DE2265728C2 - Process for the polymerization or copolymerization of vinyl chloride - Google Patents
Process for the polymerization or copolymerization of vinyl chlorideInfo
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Description
2020th
Die Erfindung betrifft "ein Verfahren zur Polymerisation oder Mischpolymerisation von Vinylchlorid in nichtemulgierter wäßriger Suspension in Gegenwart eines Schutzkolloids.The invention relates to "a process for the polymerization or copolymerization of vinyl chloride in non-emulsified aqueous suspension in the presence of a protective colloid.
Es ist bekannt, daß im wesentlichen wasserunlösliche monoäthylenisch ungesättigte Monomere, wie Vinylchlorid, in wäßriger Suspension in Gegenwart einer Anzahl natürlicher und synthetischer wasserlöslicher Polymerisate, die als Schutzkolloide bei dem Polymerisationsverfahren dienen, polymerisiert werden können, wobei man Produkte mit einer erwünschten gleichförmigen Teilchengrößenverteilung erhält Bespiele derartiger Schutzkolloide oder Dispergiermittel sind Methylcellulosen, Polyvinylalkohol, Gelatine und der in der US-PS 2538051 beschriebene Hydroxypropylmethylcelluloseäther, der einen Methoxysubstitutionsgrad von etwa 1,6 bis 2,0 aufweist.It is known that essentially water-insoluble monoethylenically unsaturated monomers, such as vinyl chloride, in aqueous suspension in the presence of a number of natural and synthetic water-soluble Polymers used as protective colloids in the polymerization process serve, can be polymerized, producing products with a desired uniformity Particle size distribution is given Examples of such protective colloids or dispersants are methyl celluloses, Polyvinyl alcohol, gelatin and the hydroxypropylmethyl cellulose ether described in US-PS 2538051, which has a degree of methoxy substitution of about 1.6 to 2.0.
Wenn die Polymerisationsrezepturen und die verwendeten Verfahren zu einer übermäßigen Schaumbildung in dem Reaktor führen, kann die Verwendung des Materials mit bohrer Oberflächenspannung zur Lösung des Problems beitragen. Wenn jedoch ein Produkt mit einer hohen Oberflächenspannung, wie Hydroxyäthylcellulose für diesen Zweck verwendet wird, wird die Steuerung der Reaktion schwieriger, wodurch die erhaltenen Teilchen harte, nicht poröse, glasartige Kügelchen, die eine ungeeignete Weichmacher-Absorption aufweisen, darstellen.If the polymerization recipes and those used Processes lead to excessive foaming in the reactor, the use of the Materials with drill surface tension contribute to solving the problem. However, when a product has a high surface tension, such as hydroxyethyl cellulose is used for this purpose, the Control of the reaction more difficult, making the resulting particles hard, non-porous, glass-like Represent beads exhibiting inadequate plasticizer absorption.
Weiterhin wendet sich die Teilchengrößenverteilung so zu größeren Fraktionen hin und die Weichmacher-Absorption wird schlechter, wenn, wie er, auch für Cellulose-Schutzkolloide der Fall ist, ungenügend Hydroxypropöymethylcellulose als Schutzkolloid bei der Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid verwendet wird.Furthermore, the particle size distribution turns like this towards larger fractions and the plasticizer absorption becomes worse, if, like him, also for Cellulose protective colloid is the case, inadequate hydroxypropoymethylcellulose as protective colloid suspension polymerization of vinyl chloride is used.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß Hydroxypropylmethylcellulose, die einen Methoxysubstitutionsgrad von mehr als 0,4 bis 13, im Gegensatz zu einer Hydroxypropylmethylceüulose mit einem Methoxysub- go stitutionsgrad von etwa l,fc bis 2,0 (wie es in der US-Patentschrift 25 38 051 beschrieben ist, aufweist, in der Lage ist, Polymerisatteilchen mit gleichförmiger Größe zu liefern, die eine wesentlich bessere Weichmacher-Absorption aufweisen (108% gegenüber 86%).It has now surprisingly been found that hydroxypropylmethylcellulose, those having a methoxy substitution degree greater than 0.4 to 13, as opposed to one Hydroxypropylmethylceüulose with a Methoxysub- go stitutiongrad from about 1. fc to 2.0 (as described in US Pat. No. 2,538,051, in is able to provide polymer particles of uniform size, which have a much better plasticizer absorption exhibit (108% versus 86%).
