DE2120232A1 - Block copolymer and process for its preparation - Google Patents
Block copolymer and process for its preparationInfo
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Description
Case DKK-1 ' 2.4. April 1971Case DKK-1 '2.4. April 1971
1 A - 2531 A - 253
DEUEI KAGAKÜ KOG-YO K.K. , Tokyo, JapanDEUEI KAGAKÜ KOG-YO K.K. , Tokyo, Japan
Blockcopolyraeres und Verfahren zu dessen HerstellungBlock copolyraeres and process for their preparation
Die Erfindung betrifft ein Blockcopolyraeres aus einem vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff und einer.] konjugierten Dien, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a block copolyraeres made of one vinyl substituted aromatic hydrocarbon and a.] conjugated diene, and a process for its preparation.
Es ist bekannt, daß verschiedene Arten von Blockcopolyraeren durch Korabination von Monomeren hergestellt werden können, wobei als Starter ein Alkalimetall oder eine organische.Alkalimetallverbind.ung verwendet wird. Die erhaltenen Blockcopolymeren lassen jedoch hinsichtlich der optischen Klarheit, der Schlagfestigkeit und hinsichtlich anderer physikalischer Eigenschaften zu wünschen übrig.It is known that various types of block copolyraeren can be produced by combining monomers, with an alkali metal or an organic alkali metal compound as a starter is used. The block copolymers obtained leave however in terms of optical clarity, impact resistance, and other physical factors Properties left to be desired.
Es wurden verschiedene Arten von Verfahren sur Herstellung von Blockcopolymeren beschrieben, welche zu selbstvulkanisierbaren Elastomeren führen. So beschreibt z. B. die veröffentlichte japanische Patentanmeldung IJr. 23 793/1965 die Herstellung eines Blockcopolyaeren in einer vielstufigen iieaktion unter Verwendung einer Lithiunverbindung als Starter. Dabei wird die Iiethode der "lebendigen" Polymerisation angewandt. Hau erhält Llockcopolyraere, bei denen ein nicht elastomere!"1 Block aus einer ungesättigten Ver-Various types of processes have been described for the production of block copolymers which lead to self-vulcanizable elastomers. So describes z. B. Japanese published patent application IJr. 23 793/1965 the production of a block copolymer in a multistage reaction using a lithium compound as a starter. The Iiethode of "living" polymerization is used. Hau receives Llockcopolyraere in which a non-elastomer! " 1 block from an unsaturated compound
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bindung, wie ζ. B. einer vinylsubstituierten aromatischen Verbindung, ein elastomerer Block aus einem konjugierten Dien und der besehrietene nichtelastomere Block miteinander verknüpft werden.binding, like ζ. B. a vinyl substituted aromatic Compound, an elastomeric block made of a conjugated diene, and the particular non-elastomeric block with each other linked.
Aus der japanischen Patentanmeldung ITr. 19286/1961 ist es bekannt, daß Blockcopolymere hergestellt werden können, welche einen, mittleren elastomeren Block und zwei en.standi.re nichtelastomere Blocks aufweisen. Auch bei diesem bekannten Verfahren wird die Reaktion in mehreren Stufen durchgeführt. Als Starter wird eine aromatische Verbindung mit zwei Iiithiuiaatoiaen verwendet und die Polymerisation schreitet an beiden Enden voran.From the Japanese patent application ITr. It is 19286/1961 known that block copolymers can be prepared which have a middle elastomeric block and two en.standi.re have non-elastomeric blocks. Even with this well-known In the process, the reaction is carried out in several stages. As a starter is an aromatic compound with two Iiithiuiaatoiaen used and the polymerization proceeds leading at both ends.
Die nach den bekannten mehrstufigen Polymerisationsverfahren herstellbaren Polymerprodukte haben jedoch verschiedene ITachteile, welche darauf beruhenp daß unerwünschte Horaopolynere oder aus zwei Blöcken aufgebaute Copolymere in erheblicr.en Mengen in dem resultierenden Blockcopolyneren enthalten sind« Bies ist auf einer Erhöhung der inaktiven Endgmppen zuTückzuführen, welche in der jeweiligen Stufe durch Verunreinigungen im Lösungsmittel oder in den Ilonoraeren allaäiilieh vermehrt werden. Eine Beimischung von Homopolymerea oder Zwei-Block-Gopolymerem in dem Drei-Biock-Copolyraereη beeinträchtigt gewöhnlich die mechanischen Eigenschaften. des Bloclicopolymeren. Palis dem Drei-Block-Copolymeren. ein Zwei-Block-Copolymeres beigemischt ist, so wird die Klarheit, die Elongation, und die Reißfestigkeit erheblich herabgesetzt und darüber hinaus wird die Schlagfestigkeit, welche die v/es entlichste Eigenschaft darstellt, hergesetzt. Bisher ist es nicht gelungen^ diese ITachtei^e bei einen Polymerisationsverfahren mit mehreren Polymerisationsstufen zu vermeiden.However, the compounds obtainable by the known multistage polymerization polymer products have several ITachteile which are based on p undesirable Horaopolynere contained or two blocks Copolymers formed in erheblicr.en amounts in the resulting Blockcopolyneren "Bies is lead to an increase of the inactive Endgmppen zuTückzu which are increased in the respective stage by impurities in the solvent or in the Ilonoraeren allaäiilieh. An admixture of homopolymers or two-block copolymers in the three-block copolymer usually adversely affects the mechanical properties. of the block copolymer. Palis the three-block copolymer. If a two-block copolymer is mixed in, then the clarity, the elongation, and the tear strength are considerably reduced and, moreover, the impact resistance, which is the most important property, is reduced. So far it has not been possible to avoid this IT part in a polymerization process with several polymerization stages.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Block— copolyiaez'es aus einem vinylsubstituierten aromatischenIt is therefore the object of the present invention to provide a block copolymer of a vinyl-substituted aromatic
Kohlenwasserstoff und einem konjugierten Dien zu schaffen, welches ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Schlagfestigkeit und Reißfestigkeit und eine ausgezeichnete Klarheit aufweist.Hydrocarbon and a conjugated diene, which have excellent mechanical properties, in particular has high impact resistance and tear resistance and excellent clarity.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Blockcopolyaeres gelöst, welches eine Drei-Block-Struktur wit einem elastoraeren copolyneren Hittelblock des konjugierten Diens und einer geringen Ilenge des vinylsubstituierten aromatischen Kolilenvrasserstoffs aufweist, wobei die Häufigkeit der τοπ konjugierten Dien gebildeten Struktureiuheiten von der lutte des Hittelblockc su dessen Enden hin allmählich abnimmt und wobei zwei ends tändige horaopolymere Blocks aus dem vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff vorliegen.According to the invention, this object is achieved by means of a block copolymer solved, which is a three-block structure with an elastoraeren copolymeric middle block of the conjugated diene and a small amount of the vinyl-substituted aromatic colylene hydrogen having, the frequency of the τοπ conjugated diene Struktureiuheiten formed by the lutte des Hittelblockc su its ends gradually decreasing and with two terminal horaopolymeric blocks of the vinyl-substituted aromatic hydrocarbon are present.
Das erfindungsgeraäße Verfahren zur Herstellung dieses Blockcopolyneren besteht darin, daß man in einer einstufigen Reaktion eine Kischung eines vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffs und eines konjugierten Diens in einen nichtpolaren Lösungsmittels und in Gegenwart eines Starters polymerisiert, v/elcher durch Umsetzen von Lithium rait einem nichtkondensierten polyzyklischeη aromatischen Kohlenwasserstoff hergestellt wurde.The method according to the invention for producing this block copolymer consists in the fact that a mixture of a vinyl-substituted aromatic is produced in a one-step reaction Hydrocarbon and a conjugated diene into one non-polar solvent and polymerized in the presence of a starter, v / elcher by reacting lithium rait a non-condensed polycyclic aromatic hydrocarbon was produced.
Es hat sich gezeigt, daß zur Herstellung von klaren thermoplastischen Kunststoffen der oben genannten Art mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit und ausgezeichneten v/eiteren physikalischen Eigenschaften das Blockcopolymere eine Drei-Block-Struktur aufweisen sollte, bei welcher ein elastomerer Hittelblock aus einem konjugierten Dien beidseitig nit einem nichtelastoraeren Block aus einerj vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff verbunden ist. Dabei sollte vorzugsweise ein großer Unterschied zwischen dem Glasurawandlungspupkt (Tg) der beiden Blocks bestehen. Vorzugsweise sollte der Glasumwandlungspunkt des nichtelastoraereη Blocks (Tg) oberhalb 100° GIt has been shown that for the production of clear thermoplastic Plastics of the above type having excellent impact resistance and excellent elasticity physical properties the block copolymer should have a three-block structure in which a elastomeric central block made of a conjugated diene on both sides with a non-elastic block made of a vinyl substituted aromatic hydrocarbon. There should preferably be a big difference between the glaze change point (Tg) of the two Blocks exist. The glass transition point of the non-elastic block (Tg) should preferably be above 100 ° G
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— If —- If -
liegen, während der Glasumwandlungspunkt des elastomeren Blocks (Tg) geringer als -40° G sein sollte.lie while the glass transition point of the elastomer Blocks (Tg) should be less than -40 ° G.
