, der Zeit, die nach der Zugabe
günstig beeinflußt werden oder daß die Polymerisate vergangen ist, und der Art des Lösungsmittels, das
gefärbt sind. zusammen mit dem Monomeren vorliegt, gibt es Fälle,
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