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Polymerisation und Mischpolymerisation von Vinylchlorid in nichtemulgierter wäßriger Suspension in Gegenwart von Polymerisationskatalysatoren und von wasserlöslichen Hydröxypropyhnethylcelluloseäthern mit einer molaren Hydroxysubstitution vou 0,2 bis 1,4 als Schutzkolloiden in einer Menge von 0,05 bis 5%, bezogen lauf das Monomerengewicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß" man einen Hydroxypropylmethylcelluloseäther mit einem Methoxysubstitutionsgrad von 0,4 bis "13 verwendetThe invention relates to a process for the polymerization and copolymerization of vinyl chloride in non-emulsified aqueous suspension in the presence of polymerization catalysts and of water-soluble ones Hydröxypropyhnethylcelluloseäthern with a molar hydroxy substitution of 0.2 to 1.4 as Protective colloids in an amount of 0.05 to 5%, based on the weight of the monomer, which thereby is characterized in that "one is a hydroxypropyl methylcellulose ether with a degree of methoxy substitution of 0.4 to "13 is used
Die Herstellung der Polymerisate mit der gewünschten Teilchengröße kann erreicht werden, indem man den beschriebenen Celluloseether in einer Konzentration, die sich vorzugsweise von 0,1 bis 5%, bezogen auf das Gewicht des Monomeren, erstreckt, verwendetThe preparation of the polymers with the desired Particle size can be achieved by using the described cellulose ether in a concentration which preferably ranges from 0.1 to 5% based on the weight of the monomer is used
Die Auswahl der Viskosität hängt von dem verwendeten System ab. Eine Reihe von Produkten mit Viskositäten von etwa .5 bis 5OcP bei einer 2%igen Konzentration und 200C wird; bevorzug*. Als Comonomeres für die Mischpolymerisation mit Vinylchlorid ist als Beispiel Vinylacetat zu nehmen.The choice of viscosity depends on the system used. A number of products with viscosities from about .5 to 5OcP at a 2% concentration and 20 0 C; prefer *. An example of a comonomer for copolymerization with vinyl chloride is vinyl acetate.
Die Auswahl der Methoxysubstitution und der molaren Hydroxypropylsubstitution sowie der Viskosität hängt von dem verwendeten System ab. Ein Produkt mit einem Methoxysubstitutionsgrad von 1,0 bis 13 und einer molaren Hydroxypropylsubstitution von 0,75 bis 1,0 und einer Viskosität von etwa 73 cP bei einer 2%igen Konzentration bei 200C wird bevorzugtThe choice of methoxy substitution and molar hydroxypropyl substitution as well as the viscosity depends on the system used. A product with a degree of methoxy substitution of 1.0 to 13 and a molar hydroxypropyl substitution of 0.75 to 1.0 and a viscosity of about 73 cP at a 2% concentration at 20 ° C. is preferred
Weiterhin wird die Polymerisation, wie es bei wäßrigen Suspensionspolymerisationsreaktionen der beschriebenen Art üblicherweise der Fall ist, in Anwesenheit eines Polymerisationskatalysators durchgeführt Es zeigte sich, daß in dieser Hinsicht Isopropylpercarbonat als Katalysator besonders wirksam istFurthermore, the polymerization, as it is at aqueous suspension polymerization reactions of the type described is usually the case in In the presence of a polymerization catalyst, it was found that in this regard Isopropyl percarbonate is particularly effective as a catalyst
Wenn im folgenden nichts anderes angegeben, sind alle Teile und Prozentteile auf das Gewicht bezogen.Unless otherwise indicated below, all parts and percentages are by weight.