Falls zur Herstellung des Starters ein von Lithiur.i verschiedenes Alkalimetall verwendet-Wird, oder falls die Polymerisation in einem polaren Lösungsmittel durchgeführt wird, so erhöht sich der Gehalt an TinyIbindungen in dem resultierenden Polybutadienbloclc und demgemäß nimmt dessen Glasumwandlungspunkt (Tg) zu. Daher wird in einem solchen Fall die mechanische Festigkeit des Kunststoffs als elastischer Kunststoff herabgesetzt und die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffs bei niedrigen Temperaturen werden nachteilig beeinflusst.If a different from Lithiur.i is used to make the starter Alkali Metal Used- Is Used, Or If The Polymerization carried out in a polar solvent is, the content of tiny bonds in the increases resulting polybutadiene block and accordingly takes its Glass transition point (Tg) to. Hence, in such a Fall, the mechanical strength of the plastic as elastic plastic is reduced and the physical properties of the plastic at low temperatures are adversely affected.
Bei dem erfind.ungsgemäßen Polymerisationsverfahren handelt es sich um eine an beiden Enden "lebendige" Polymerisation. Dabei wird in einer ersten Reaktionsphase das vorhandene konjugierte Dien selektiv polymerisiert, wobei nur geringe Hengen der vinylsubstituierten aromatischen Verbindung mitpolymerisiert werden. In der zweiten Reaktionsphase wird sodann die restliche Henge der -Vinylsubstituierten aromatischen Verbindung homopolymerisiert. Dies beruht auf einer bemerkenswerten Differenz zwischen den Reaktionsgeschwindigkeiten der beiden Monomeren in dem nichtpolaren Lösungsmittel. Bei der erfindungsgemäßen einstufigen Polymerisation wird, in der ersten Reaktionsphase in der Hauptsache das konjugierte Dien polymerisiert unter Hitpolymerisation einer nur geringen Menge dervinylsubstituierten aromatischen Kohle nwasserstoffverbind.ung. Dabei wird allmählich das Verhältnis von vinylsubstituiertem aromatischem Kohlenwasserstoff su konjugierten Dien erhöht» ITachdera das gesamte konjugierte Dien zusammen mit der geringen Menge der vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffverbindung polymerisiert ist, wird erst die Polymerisation des viny!substituiertem aromatischen Kohlenwasserstoffs in nennenswerten Ausmaßen gestartet, wobei ein horaopolymerer Block entsteht.The polymerization process according to the invention is it is a "living" polymerization at both ends. In a first reaction phase, the existing conjugated diene selectively polymerized, with only slight Hengen of the vinyl-substituted aromatic compound co-polymerized will. In the second reaction phase, the remainder of the vinyl-substituted aromatic Compound homopolymerized. This is due to a remarkable difference between the reaction rates of the two monomers in the non-polar solvent. In the one-stage polymerization according to the invention is, in the first reaction phase mainly that conjugated diene polymerizes with hit polymerization of only a small amount of the vinyl-substituted aromatic carbon hydrogen compound. At the same time, the ratio of vinyl-substituted aromatic hydrocarbon gradually becomes su conjugated diene increases »ITachdera the entire conjugated Diene along with the small amount of vinyl-substituted ones aromatic hydrocarbon compound is polymerized, only the polymerization of the vinyl substituted aromatic Hydrocarbon started in significant proportions, creating a horopolymer block.
Die Struktur des erfindungsgemäßen Blockcopolyraeren kann durch folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:The structure of the block copolyraeren according to the invention can be represented by the following general formula:
χ _ va —L Hittelblock -]— Vg t — X.χ _ v a - L Hittelblock -] - V gt - X.
Dabei bedeutet Y eine aus dem vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff hervorgegangene Struktureinheit und a und a1 bedeuten die Zahl der Struktureinheiten in den Endblocks bestimmende Zahlen. X bedeutet eine Endgruppe, welche durch die Kettenabbruchreakijon bestimmt ist und z. B. ein Wosaerstoffatora ist.Y denotes a structural unit resulting from the vinyl-substituted aromatic hydrocarbon and a and a 1 denote numbers determining the number of structural units in the end blocks. X means an end group which is determined by the chain termination reaction and z. B. is a oxygenatora.
Der Ilittelblock hat die folgende Zusammensetzung:The middle block has the following composition:
Hierbei bedeutet D die aus dem konjugierten Dien hervorgegangene Struktureinheit und η und m sind gan&e fehlen und bezeichnen die Ansah! der Gruppen V und D im Mittelblock. Die Aufeinanderfolge der Struktureinheiten 7 und D im Ilittelblock kann durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:Here, D denotes the structural unit resulting from the conjugated diene and η and m are missing and denote e the look! of groups V and D in the middle block. The sequence of the structural units 7 and D im Ilittelblock can be represented by the following general formula:
-"ray vnx "· Jm2 vn1 ^mI vn1 »· υη2* "' vnxf ^my«- "ray v nx" · J m2 v n1 ^ mI v n1 »· υ η2 *"' v nx f ^ my «
Für die Durchschnittm/erte der Indexzahlen α und η gilt dabei die folgende Beziehung:The following applies to the average values of the index numbers α and η where the following relationship:
mT > rä? (ΈΤΤ) ..... ^ By"
nT (nf) ^ ή?mT> rä? (ΈΤΤ) ..... ^ By "
nT (nf) ^ ή?
Die Aufeinanderfolge der durchschnittlichen Indexzahlen m und η entlang der Kette des Mittelblocks ist durch dieThe order of the average index numbers m and η along the chain of the middle block is through the
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unterschiedlichen Reaktionsgeschwindigkeiten der I-lonoBieren unter den .jeweiligen Reaktionsbedingungen festgelegt und kann voa Fachmann "berechnet oder hinreichend genau abgeschätzt werden.different reaction speeds of the ionizers set under the respective reaction conditions and can be calculated or estimated with sufficient accuracy will.
Das Molekulargewicht des erfindungsgeaäßen Blockeopoly tieren beträgt vorzugsweise 50 000 bis 200 000, insbesondere 70 bis 140 000.Animals the molecular weight of the block polyester according to the invention is preferably 50,000 to 200,000, in particular 70 to 140,000.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren swr Herstellung eines Bloekcopolyraeren der folgenden Zu sarasens et zu ng geschaffen: (nichtelastomerer Block aus vinylsufestituierteni aromatischem Kohlenwasserstoff)-(elastoaerer Block oit einer überwiegenden Menge an konjugja^tem Dien, welches zu den Enden hin allmählich abnit]at)~(nichtelastomerer Block aus vinyls-ubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen}« Die Reaktion wird in einer Stufe durchgeführt. Ss handelt sich dabei uid eine aktive "lebendige" Polymerisation. Dabei werden der vinylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoff und das konjugierte Dien in einen nichtpolaren Lösungsmittel in Gegenwart des Reaktions-Produkts aus Lithium und einem niclitkondensierten polyzyklischen arotsatis ehe η Kohlenwasserstoff umgesetzt, wobei zwischen den Reaktionsgeschwindigkeiten der beiden Mbnoneren, näalich des vinylsubstituierten aroiaatischen Kohlenvrasserstoffs und des konjugierten Diens ein Unterschied besteht.According to the invention, a method SWR producing a Bloekcopolyraeren the following to sarasens et to ng created (non-elastomeric block of vinylsufestituierteni aromatic hydrocarbon) - (elastoaerer block oit a predominant amount of konjugja ^ tem diene, which gradually abnit to the ends] at) ~ (non-elastomeric block of vinyl-substituted aromatic hydrocarbons} «The reaction is carried out in one stage. This is an active" living "polymerization. The vinyl-substituted aromatic hydrocarbon and the conjugated diene are dissolved in a non-polar solvent in the presence of the reaction agent. Product of lithium and a niclitcondensed polycyclic arotsatis before η hydrocarbon converted, there being a difference between the reaction rates of the two monomers, namely the vinyl-substituted aromatic hydrocarbons and the conjugated diene.