Beispiel
und Vergleichsversuchexample
and comparison test
In jedem der einzelnen Experimente wurde ein mit Glas ausgekleidetes Reaktionsgefäß mit einem Fassungsvermögen von 7^71, das mit einem Glasflügelrührer, einem Tauchrohr aus rostfreiem Stahl und einem Druckminderungsventil versehen war, zunächst mit Suckstoff gespült Anschließend wurden 3540 g entmineralisiertes Wasser und 3,54 g oberflächenaktives Mittel (was eine 0,2%ige Lösups des im folgenden angegebenen Cellulosematerials in Wasser darstellt) und 2^5 g einer 20%igen Lösung des als Katalysator verwendeten Isopropylpercarbonats in Xylol zugesetzt Dann wurde ein Teilvakuum hervorgerufen und man gab im Verlauf von 5 Minuten unter Rühren mit einer Umdrehungszahl von 225 Upm 177Og Vinylchlorid in das Reaktionsgefäß. Die Reaktortemperatur wurde dann auf 54° C gebracht Nach einer Druckabnahme von 4,45 bar von dem maximalen Druck wurde das ReaktionsgefSß maximal gekühlt, wurde dann auf 0 bar evakuiert, worauf es auf einen Druck von 675mbar evakuiert wurde.In each of the individual experiments, a glass-lined reaction vessel with a capacity of 7 ^ 71, which was equipped with a glass paddle stirrer, a dip tube made of stainless steel and a pressure reducing valve was provided, initially with Suction rinsed Then 3540 g of demineralized water and 3.54 g of surface-active water were added Medium (which is a 0.2% solution of the following indicated cellulose material in water) and 2 ^ 5 g of a 20% solution of the catalyst used isopropyl percarbonate in xylene added A partial vacuum was then created and, over the course of 5 minutes, while stirring with a Speed of rotation of 225 rpm 1770 g of vinyl chloride in the reaction vessel. The reactor temperature was then brought to 54 ° C. After a pressure decrease of 4.45 bar from the maximum pressure, that was The reaction vessel was cooled to the maximum, was then evacuated to 0 bar, whereupon it was increased to a pressure of 675 mbar was evacuated.
Das Polyvinylchlorid wurde aus dem Reaktionsgefäß entnommen, mit Wasser gewaschen und filtriert und über Nacht bei 500C getrocknet.The polyvinyl chloride was removed from the reaction vessel, washed with water and filtered and dried at 50 ° C. overnight.
In der folgenden Tabelle sind die verwendeten Cellulosematerialien und die erhaltenen Polymerisate beschrieben.The following table shows the cellulose materials used and the polymers obtained described.
1,66 bis 1,95 Methoxygruppen, 1,0 bis 13 MetJioxygruppen,1.66 to 1.95 methoxy groups, 1.0 to 13 methoxy groups,
0,1 bis 0,20 Hydroxypropylgruppen 0,75 bis 1,0 Hydroxypropylgruppen0.1 to 0.20 hydroxypropyl groups 0.75 to 1.0 hydroxypropyl groups
% bezogen auf das Monomeire 0,2 0,2 % based on the Monomeire 0.2 0.2
Viskosität (2% bei 200C(CP)) 50 7,3Viscosity (2% at 20 ° C. (CP)) 50 7.3
Schüttdichte (g/cm3) 0,49 0,50Bulk density (g / cm 3 ) 0.49 0.50
PolymerisationseigenschafteuPolymerization Propertieseu
% Weichmacher-Absorption 86% Plasticizer absorption 86
(% absorbiertes Dioctylphthalat, 108(% absorbed dioctyl phthalate, 108
bezogen auf das Harzgewicht)based on the resin weight)
Pulvermischzeit (min) 5 5 ,2Powder mixing time (min) 5 5, 2
Obeiflächenspsoaung (dyn/cm) 50,9 -Surface speculation (dyn / cm) 50.9 -
Die obigen Werte zeigen die verbesserte Weichmacher-Absorption, die durch die Verwendung von Hydroxypropylmethylcellulose mit der angegebenen Methoxy- und Hydroxypropylsubstitution erzielt wird.The above values show the improved plasticizer absorption achieved through the use of hydroxypropylmethyl cellulose is achieved with the specified methoxy and hydroxypropyl substitution.
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