Es war bereits bekannt, daß ein Dilithiuraaddukt, d. h. eine organische Dilithiumverbindung als Starter zur Herstellung von Drei-Block-Copolymeren verwendet werden kann. Derartige herkömmliche organische Dilithiunverbindungen haben, ira allgemeinen jedoch eine geringe Löslichkeit in nichtpolaren Lösungsmitteln, wie z.B. Kohlenwasserstoffen, so daß ein heterogenes Katalysatorsystem mit einer geringen Wirksamkeit für die Startung der Polymerisation entsteht«It was already known that a dilithiura adduct, i.e. H. one organic dilithium compound can be used as a starter for the preparation of three-block copolymers. Such conventional organic dilithium compounds have ira however, generally poor solubility in non-polar solvents such as hydrocarbons, so that a heterogeneous catalyst system with a low effectiveness for starting the polymerization arises «
Der erfindungsgemäße Starter wird durch Umsetzung vonThe starter according to the invention is made by reacting
Litlriun nit einem niehtkondensierten aromatischen Kohlenwasserstoff in einea polaren Medium hergestellt. Das polare Hediura kann ein sylrlißciier Äther oder ein alipliatisolier Polyether sein. Su übts resultierenden Reaktionskonplex wird eine geringe Menge konjugiertes . T?w.i gegeben, wobei das Bianion eines OligoKeren des Kohlenwasserstoffes entsteht. Sodann wird, das polare Ilediun gegen ein nichtpolares Lösungsmittel ausgetauscht, Indem nan das polare Iiediura abdestilliert xinä. niclitpolares Lösimgsnittel hinzugibt. Hach dieser Hethoäe !rann ein homogener Starter hergestellt v/erden.Litlion made with a non-condensed aromatic hydrocarbon in a polar medium. The polar hediura can be a silicone ether or an aliphatic polyether. The resulting reaction complex becomes a small amount of conjugate. T? Wi given, whereby the Bianion of an oligo-core of the hydrocarbon is formed. The polar iodine is then exchanged for a non-polar solvent by distilling off the polar iodine. add niclitpolares solvent. After all, a homogeneous starter was produced.
Es vrurde. bereits in dem veröffentlichten japanischeji Patent 11t, 11090/1964 offenbart, daß das Reaktionsprodukt von Lithiun und einer kondensierten aroaatischen Verbindung in einen polaren Iiuf^t^iaittel als Starter Terv/endet vrerden >ar-» r«juoer in^rde bereits in den veröffentlichten japanischen Patent Hr. 26 592/1 g53 offenbart, daS das Heaktionsprodukt von Lithiun und bestiraraten Beschleunigern, viie s. B. einen kondensierten arooatischen Kohlenwasserstoff in einen aliphatischen Konoäthernediun als Starter verwendet werden kann. .It vrde. already disclosed in the published Japanese patent 11t, 11090/1964 that the reaction product of lithium and a condensed aromatic compound in a polar agent as a starter ends up in the published Japanese patent Mr. 26 592/1 g53 discloses that the reaction product of lithium and certain accelerators, e.g., a condensed aromatic hydrocarbon in an aliphatic carbon ether, can be used as a starter. .
Der für das erfindungsgeaäße Verfahren verwendete Starter hat jedoch gegenüber den bekannten Startern eine erheblich verstärkte Aktivität.The starter used for the method according to the invention However, compared to the known starters, it has a considerable increased activity.
Die Eur Herstellung des erfindungsgemäßen Starters verwendeten nielrfckondensierten poly sy kl is ehe η aroraa tischen Kohlenwasserstoffe umfassen s. B. Biphenylkohlenwasserstoffe unü O?herpheny!kohlenwasserstoffe. Es wden jedoca kein1=; kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie s. E. Maphtslin, Anthracen, Phenanthren oder Alkylderivate derselben verwendet. The Eur production of the starter according to the invention used nielrfckondensierten poly sy kl is before η aroraa-Nazi hydrocarbons include s. B. Biphenylkohlenwasserstoffe New York Convention O herpheny! Hydrocarbons. But no 1 =; condensed aromatic hydrocarbons such as E. Maphtslin, anthracene, phenanthrene or alkyl derivatives thereof are used.
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Bei der Herstellung des Starters wird mindestens ein Graran Atom Liΐΐιium mit einem Hol des iiichtkondensierten a-romatisclien Kohlenwasserstoffs umgesetzt. Vorzugsweise sollten nicht weniger als 1 Gr a min A to α Lithium und 1 KoI des niclitkonoensierten aromatischen Kohlenwasserstoffs verwendet v/erden, da andernfalls der erhaltene Starter eine geringere Aktivität auf v/eist. Andererseits ist es auch nicht bevorzugt, einen zu großen Überschuß an Lithium zu verwenden, um das Verfahren wirtschaftlich zu halten. Vorzugsweise sollten 1 bis 10 Gramm Atome Lithium auf 1 Hol des nichtkondensierton aromatischen Kohlenwasserstoffs kommen.When making the starter, at least one Graran Atom Liΐΐιium with a Hol of the iiichtkondensierten a-romatisclien Hydrocarbon implemented. Preferably should not less than 1 gr a min A to α lithium and 1 col of nicitconoensated aromatic hydrocarbon is used v / ground, otherwise the starter obtained will have less activity on v / e. On the other hand, it is also not preferred using too large an excess of lithium to complete the process to keep economically. Preferably there should be 1 to 10 grams of lithium atoms per 1 pint of the non-condensed aromatic Hydrocarbon come.
Bei der Herstellung des Starters sollte die Reaktioiistemperatur im allgemeinen zwischen -78° G und +30 C liegen, vorzugsweise zwischen -40° C und 0° G. Bei mehr als 30° C polymerisiert das konjugierte Dien. Die Reaktionsdauer kann je nach der Reaktionstemperatur gewählt werden. Sie unterliegt jedoch keinen Beschränkungen.When preparing the starter, the reaction temperature should be generally between -78 ° G and +30 ° C, preferably between -40 ° C and 0 ° G. At more than 30 ° C polymerizes the conjugated diene. The reaction time can be selected depending on the reaction temperature. she however, it is not subject to any restrictions.
Das zur Herstellung des erfindungsgeraäßen Starters verwendete polare Medium umfasst ζ. B. zyklische Äther, wie z. 3. Tetrahydrofuran und Tetrahydropyran; aliphatisch^ Polyether, wie z. B. Äthylenglykol-diäthyläther, Äthylenglykol-dimethyläther, Diäthylenglykol-dimethyläther.The one used to produce the starter according to the invention polar medium includes ζ. B. cyclic ethers such. 3. tetrahydrofuran and tetrahydropyran; aliphatic ^ polyether, such as B. Ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, Diethylene glycol dimethyl ether.
Es ist nicht vorteilhaft, einen aliphatischen lionoäther zu verwenden, da die Reaktionsgeschwindigkeit in diesem Pail recht gering wäre. Demgegenüber ist die Reaktionsgeschwindigkeit bemerkenswert hoch, wenn man einen aliphatischen lOlyäther oder einen zyklischen Äther verwendet. In letzterem lall ergibt sich ein sekundärer Vorteil dadurch, daß das Verhältnis von nichtkondensierteα aromatischem Kohlenwasserstoff zu Lithium herabgesetzt werden kann, so daß die Reinheit des Endprodukts erhöht werden kann.It is not beneficial to have an aliphatic lionoether too because the reaction speed in this pail would be quite slow. In contrast, the reaction speed is remarkably high when an aliphatic / ollyether or a cyclic ether is used. In the latter All there is a secondary advantage in that the ratio of uncondensed α aromatic hydrocarbon can be reduced to lithium so that the purity of the final product can be increased.
Die IIenge an polarer.] I Ie el i υ π ist nicht begrenzt, es ist jedoch erforderlich, eine wesentliche Menge dieses polaren Mediums nach der lleaktion des Lithiums und des nichtkondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffs zu entfernen und. gegen ein nichtpolares Lösungsmittel, wie z, B. einen Kohlenwasserstoff auszutauschen. Falls das polare Medium in den Starter verbleibt und in einer Menge Dit den Monomeren veraischt wird, welche den Wert von 2 Gewichtsprozent übersteigt, so erhält nan lediglich ein statistisches Gopolyrneres mit unregelmäßig verteilten Honorieren und es ist unmöglich, ein Blockcopolyneres mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und. ausgezeichneter optischer· Klarheit zu erhalten. Die für die vorliegende Erfindung verwendeten viny!substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe umfassen z, B, Styrol, X-IIe thyl-styrol, p-Methyl~styrol, 3,5-Diäthyl-styrol, 4-n-Propyl-styrol, 2,4,6-Trir.iethy 1-styrol, 4-n-Propyl-styrol, 2,4,6~Triraethyl-styrol und 3-l-Iethyl-5-n-he:^l-styrol und in folgenden soll die Erfindung anhand von Styrol als Beispiel für den vinylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoff beschrieben werden.The amount of polar.] I Ie el i υ π is not limited, it is however, a substantial amount of this polar required Medium after the reaction of lithium and the non-condensed to remove aromatic hydrocarbons and. against a non-polar solvent such as a hydrocarbon to exchange. In the event that the polar medium remains in the starter and in an amount of Dit the monomers are ashed which exceeds the value of 2 percent by weight, nan only receives a statistical Gopyrneres irregularly distributed fees and it is impossible to obtain a block copolymer with excellent mechanical properties and. excellent optical clarity. The vinyl substituted ones used for the present invention aromatic hydrocarbons include e.g., styrene, X-IIe ethyl styrene, p-methyl styrene, 3,5-diethyl styrene, 4-n-propyl-styrene, 2,4,6-trir.iethy 1-styrene, 4-n-propyl-styrene, 2,4,6 ~ Triraethyl-styrene and 3-l-ethyl-5-n-he: ^ l-styrene and in The invention will now be based on styrene as an example of the vinyl-substituted aromatic hydrocarbon to be discribed.
Die für die Zweclce vorliegender Erfindung verwendeten konjugierten Diene umfassen s. B, 1,3-Butadien und Isopren. Pur das erfindungsgenilße Verfahren verwendet man vorzugsweise Styrol in einer Ilen^e von GO bis 95 Gewichtsprozent, insbesondere 75 bis 05 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamten Monomeren, wobei der Rest aus konjugierten Dienen bestehen kann.The conjugates used for the purposes of the present invention Dienes include s.B, 1,3-butadiene and isoprene. The method according to the invention is preferably used Styrene in an Ilen ^ e from GO to 95 percent by weight, in particular 75 to 05 percent by weight, based on the total monomers, the remainder consisting of conjugated dienes can.
Die für dieses Verfahren verwendeten inaktiven Kohlenwasserstoff lösungsmittel umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. 3. Benzol, Toluol, Zylol und. Äthylbenzol; aliphati-Dehe Kohlenwasserstoffe, wie z, B. η-Hexan und Cyclohe:can und Mischungen derselben.The inactive hydrocarbon solvents used for this process include aromatic hydrocarbons, such as. 3. Benzene, toluene, cylene and. Ethylbenzene; aliphati-Dehe hydrocarbons such as η-hexane and cyclohe: can and mixtures thereof.
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Ss ist bevorzugt vorher etwaige Verunreinigung zu entfernen, welche den Starter oder die für die Erfindung verwendeten Monomeren zersetzen können, wie z. B, Feuchtigkeit, Sauerstoff, Kohlendioxyd, "bestimmte Schwefe!Verbindungen oder Acetylen.It is preferred to previously remove any impurities which the initiator or those used for the invention May decompose monomers, such as. B, moisture, oxygen, carbon dioxide, "certain sulfur! Compounds or acetylene.
Die Bloclceopolynerisation des Styrole und des konjugierten Diens wird gewöhnlich bei etwa -20° C bis 100° C, vorzugsweise bei etwa 20° C bis 65° 0 durchgeführt. Die Blockcopolyraerisationsdauer hängt von den PoIynerisationsbedingungen ab und beträgt gewöhnlich bis zu 43 Stunden, vorzugsweise bis su 24 Stunden.The block polymerisation of styrene and the conjugated The service is usually performed at about -20 ° C to 100 ° C, preferably carried out at about 20 ° C to 65 ° 0. The block copolymerization time depends on the polymerization conditions and is usually up to 43 hours, preferably up to 24 hours.
Geoäß der einstufigen Bloekcopolyaerisation der vorliegenden Erfindung wird zunächst das konjugierte Dien susaaraen axt einer geringen Menge von Styrol polyaerisiert, wobei ein elastocierer copolyaerer Block gebildet wird, wobei das Dien zu den Blockenden hin allaählich abnimnt. Sodann wird an den Enden des Blocks Styrol anpolyiaerisiert, wodureL·. liosopolyiaere Styrolbloeks entstehen. In dem copolymeren Hittelbloek ist das konjugierte Dien in raittlereo. Bereich angereichert«Geoäß the single-stage Bloekcopolyaerisation of the present invention, first, the conjugated diene susaaraen ax a small amount of styrene polyaerisiert, wherein a elastocierer copolyaerer block is formed, wherein the diene abnimnt towards allaählich to the block ends. Styrene is then polymerized onto the ends of the block, where L ·. Liosopolyiaere styrene blocks are created. In the copolymeric Hittelbloek the conjugated diene is in raittlereo. Enriched area «
Zur Inaktivierung des Starters und der aktiven Endgruppen des erhaltenen Blockcopolyneren wird nach beendeter Blockcopolyiaerisation Methanol oder Isοpropylalkohol zugegeben. ferner wird eine geringe Menge eines Antioxidans hinsugegebe n, wie z. B, 4-Hydrosmethyl-2,6-di-t~butyl~plieiiol' unä. danach wird das erhaltene Blοckcopolymere durch Zugabe eines Überschusses Methanol oder Isopropy!alkohol ausgefällt, abfiltriert und getrocknet.To inactivate the starter and the active end groups of the block copolymer obtained, methanol or isopropyl alcohol is added after the block copolymerization has ended. furthermore, a small amount of an antioxidant is added, such as. B, 4-hydrosmethyl-2,6-di-t-butyl-plieiiol 'and the like. then the block copolymer obtained is precipitated by adding an excess of methanol or isopropyl alcohol, filtered off and dried.
¥ie bereits oben erv/ähnt, gelingt es mit Hilfe des erfindungsgeiaäßen Verfahrens, Blocke ο poly niere herzustellen, welche ausgezeichnete Schlagfestigkeit aufweisen, indemAs already mentioned above, it succeeds with the help of the inventive concept Procedure to produce blocks ο poly kidney, which have excellent impact resistance by
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nan ein konjugiertes Dien und Styrol in einer Einstufen— reaktion in Gegenwart eines Starters polymerisiert, welcher durch ünsetzen von Lithium und. einen nichtkondensierteη polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff in einem polaren Ifedium hergestellt wurde, wobei das polare Medium ein zyklischer Äther oder ein aliphatischer Polyäther ist, und wobei zu dem erhaltenen Komplex eine geringe Kenge Dien gegeben wird, un dieses zum Dianion des Dienoligomeren umzuwandeln.nan a conjugated diene and styrene in a one-step reaction polymerized in the presence of an initiator, which by using lithium and. a non-condensed η polycyclic aromatic hydrocarbon in one polar medium was produced, the polar medium a cyclic ether or an aliphatic polyether and where the complex obtained has a low kenge Diene is given, un this to the dianion of the diene oligomer to convert.
Das erhaltene Bl ο elco ο poly niere hat bemerkenswerte mechanische' Eigenschaften, wie s. B. eine hohe Streckgrenze, eine große Zugfestigkeit und Sugdehnung. Es eignet sich daher für verschiedenste Kunststoffprodukte. Darüber hinaus hat es bemerke nsvrerte optische Eigenschaften, wie s. B. eine benei'kenswerte Klarheit.The preserved Bl ο elco ο poly kidney has remarkable mechanical ' Properties such as high yield strength, high tensile strength and tensile elongation. It is therefore suitable for a wide variety of Plastic products. In addition, it has notice Distinguished optical properties, such as a noteworthy one Clarity.
Die vorteilhaften Eigenschaften des erhaltenen Blockeopolyneren resultieren aus der neuartigen Struktur, welche aus einem Drei-Block-Gopolymeren besteht, deren innerer Block einen von innen nach außen abnehmenden Gehalt an konjugier— tee Dien aufweist. Im folgenden soll die Erfindung aiuiand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Λ«?αβη.The advantageous properties of the obtained block polyner result from the new structure, which consists of a three-block copolymer, its inner block has a content of conjugate diene which decreases from the inside out. In the following, the invention is intended to apply explained in more detail by exemplary embodiments Λ «? αβη.
Ein 1 1 Kolben wird mit einem dichten Rührer, einen Hüekflußkühler, einem Gaseinleitungsrohr, einem Einlaß für den Kealttanten, einem Trichter und einem Thermometer ausgerüstet, in diesen Kolben werden 250 ml Äthylen-glykol-diraethylätlier gegeben, in welchem 7»7 S Diphenyl aufgelöst wurden. Ferner v/erden 1,7 g Lithium, welches in einer Kenge von 30 Gewichtsprozent in festem Paraphin dispergiert ist, in den Korben gegeben, wobei die Lösung eines tiefgrün gefärbten Komplexes e nt s teilt.A 1 l flask is equipped with a sealed stirrer, a hot flow condenser, a gas inlet pipe, an inlet for the Kealttanten, a funnel and a thermometer, in this flask 250 ml of ethylene glycol diraethyl ether are placed in which 7 »7 S diphenyl is dissolved became. Furthermore, 1.7 g of lithium, which is dispersed in a quantity of 30 percent by weight in solid paraphin, are placed in the basket, the solution dividing a deep green complex.
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_ 12 - · 2720232_ 12 - 2720232
Sodann wird der Kolben in ein Trockene is-He thanolbad. gegeben, um den Inhalt auf eine Temperatur von weniger als -^)0 6 abzukühlen und danach worden 50 g Butadien langsam eingeführt. Das Einleiten des Butadiens erfolgt derart langsam, daß die tiefgrüne Farbe des Inhalts sich nicht in eine rötlichbraune Farbe umwandelt, liach den Einführen des Butadiens, was etwa 1 Stunde in Anspruch nimmt, wird das Reak-' tionsprodukt bei Zimmertemperatur stehengelassen. Dabei ändert sich die Farbe des Reaktionsprodukte nach rotlichbraun hin.The flask is then placed in a dry is-alcohol bath. given to cool the contents to a temperature of less than - ^) 0 6 and then 50 g of butadiene were slowly introduced. The butadiene is introduced so slowly that the deep green color of the contents does not change to a reddish brown color. After the butadiene has been introduced, which takes about 1 hour, the reaction product is left to stand at room temperature. The color of the reaction product changes to reddish brown.
Das Reaktionsprodukt wird bis sum Siedepunkt des Lösungsmittels erhitzt und mehrere Kinuteη am Rückfluss gehalten und danach wird das Lösungsmittel abdestilliert und das produkt wird, in Vakuum getrocknet. !lach ausreichendem Trocknen v/erden 300 ml Benzol hinzugegeben und wiederum abdestilliert, so daß ein trockenes Produkt erhalten wird. 400 ml trockenes Benzol werden nochmals hinzugegeben und die Lösung wird, filtriert, wobei man 500 ml einer rötlichbraunen Losung erhält.The reaction product is up to the boiling point of the solvent heated and refluxed several Kinuteη and then the solvent is distilled off and the product is dried in vacuo. ! Laugh sufficient drying 300 ml of benzene are added and again distilled off, so that a dry product is obtained. 400 ml dry Benzene is added again and the solution is filtered, 500 ml of a reddish brown solution are obtained.
Das Produkt wird mit 0,1 Ii IiOl in Hethand- Wasser gegen Phenolphthalein als Indikator titriert, wobei sich eine Konzentration von 0,36 IT/l ergibt.The product is countered with 0.1 Ii IiOl in Hethand water Phenolphthalein titrated as an indicator, showing a concentration of 0.36 IT / l results.
30 ml der Katalysatorlösung werden in einen Autoklaven oder in ein Druckgefäß gegeben, welches mit einem Rührer ausgerüstet ist und bei 50° C gehalten wird. In den Autoclaven wurden vorher 1,5 1 dehydriertes und luftfreies Benzol, sowie 400 g Styrol und 100 g Butadien gegeben. Beim Eingeben der Katalys.atorlös.ung verändert sich dje Farbe der Mischung zu einem rötlichen Braun, Ilit abnehmendem Butadiengehalt schlägt sie nach Gelb um. Der Ausgangsdruck des Butadiens beträgt etwa 0,5 kg/ora . Br nimmt im Yerlauf von etwa 20 Hinuten Atmosphärendruek an. Each etwa 30 Hinuten nimmt die Reaktiönslösung ,eine rote Färbung an und die Polymerisation des Styrols führt zu einer -jprhöhung der Temperatur durch eine excöaerme Reaktion. Haoh etwa 1 Stunde, vom Start der30 ml of the catalyst solution are placed in an autoclave or in a pressure vessel equipped with a stirrer and is kept at 50 ° C. In the autoclave were previously given 1.5 l of dehydrated and air-free benzene, and 400 g of styrene and 100 g of butadiene. When entering the The catalyst solution changes the color of the mixture a reddish brown, ilite decreasing butadiene content turns it to yellow. The initial pressure of the butadiene is about 0.5 kg / ora. Br takes about 20 minutes Atmospheric pressure. The reaction solution takes about 30 minutes each , a red color and the polymerization of the styrene leads to an increase in temperature by a excöaerme reaction. Haoh about 1 hour from the start of the
Reaktion an wird, die viskose rötliche Lösung nit mehreren Millilitern, einer Mischung von Benzol und Hetlianol versetzt, wobei eine klare farblose Lösung erhalten wird. Dabei vermindert sich die Viskosität der Lösung von etwa 5000 cp.bis hinab i;u etwa 1500 cp, bei 50° 0.Reaction becomes, the viscous reddish solution nit several Milliliters, a mixture of benzene and Hetlianol added, a clear colorless solution being obtained. The viscosity of the solution is reduced by about 5000 cp. Down to i; u about 1500 cp, at 50 ° 0.
Das Produkt wird η it Methanol ausgefällt und im Vakuum getrocknet, wobei 495 g Blockcopolyneres erhalten werden. Das Molekulargewicht des erhaltenen Blockcopolymeren wird nach der Methode des osmotischen Druckes in Toluol bestimmt und beträgt 125 000. Der Styrol gehalt wird nach der Methode des Brechungsindex gemessen und beträgt 79 Gewichtsprozent.The product is precipitated with methanol and in vacuo dried, 495 g of block copolymers being obtained. The molecular weight of the obtained block copolymer becomes determined by the method of osmotic pressure in toluene and is 125,000. The styrene content is according to the method of the refractive index and is 79 percent by weight.
Die Blockcopolymerisation gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch in jeder Reaktionsperiode 50 ml der Lösung des Eeaktonsproduktes entnommen werd.en. Jed.e Probe wird mit einer geringen Menge der Benzo 1-Methanol-Iliscliung versetzt. Die Viskosität, die Ausbeute nach dem Ausfällen in Methanol und der Gehalt des Polymeren an Styrol werden gemessen. Die erhaltenen Werte sind in Tabelle 1 zusammengestellt..The block copolymerization according to Example 1 is repeated, however, in each reaction period 50 ml of the solution of the reaction product were removed. Every sample is included a small amount of the benzo 1-methanol-Iliscliung added. The viscosity, the yield after precipitation in methanol and the styrene content of the polymer are measured. the The values obtained are summarized in Table 1 ..
Keaktions- Viskosität Ausbeute Styrolgehalt des Periode (*1) (GP) (*2) (^) Polymeren (*3)Reaction Viscosity Yield Styrene Content of Period (* 1) (GP) (* 2) (^) Polymers (* 3)
1 0 9 β 4 9 / 1 θ 3 11 0 9 β 4 9/1 θ 3 1
*1 50 Bl des Reaktionsproduktes werden mit 5 al einer ffi.sellung von Bensol und Methanol in einen Voliraenverliältnis von 4:1 behandelt. Die Probe wird mit einem Esiller Viskosimeter bei 50° C genessen.* 1 50 B1 of the reaction product are with 5 al one Fulfillment of benzol and methanol in a volume ratio treated by 4: 1. The sample is measured with an Esiller viscometer at 50 ° C.
*2 10 mal des Reaktionsproduktes werden ita Vakuum auf einer Aluminiumfolie getrocknet.* 2 10 times of the reaction product will be ita vacuum dried an aluminum foil.
*3 Das χα Vakuum getrocknete Reaktionsprodukt wird in CSg aufgelöst und die Lösung wird durcii ein IJuftge-Ibläse auf einen Abbe Refraktometer getrocknet. Βετ· Styrolgehalt viird über den Brechungsindex des Eroduktes gemessen.* 3 The χα vacuum-dried reaction product is dissolved in CSg and the solution is dried by an air blower on an Abbe refractometer. Βετ · styrene content is measured via the refractive index of the product.
Die Blockcopolymerisatioii nach Beispiel 1 wie^d wiederholt, wobei jedoch die Gesamtmenge an Styrol und Butadien 500 g beträgt und das Verhältnis von Styrol zu Butadien iia Bereiela τον. 70/30 Ms 90/10 liegt.The block copolymerization according to Example 1 as ^ d repeated, but the total amount of styrene and butadiene is 500 g and the ratio of styrene to butadiene iia Bereiela τον. 70/30 Ms 90/10 lies.
Die verschiedenen Eigenschaften des erhaltenen Blockcopoly-Ejerem sind in Tabelle II zusammengestellt.The various properties of the obtained block copoly-yerem are summarized in Table II.
Ge v/iolits verhältnis von 65/35 70/30 75/25 30/20 85/15 90/10 e i ti(re 3 e tcte π Styrol zn Butadien Ge v / iolits ratio of 65/35 70/30 75/25 30/20 85/15 90/10 ei ti (re 3 e tcte π styrene zn butadiene
Ge wicht sver—Weight sver—
liältiiio Styrol/ 63,5/36,5 71,5/28,5 74/26 78/22 86,5/13,5 93/7liältiiio styrene / 63.5 / 36.5 71.5 / 28.5 74/26 78/22 86.5 / 13.5 93/7
Butadien im BlockcopolynerenButadiene in the block copolymer
(x10*) (*2) 10,1Molecular weight
(x10 *) (* 2) 10.1
(kg/cm) t*3) 1^Tensile strength 1Qt r
(kg / cm) t * 3) 1 ^
<5i) X*3) 35°Elongation -, r- «
<5i) X * 3) 35 °
Sclilagfestig- 2 ""
keit (kg cia/cin )
(*4)Dynstat-
Anti-Slip 2 ""
ability (kg cia / cin)
(* 4)
(H-Skala 1/4)
(*5) Ro clevre 11 ^ hardness
(H-scale 1/4)
(* 5)
(JS) (*6) 21,0Srübfr
(JS) (* 6) 21.0
(*1) Das KLockcopolyneire wurde in GSp aufgelöst utid a«rcli ein Iiuftgeblase auf eiiieia Abbe Refraktometer getrocknet. Das Verhältnis von Styrol zu Butadien wurde anhand des Brechungsindex geBjessen*(* 1) The KLockcopolyneire was dissolved in GSp utid a «rcli a Air-dried on an Abbe refractometer. That The ratio of styrene to butadiene was measured using the refractive index *
(*2) Es wurde nach eier ifeiäipde des osraotischen Druckes in 12e.-> thanol gemessen.(* 2) It was after eier ifeiäipde of the Osraotic pressure in 12e .-> measured ethanol.
(*3) Bs ip*^en fianl^lföriiiige Stäbchen von 2 am DiGke, 10 cn Breite und 80 tup IS,nge vervrendet.(* 3) Bs ip * ^ en fianl ^ l-shaped double crochets of 2 am DiGke, 10 cn Width and 80 tup is used long.
(";:"4) Die Dynstat-äclilagfeßtigkeit wurde nach HUT ^οινιεααοη.(";:" 4) The Dynstat-äclilagfeßigkeit was after HUT ^ οινιεααοη.
Es wurden Proben von 2 απ Dicke und 10 ππ Breite verwe nde t,Samples 2 απ thick and 10 ππ wide were used nde t,
(*5) Es wurde nach. Λ3ΤΙΙ D-785 -;eressen. (*6) Es wurde nach Α3ΪΙ-Ι D-IOO^ £e ne s s e π.(* 5) It was after. Λ3ΤΙΙ D-785 -; eressen. (* 6) According to Α3ΪΙ-Ι D-IOO ^ £ e ne s s e π.
11,5 £ ο-Therphenyl und 1,7 ^: Lithium werden in 2 50 r.l Tetrahydrofuran geinäß Beispiel 1 ur.:gesetüt. rJoüami wird Butadien zu den ilealrtionsprodulct. ^e (:e be η und dan ou;j Tetra hydrofuran "bestellende Lösungsmittel wird, durch. Benzol ersetzt, wobei 500 al einer ncliwl'r^lich-rötlichbraunen Re akti ο no mischung: earhalten ve ν C, cn. Bei der Titruvion. do j Produlctes ait UCj er,;i"bt aich eine Konzentration voü 0,50 IT/1.11.5 £ o-Therphenyl and 1.7 ^: lithium are set in 2 50 ml of tetrahydrofuran in accordance with Example 1 above. rJoüami becomes butadiene to the ilealrtionsprodulct. ^ e (: e be η und dan ou; j tetrahydrofuran "ordering solvent is replaced by. Benzene, with 500 al of a ncliwl'r ^ light-reddish-brown reaction mixture: earhalten ve ν C, cn Titruvion. Do j Produlctes ait UCj er,; i "bt aich a concentration of 0.50 IT / 1.
Entsprechend den yeriOl-.ren geaäw Beicpiel 1 wird, die ijloc;.:- copolyaerisation von utyrol und Butadien unter Je r v;e nä υ η;; dieser Zatalysato^lwoun^ v/iederliolt, v.'obei jev;eiln die Geiiontaange Ton ütyrol und Butadien 500 g OCtI1U^t und wobei das Ve rl: :S.jJ,nis von Styrol zu Butadien zwischen 70/50 bis 90/10 betrat,According to the yeriOl-.ren geaäw example 1, the ijloc;.: - copolyaerisation of utyrol and butadiene under Je rv; e n υ η ;; this Zatalysato lwoun ^ ^ v / iederliolt, v.'obei jev; eiln the Geiiontaange tone ütyrol butadiene and 500 g octi 1 U ^ t and wherein the Ve rl: Sj J, nis of styrene to butadiene between 70/50 to 90 / 10 entered,
Die pXralkalischen. EisenscLafteΰ Ges erLnlteneu Lloclicopoly y.icren sind in Tabelle 111 .".us-3:-r:,e"-res teilt.The pX r alkaline. EisenscLafteΰ Ges erlnlteneu Lloclicopoly y.icren are in Table III. ". Us-3: - r :, e" -res divides.
10 9 8 4 9/183110 9 8 4 9/1831
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Tabelle IIITable III
Go v/i eil t s ve r -Go v / i eil t s ve r -
hältnis von 65/35 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10ratio of 65/35 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10
eingesetzten
styrol z\3 Butadien
used
styrene z \ 3 butadiene
Ge v/i ent ο verhältnis Styrol/ 64,5/55,5 G9/51 74,5/25,5 80/20 35/15 89/11
..butadien ia
^loclrcopoly-Ge v / i ent ο ratio styrene / 64.5 / 55.5 G9 / 51 74.5 / 25.5 80/20 35/15 89/11 ..butadiene ia
^ loclrcopoly-
DGTG ηDGTG η
Dynstat-Dynstat-
0CIiIa0XG- - - - 104 64,5 200CIiIa 0 XG- - - - 104 64.5 20
(Ιί-olzale 1/4)Iioc! R, / ell hardness
(Ιί-olzale 1/4)
Verfiel clisbe la piel_1Dilapidated clisbe la piel_1
Ir.i folgenden Qoll anliantl eines Vergleichs be ispiels der Unterschied sv/ischen den erfindim^sgerdäßen Verfahren und der herirörinlicheii Herstellung von Ulockcopolyueren erläutert v/erden, Unbor Verv/eridung der gleichen Katalysatorlösung wie in Beispiel 1 worden. Butadien und ötyrol in uv/ei Stufen polyoeriniert, v/o be L aunäcljst Butadien allein polymerisiert wird und v/obei nach Abbau des Butadiendrucks die Luft aus dem GefäßIn the following example of a comparison, the difference is shown sv / ischen the inventive method and the herirörinlicheii Manufacture of Ulockcopolyueren explained v / erden, Avoid using the same catalyst solution as in example 1 been. Butadiene and ötyrol polyerinated in uv / ei stages, v / o be L aunäcljst butadiene alone is polymerized and v / obei the air from the vessel after the butadiene pressure has been relieved
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entfernt wird und 0,1 nl sec-Butyl-Lithiuu in 11 Be sol eingegeben werden und. sodann das Gefilß mit Styrol beschickt wird. Es v/urde α it don ΙΊοηο nerve rhältni ssen q3uü3 Beispielen 3 und 4 gearbeitet. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels sind, in Tabelle IV zusammengestellt. is removed and 0.1 nl sec-Butyl-Lithium in 11 Be sol are entered and. then the vessel is charged with styrene. It v / urde α it don οηο nerve rhaltni ssen q3uü3 Examples 3 and 4 worked. The results of this comparative example are shown in Table IV.
Gewichtsverhältnis derWeight ratio of
Monomeren. 65/35 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10Monomers. 65/35 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10
Styrol/Styrene /
ButadienButadiene
Gewichtsver-/ 62>5/37,5 71,5/28,5 74,5/25,5 87/13 86,5/13,5 91/0Weight loss / 62 > 5 / 37.5 71.5 / 28.5 74.5 / 25.5 87/13 86.5 / 13.5 91/0
Butadien im Blockpolymeran Butadiene in the block polymer
wicht,
(:: 104)Molecularly Ge
weight,
(:: 10 4 )
keit
(kg/ ca)Tensile strength
speed
(kg / ca)
Dynstat-Dynstat-
3clilag- 70 35 2,5 21,0 11,53clilag- 70 35 2.5 21.0 11.5
festigkeitstrength
(kg m/cm )(kg m / cm)
ilockwell-ilockwell-
Härte 7 22 25 27 31Hardness 7 22 25 27 31
(H-Sksla(H-Sksla
TrübungCloudiness
Es zeigt sich, daß die nach diesem Vergleichsbeispiel in zwei Stufen hergestellten Blοokcopolymeren den nach dem erfindungs gemäßen einstufigen Verfahren hergestellten Blockcopolymeren in Beaug auf die Schlagfestigkeit und die Elongation unterlegen sind. 109849/ 1S31 It is found that the Blοokcopolymeren prepared according to this comparative example, in two stages are inferior to block copolymers prepared by the fiction, modern single-stage process in Beaug on the impact strength and the elongation. 109849 / 1S31
j3ciaj)iel_5j3ciaj) iel_5
Ei" 5 1 Kolben wird. ;:;it einer;) abgediente ie η Hülirer, eine1..; liückfluaalcükler, einen G-aseinluoc, einer. Einlass für die '.1ea-:tanten, einer: Tricliiier und eine;.: Thermometer ausgerüöte'!;. 300 öl 'Tetrahydrofuran, welches über einer lTatriur.1-Ilaliur.-Legierun,.; or. ilückfluss ,-;e kocht und anschließend destilliert wurde, v/erden eingelullt. 1 g Diphenyl, welches αϊ;-: IIo::an unkristallisiert und getrocknet wurde, wird ebenfalls eiligeT'iiirt und in. dein Tetrahydrofuran aufgelöst. Ferner v/erden 1 nl Styrol hinzugegeben.Egg "5 1 piston becomes.;:; It one;) served ie η Hülirer, one 1 ..; liückfluaalcükler, one G-aseinluoc, one. Inlet for the '.1ea-: aunt, one: Tricliiier and one ;. : Thermometer unplugged '!;. 300 oil' Tetrahydrofuran, which boiled over a lTatriur.1-Ilaliur.-Alloy,.; Or. Reflux, -; e and was then distilled, v / ground lulled If it was not crystallized and dried, it is likewise hastily dissolved and dissolved in the tetrahydrofuran. 1 nl of styrene are also added.
Sodann werden während 30 Hinuten 30 1 Argongas in das Reaktionogefäß eingeleitet. Das Argongas wurde sur Dehydratisierung durch eiiie auf 800° ö erhitzte Schicht aus Titan-Gcin.'anrj und durch Holekularsieb geleitet. Sodann waöen etv/a 0,5 i.iaol SeI:unaar-3utyl-Lit;iiur., zu den Inhalt gegeben, vorauf dieser eine blassgelbe Färbung anniiarnt. Weiter werden 10 1 Argongas während 10 Ilinuten eingeleitet. 70 ag Lithium, welches in einer Konzentration von 30 Gewichtsprozent in fester.] Paraphin dispergiert ist werden hinzugegeben und der Inhalt niraat nach 2 bic 3 Kinuten eine grüne Färbung an.30 liters of argon gas are then poured into the reaction vessel over a period of 30 minutes initiated. The argon gas was sur dehydration by a layer of titanium gcin.'anrj heated to 800 ° and passed through molecular sieve. Then waöen etv / a 0.5 i.iaol SeI: unaar-3utyl-Lit; iiur., Added to the content, in front of this a pale yellow coloration anniiarnt. Continue to be 10 1 argon gas introduced for 10 minutes. 70 ag Lithium, which in a concentration of 30 percent by weight in solid.] Paraphin is dispersed are added and the content niraat after 2 bic 3 Kminutes a green Coloring.
Sodann wird der Heaktionskolben in ein Trockeneis-IIethanol-Bcd gegeben, uvj oen Inhalt abzuküiileu und 3 nl Isopren werden hinzugegeben und der Inhalt Λ/ird 30 Hinuten gerührt. Sodann v/ird der Kolben voi.i Trockeneis-I-Iethanol-Bad genor.iaen und auf ein V/asserbad mit einer Temperatur von 30° C gesetzt, Dae Tetraiii'örofuran wird irn Vskuua entfernt. Sodann werden 300 rjl Benzol hinzugegeben, welc2aes vorher durch Argoügas von Luft befreit wurde und :..ittelc se c-3u ty I-Lithium dehydratisiert vairde. Dieses Benzol wird daiaach v;ieder in Valruur.; abdectilliert. Sodann weräen 1,5 1 Benzol trno 400 g Styrol hinzugegeben, welche vorher nach dera gleichen Verfahren dehydratisiert und von Luft befreit wurden. FernerThen, given the Heaktionskolben in a dry ice-IIethanol BCD, abzuküiileu UVJ oen content and 3 nl isoprene are added and the contents Λ / ird 30 Hinuten stirred. The flask is then removed from a dry ice / ethanol bath and placed in a water bath at a temperature of 30.degree. C., the tetrahydrofuran is removed in the water. Then 300 rjl of benzene are added, which has previously been freed from air by gas and: .. ittelc se c-3u ty I-lithium is dehydrated. This benzene will then be used again in Valruur .; abducted. Then 1.5 1 benzene trno 400 g styrene were added, which had previously been dehydrated and freed from air by the same process. Further
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BAD OFHGINALBAD OFHGINAL
v/erden 10Og Isopren hinzu ge ge be η, welches über natrium aMestilliert wurde. Der Inhalt nimmt dabei eine blassgelb-rötlich-braune Färbung an.v / ground 10Og isoprene added ge be η, which is about sodium aMistilled. The content takes on a pale yellow-reddish-brown Coloring.
Es wird umgerührt und während der Reaktion erhöht αich die Viskosität des InIx alts allmählich. ITach etwa 50 Hinuten nimmt der Inhalt eine rote Färbung an und die Polyneriaation des Styrole setzt ein. ITach. etwa 10 Hinuten erhöht sich die Temperatur auf 70° ö bis 80° C und eine Vüsahl von Bläschen wird beobachtet. ITach etwa 1,5 Stunden von Start der Polymerisation an gerechnet, wird eine geringe Henge einer Mischung von I!ethanol und Benzol hinzugegeben und das Reaktionsprodukt wird durch Zugabe von !!ethanol ausgefällt und im Vakuum getrocknet.It is stirred and during the reaction I increase the InIx old viscosity gradually. After about 50 minutes the contents take on a red color and the polymerization of the styrene begins. ITach. increased about 10 minutes the temperature to 70 ° ö to 80 ° C and a Vüsahl of vesicles is observed. After about 1.5 hours from the start of the polymerization, it becomes low Henge added to a mixture of ethanol and benzene and the reaction product is obtained by adding ethanol precipitated and dried in vacuo.
Zu dem getrockneten Polymeren werden 1 c/j 4~Eydrozymethyl-2,6-di-t-butyl-phenol hinzugegeben und das Produkt wird mit Hilfe'.eines Extruders zu einem Granulat verarbeitet. Das erhaltene Granulat wird zu Probekörpern von Hantel- oder Stäbclienform geformt, welche 2 mm Dicke, 10 vu Breite und 3 mm Länge auf v/eisen. Diese Probekörper v/erden durch Spritzguß hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes sind in Tabelle Y susammengestellt. 1 c / j 4 ~ Eydrozymethyl-2,6-di-t-butyl-phenol are added to the dried polymer and the product is processed into granules with the aid of an extruder. The granules obtained are shaped into test specimens in the shape of a dumbbell or rod, which are 2 mm thick, 10 µm wide and 3 mm long on iron. These test specimens are produced by injection molding. The physical properties of the product obtained are shown in Table Y.
Gewichtsverhältnis von eingesetztemWeight ratio of used
Styrol/lsopren 80/20Styrene / isoprene 80/20
Molekulargewicht (x 10 ) 8,9Molecular weight (x 10) 8.9
Zugfestigkeit (kg/cm ) 1370Tensile strength (kg / cm) 1370
Elongation ■(#) 37Elongation ■ (#) 37
Dynstat-Schlagfestigkeit (kg cm/cm ) 25Dynstat impact strength (kg cm / cm) 25
Rockwell-Härte (Il-Skala 1/4) 31Rockwell hardness (Il scale 1/4) 31
'Trübung (>i) 7,5'Turbidity (> i) 7.5
109849/1631109849/1631
— c I —- c I -
j3eispiel_6j3example_6
1 g Para-Terphenyl und. 100 rag Lithium werden gemäß Beispiel 5 in. Tetrahydrofuran ungesetzt. 5 g Butadien werden hinzugegeben und das Tetrahydrofuran wird, abdestilliert und durch Benzol ersetzt. 1,5 1 Benzol, 425 g Styrol und 75 g Butadien werden hinzu ge geben und das Gan.se wird bei 50 G polynerisiert. ITaoh der Polymerisation des Butadiens ait einer geringen Menge Styrol nach etwa 35 Hinuten, setzt die Polymerisation des Gtyrols ein, wobei sich die Temperatur des Inhalts des Ileaktionsgefäßes auf etwa 100° G erhöht.1 g para-terphenyl and. 100 rag lithium will be according to example 5 in. Tetrahydrofuran unset. 5 g of butadiene are added and the tetrahydrofuran is distilled off and replaced with benzene. 1.5 l benzene, 425 g styrene and 75 g butadiene are added and the goose is polymerized at 50 G. The polymerization of butadiene ait a slight After about 35 minutes, the amount of styrene will continue to polymerize des Gtyrols, with the temperature of the contents of the reaction vessel increased to about 100 ° G.
Hacli der Polymerisation wird, das Blockcopolynere abgetrennt.. Es fällt in einer Menge von 495 g sn. Das Molekulargewicht ^After the polymerization, the block copolymers are separated. It falls in an amount of 495 g sn. The molecular weight ^
wird nach der Methode des osmotischen Druckes in Toluol bestiont. Es beträgt 12.5 000. 1 yi 4-Hydroxy me thy 1-2 ,6-di-tbutyl-phenol werden zu dem Blockcopolyraeren gegeben und dieses wird mit Hilfe eines Extruders zu einen Granulat verarbeitet. Aus dem erhaltenen Granulat werden durch ein Spritsgußverfahren Probekörper von Hantelforn oder Stabehenform gebildet, welche eine Dicke von 2 mm, eine Breite von 10 ram und eine Länge von 80 απ aufweisen. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Produktes sind in Tabelle YI zusammengestellt. is determined according to the method of osmotic pressure in toluene. It is 12.5,000. 1 yi of 4-hydroxy methyl 1-2,6-di-t-butyl-phenol are added to the block copolyraeren and this is processed into granules with the aid of an extruder. Specimens are obtained from the granules by a Spritsgußverfahren formed by Hantelforn or Stabehenfor m, which has a thickness of 2 mm, a width of ram 10 and have a length of 80 απ. The physical properties of the product obtained are shown in Table YI.
; A ; A.
Gewichtsverhältnis eingesetztes Styrol/Butadien 85/15Weight ratio of styrene / butadiene used 85/15
Molekulargewicht (x 10*J 12,5Molecular weight (x 10 * J 12.5
Zugfestigkeit (kg/craZ) 320Tensile strength (kg / cra Z ) 320
Elongation ($ί) 70Elongation ($ ί) 70
Dynatat-ochlagfestigkeif (kg cm/cm ) 107Dynatat impact strength (kg cm / cm) 107
Eockwell-IKlrte (M-Skala 1/4) 23Eockwell's I-Marks (M-scale 1/4) 23
Trübuiig (c/o) 7,0Gloomy ( c / o) 7.0
109849/1631109849/1631
10 g Diphenyl und 2,5 g Lithiuo werde a In 250 ml Tetrahydrofuran gemäß Beispiel 1 umgesetzt. 30 g Butadien werden, hinzugegeben und sodann wird das Tetraliydroftiran durch Benzol ersetzt, wobei man 600 nl einer sctowärzlicii—rötlion—braunen Eeaktionslösung erhält. Durch Titration nlt Salzsäure wird eine Konsentration toe 0,45 IT/l festgestellt. Geaäß Beispiel 1 werden 400 g Styrol und 100 g Isopren. In Benzol bei 35° C umgesetzt, wobei 20 öl der Katalysatorlösung verwendet werden. 10 g of diphenyl and 2.5 g of lithium will a In 250 ml of tetrahydrofuran implemented according to Example 1. 30 g of butadiene are added and then the tetralydroftirane is replaced by benzene replaced, with 600 nl of a sctowärzlicii — rötlion — brown Eeaktionslösung receives. By titration with hydrochloric acid a concentration toe 0.45 IT / l was found. According to the example 1 is 400 g of styrene and 100 g of isoprene. In benzene at 35 ° C implemented using 20 oil of the catalyst solution.
ITacIi 40 Minuten färbt sich der Inhalt des ReaktionsgefäSes rot und die Polymerisation des Styrols setzt bei einer !Oeniperatur oberhalb 100° G ein. Hach beendeter Reaktion wird das erhaltene Copolymere durch Methanol ausgefällt und im Yaküum getrocknet. Bs werden 1 $£ 4-lydro2j~raethj"l-2,6-di-t-biitylphenol hinzugegeben und das erhaltene Copolymere wird Eilt Hilfe eines Extruders granuliert. Das erhaltene Granulat wird zu Probekörpero. iron Stäfoehengestalt oder Hantelgestalt durch Spritzgießen geformt. Die ProTbeköbrper haben eine Dicke von 2 απ, eine Breite von 10 am und eine iänge von 80 sti. Die physikalischen Eigenschaften, des erhaltenen Produkts sind in Tabelle YII zusammengestellt«For 40 minutes the contents of the reaction vessel turn red and the polymerization of the styrene begins at an oeniperature above 100.degree. After the reaction has ended, the copolymer obtained is precipitated by methanol and dried in a yakuum. 1 $ £ 4-Hydro2j ~ raethj "l-2,6-di-t-biitylphenol is added and the copolymer obtained is granulated with the aid of an extruder Sample bodies have a thickness of 2 απ, a width of 10 am and a length of 80 sti. The physical properties of the product obtained are summarized in Table YII «
S.}.yrol/lsoprenWeight ratio of used
S.}. Yrol / lsoprene
10S849/163110S849 / 1631
Ec werden die Polyiaerisationsversuclie gemäß den vorhergehenden Beispielen wiederholt, wobei jedoch die GeGaotwenge an Styrol und Isopren jeweils 500 g beträgt und das Verhältnis von Styrol su Isopren im Bereich von 70/30 bis 90/10 ausgewählt wird. Die Ei-genschaften des erhaltenen Blockcopolyraeren sind in Tabelle VIII susaraoe«gestellt. Ec are the polymerization tests according to the preceding Examples repeated, but the GeGaotwenge of styrene and isoprene is each 500 g and the ratio of styrene to isoprene in the range of 70/30 to 90/10 is selected. The properties of the block copolyraeren obtained are shown in Table VIII susaraoe «.
Tabelle VIIITable VIII
Gewichteverhältnis
von 70/30 75/25 80/20 35/15 90/10 eingesirzten
Styrol/lsoprenWeight ratio of 70/30 75/25 80/20 35/15 90/10 circumscribed
Styrene / isoprene
KoIe kul arge,- 10,1 9,5 7,9 9,0 ·8,5KoIe kul arge, - 10.1 9.5 7.9 9.0 · 8.5
wicht (χ 104)weight (χ 10 4 )
280 290 330 370 420 Elongation 105 70 50 35 21280 290 330 370 420 Elongation 105 70 50 35 21
Dy ns tat-Schlagfestig-Ire it (kg caDy ns tat-Schlagfestig-Irish it (kg approx
Ilocla/ell-Härte
(Il-Sicala 1/4)Ilocla / ell hardness
(Il-Sicala 1/4)
Trübnn- (£) 6,8 7,0 5,5 5,0 3,3Cloudy- (£) 6.8 7.0 5.5 5.0 3.3
Vergleichsbeisgiel 2Comparative example 2
Ζυΐ" Verdeutlichung der Unterschiede zwischen den erfindungsgeraäßen Verfahren und der herköKClichen Blookcopolyiaerisation werden die folgenden Versuche durchgeführt. Unter Terv/endung des gleichen Katalysators wie iu Beispiel 7 werden Isopren und Styrol in zwei Stufen polymerisiert, wobei zunächst Isopren alleine bei 50° C während 50 Kinuten polymerisiert v/ird und sodann auf 25° C abgekühlt wird. Sodann, wird StyrolΖυΐ "Clarification of the differences between the inventive equipment Process and traditional blookcopolyerization the following experiments are carried out. Under Terv / ending of the same catalyst as in Example 7 are isoprene and styrene polymerized in two stages, with isoprene initially polymerizing alone at 50 ° C. for 50 minutes v / ird and then cooled to 25 ° C. Then, styrene becomes
109849/1631109849/1631
Mn SU ge ge ben und bei 30 Minuten polynerisiert. Dabei wird das Verliältnis von Styrol au Isopren ία Bereich von 70/30 bis 90/10 ausgewählt. Jedes der erhaltenen behandelten und getrockneten Copolyiaeren wird mit 1 *Ό 4-iIydro::ymethyl-2 ,6-di-t-butyIphenol vermischt und zu Probelcörpern verarbeitet. Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Copolyraeren sind in Tabelle IX susanmengestellt.Give Mn SU and polymerize at 30 minutes. The ratio of styrene to isoprene ία range from 70/30 to 90/10 is selected. Each of the treated and dried copolymers obtained is mixed with 1 * Ό 4-iIydro :: ymethyl-2,6-di-t-butyIphenol and processed into test specimens. The physical properties of the resulting copolyraeren are shown in Table IX.
Gewichtsverhältnis
von 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10 eingesetztem
Styrol/lsoprenWeight ratio of 70/30 75/25 80/20 85/15 90/10 used
Styrene / isoprene
wicht (χ ΙΟ4)Get kul ar ge j
weight (χ ΙΟ 4 )
(Kg/cm)tensile strenght
(Kg / cm)
festigkeit
(Kg cm/cia )Dynstat blow
strength
(Kg cm / cia)
(Il-Skala 1/4)Rockwell hardness
(Il scale 1/4)
10 9 8 4 9/163110 9 8 4 9/1631
Claims (8)
hergestellt wurde.that a starter is used, which is obtained by reacting lithium with a non-condensed polycyclic aromatic hydrocarbon in a polar medium, preferably in tetrahydrofuran, tetrahydropyran, ethylene glycol dialkyl ether or bioethylene glycol dialkyl ether
was produced.
ein Katalysator verwendet wird, bei dessen Herstellung
nach beendeter Reaktion das polare Medium unter Ausbildung einer homogenen Katalysatorlösung durch ein nichtpolares Lösungsaittel ersetzt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that
a catalyst is used in its manufacture
after the reaction has ended, the polar medium is replaced by a non-polar solvent to form a homogeneous catalyst solution.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3473770A JPS501915B1 (en) | 1970-04-24 | 1970-04-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2120232A1 true DE2120232A1 (en) | 1971-12-02 |
DE2120232B2 DE2120232B2 (en) | 1978-09-07 |
DE2120232C3 DE2120232C3 (en) | 1979-05-03 |
Family
ID=12422616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712120232 Expired DE2120232C3 (en) | 1970-04-24 | 1971-04-24 | Process for the production of a block polymer |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS501915B1 (en) |
DE (1) | DE2120232C3 (en) |
FR (1) | FR2090626A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2460009A1 (en) * | 1973-12-26 | 1975-07-10 | Firestone Tire & Rubber Co | POLYMERIZATION PROCESS AND PRODUCED POLYMERIZATION |
-
1970
- 1970-04-24 JP JP3473770A patent/JPS501915B1/ja active Pending
-
1971
- 1971-04-23 FR FR7114525A patent/FR2090626A5/en not_active Expired
- 1971-04-24 DE DE19712120232 patent/DE2120232C3/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2460009A1 (en) * | 1973-12-26 | 1975-07-10 | Firestone Tire & Rubber Co | POLYMERIZATION PROCESS AND PRODUCED POLYMERIZATION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2120232C3 (en) | 1979-05-03 |
FR2090626A5 (en) | 1972-01-14 |
DE2120232B2 (en) | 1978-09-07 |
JPS501915B1 (en) | 1975-01-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |