DE2329383A1 - Verfahren zur anionischen polymerisation von pyrrolidon - Google Patents
Verfahren zur anionischen polymerisation von pyrrolidonInfo
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- C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
- C08G69/14—Lactams
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anionischen Polymerisation
von Pyrrolidon in Gegenwart von Katalysatorsystemen mit einem Gehalt an einem Fluorolefin beziehungsweise
Chlorfluorolefin als "Aktivator".
Aus dem die anionisGhe Polymerisation von Pyrrolidon in
Gegenwart von Katalysatoren, bestehend aus Alkalipyrrolidonaten, betreffenden Patentschrifttuin sind zahlreiche Arten von
"Aktivatoren", wie Acyllactame, Ester von Mono- und Dicarbonsäuren, Isoc;/änate, nicht substituierte Amide, N-substituierte
Amide, N-Cyanolactame, Harnstoffderivate, Kohlendioxyd,
Tritylderivate und Halogensilane, bekannt.
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Von den Aktivatoren des Standes der Technik gestatten nur wenige, wie COp und Tritylderivate, die Erzielung von Polymeren,
deren Molekulargewichte zur überführung derselbe η in
wertvolle Fasern geeignet sind, in hohen Ausbeuten.
Von der Anmelderin wurde nun überraschenderv.uise festgestellt,
daß auch die Zugabe von Fluorolefinen beziehungsweise
Chlorfluorolefinen zu den zur anionischen Polymerisation verwendeten
bekannten Katalysatoren die Erzielung von Pyrrolidonpolymeren mit den oben angegebenen Eigenschaften
gestattet.
Lie nach dem erf indungsgernäßen Verfahren verwendbaren Fluorolefine beziehungsweise Chlorfluorolefine sind vom Typ
worin X für F, Cl, CF, , CF2Cl , CFCl2 beziehungsweise
steht.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur anionischen Polymerisation von Pyrrolidon in Gegenwart eines
Katalysators, bestehend aus einem Alkaliinetallpyrrolidonat
beziehungsweise quaternären Ammoniumpyrrolidonat, zusammen
mit einem Aktivatorzusatz, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Aktivator beziehungsweise als ein Aktivator
ein Fluorolef in beziehungsweise Chlorf luorolef in der Formel
F2C = CFX ,
worin X für F, Cl, CF, , CF2Cl , CFCl2 beziehungsweise
CCl, steht, verwendet wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nind
unter den Fluorolefinen Tetrafluoräthylen und Hexaf'luor-
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propylen bevorzugt, während von den Chlorfluorolefinen Chlortrifliioräthylen
bevorzugt ist.
Die Fluorolefine beziehungsweise Chlorfluorolefine sind in den Katalysatorsystecien aus Alkalimetallpyrrolidonaten sowie
qua ternären Arnmoniumpyrrolidonaten wirksam.
Überdies wurde festgestellt, daß die Wirksamkeit der Fluorolefine und Chlorfluorolefine beträchtlich erhöht wird,
wenn sie in Mischung mit einem bekannten Aktivator verwendet
werden. Das stellt daher eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dar. Als Coaktivator können vorteilhafterv/eise
Kohlendioxyd, Halogensilane, insbesondere Trimethylchlorsilan, Metallhalogenide, insbesondere·SnCl^, , und Isocyanate, insbesondere
Phenylisocyanat, verwendet werden.
Das so hergestellte Polypyrrolidon zeigt von den Vierten der thermogravimetrischen Analyse (T.G.A.) beziehungsweise
von Messungen des Viskositätsverlustes im geschmolzenen Zustand beziehungsweise von Spinnversuchen hergeleitete Werte
der relativen Viskosität und V'ärmebe ständigkeit, welche stets
mit denen des durch Polymerisation des Monomers nach dem besten Verfahren des Standes der Technik erhaltenen PoIypyrrolidones
vergleichbar und vielfach größer als diese sind.
Die erfindungsgemäß verwendete Menge der Fluorolefine
beziehungsweise Chlorfluorolefine beträgt vorzugsweise
0,01 bis 1 Mol-%, insbesondere 0,05 his 0,8 Mol-%, bezogen
auf das Monomer.
Der Coaktivator wird, soweit er im Zusatz zum Fluorolefin
beziehungsweise Chlorfluorolefin zugegen ist, vorteilhafterweise in Mengen von 0,01. bis 5 Mol-%, bezogen auf das Monomer,
verwendet.
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Die Polymerisation des Pyrrolidones nach der Erfindung
wird im allgemeinen bei einer Temperatur von -10 bis +700C,
vorzugsweise +20 bis +60 C, durchgeführt. Es ist möglich, die
Polymerisation entweder in Masse oder in Suspension durchzuführen
.
Im Falle von Polymerisationen in Fasse wird das erhaltene
Polymer viele Male mit Wasser gemahlen, beispielsweise in einer Mühle des Typs Waring-Blendor, gegebenenfalls mit
Aceton gewaschen und getrocknet, um die Ausbeute sowie die relative Viskosität zu ermitteln.
Im Falle von Suspensionspolymerisatioiien wird das Monomer
in Dispersion in einem nicht lösenden Mittel polymerisiert. Nicht lösende Mittel umfassen Petroläther, Leichtbenzin beziehungsweise
Gasolin, Leuchtpetroleum beziehungsweise Kerosin, Pentan, Hexan, Octan, Isooctan, Cyclohexan, Cyclohexen,
Octen, Penten und andere gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe.
Im allgemeinen wird ein anionenaktives, nicht-ionogenes beziehungsweise kationenaktives oberflächenaktives Mitte]
zur Suspension zugegeben, um ihre Stabilität zu verbessern.
Die Teilchengröße des entstandenen Polymers kann durch
Variieren des Verhältnisses von nicht lösendem Mittel zu Pyrrolidon gesteuert werden. Im allgemeinen beträgt das
Volumverhältnis von nicht lösendem Mittel zu Pyrrolidon 0,5 bis 5» vorzugsweise 1 bis J.
Es ist auch möglich, die Polymerisation mit einer Lösung des Monomers durchzuführen. Bevorzugte Lösungsmittel für
das Monomer sind Dioxan, Benzol, Tetrahydrofuran und Dimethylformamid.
- 5 -■309851/0958
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert, wobei
die Konzentration der Bestandteile des Katalysatorsystemes
in Molen ausgedrückt und auf 100 Mol Pyrrolidon bezogen ist, soweit nichts anderes angegeben ist.
Es wurden 4 g Benzyltrimethylammoniumchlorid in 10 cnr
Wasser auf ein mit einer Kaliumhydroxydlösung aktiviertes Ionenaustauscherharz mit einem vernetzton Polystyrolgerüst
mit quaternären Ammoniumgruppen (Amberlite IRA-^OO der
Firma Rohm.& Haas) getropft. Das so erhaltene Benzyltrimethylammoniumhydroxyd
(0,13 g/cnr) wurde in wäßriger Lösung mit 31 g Pyrrolidon vermischt, so daß das anschließend
gebildete Pyrrolidonatsalz in einer Molkonzentration von 3%, bezogen auf das Monomer, vorlag.
Die Salzbildung wurde durch Entfernen des Wassers durch azeotrope Destillation mit 800 cnr Xylol bei 45°C unter
einem Restdruck von 20 mm Hg und durch Erhitzen der Mischung während noch 2 Stunden auf 60°C unter einem Vakuum von
0,01 mm Hg durchgeführt.
In das das Pyrrolidon und die 3 Mol-% Pyrrolidonat enthaltende
Gefäß wurde 0,62 g CpF4 O39 cnr unter Normalbedingungen)
entsprechend 1,7 Mol-%, bezogen auf das Monomer, eingebracht. >
_ Die Zugabe wurde mittels einer Gaszumeßvorrichtung und
eines in die Reaktionsmasse eingetauchten Kapillarrohres mit einem Gasausfluß von 9 Minuten durchgeführt.
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Nach 22 Stunden bei Raumtemperatur wurde das so erhaltene Polymer wiederholt mit V/asser in einer 1.1UJhIe dos Typs Waring-
-Blendor gemahlen, mit Aceton gewaschen und schließlich getrocknet.
Die Polymeraus"beute betrug 4-9% der Theorie. Die relative
Viskosität war 4,9 (bei einer 1%-igen Lösung des Polymers
in m-Kresol bei 25°C).
Mit den bei Raumtemperatur durchgeführten und in der
folgenden Tabelle 1 zusammengestellten Versuchen wird die
Wirksamkeit der erfindungsgemäß verwendeten Fluorolefine und Chlorfluorolefine in Gegenwart von aus Kaliumhydroxyd oder
einer quaternären Ammoniumbase in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise erhaltenen alkalischen Pyrrolidonaten (wird hier und im folgenden als 'Sammelbetriff für die Alkalinetallpyrrolidonate und quaternären Ammoniumpyrrolidonate gebraucht)
nachgewiesen.
folgenden Tabelle 1 zusammengestellten Versuchen wird die
Wirksamkeit der erfindungsgemäß verwendeten Fluorolefine und Chlorfluorolefine in Gegenwart von aus Kaliumhydroxyd oder
einer quaternären Ammoniumbase in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise erhaltenen alkalischen Pyrrolidonaten (wird hier und im folgenden als 'Sammelbetriff für die Alkalinetallpyrrolidonate und quaternären Ammoniumpyrrolidonate gebraucht)
nachgewiesen.
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CJ
ο co
CO
cn
CD
cn co
Versuch I |
KOH | Quaternäre Aminoniumbase |
C2F4 | C2F3Cl | °3F6 | Monomer | Polymeri sations- dauer in Stunden |
Ausbeute in .% der Theorie |
Relative Viskosität V <°> |
a | - | 1,7 | 0,84· | 100 | 20 | 17 | 5,5 | ||
I b | - | 5,0 | 0,6 | - | 100 | 22 | 27 | ■5,4 | |
! ; c |
10 | - | - | 0,5 | 100 | 7 | 26 | 5,7 | |
! 1 d |
10 | - | . - | - | 0,4 | 100 | 7 | 26 | 5,5 |
(°) der 1%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol bei
0C
CJ
Es wurden 40 g Pyrrolidon in einem Kolben mit 2,7 g
85%-igem Kaliumhydroxyd (8,6 Mol-%, bezogen auf das Monomer)
vermischt.
Die Salzbildung wurde dann durch Abdestillieren des Wassers bei 115 C unter einem Vakuum von 4- bis 5 im: Hg während
eines Zeitraumes von 15 bis 30 Minuten durchgeführt. Nach
dem Kühlen wurde 0,83 g gasförmiges COp (4- Mol-%) zusammen
mit 0,29 g gasförmigem C2F^ (0,62 Mol-%) zugegeben.
Die Zugabe der Gase erforderte 3 Minuten und 50 Sekunden.
Die Polymerisationsmasse wurde dann 21 Stunden und 30 Minuten'
in einem thermostatisch auf 55°C gehaltenen Bad gehalten. Nach dem Vermählen des Polymers nach der im Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrensweise betrug die Ausbeute 50% der Theorie. Die relative Viskosität einer 0,5%-igen Lösung des
Polymers in m-Kresol bei 200C war '9,1.
Es wurden in einen mit einem Rührer versehenen 500 cur
Kolben 255 6 (5 Mol) Pyrrolidon und 85%-iges Kaliumhydroxyd
eingebracht. Bei 110 bis 115°C unter einem Vakuum von 3 bis 5 mm Hg bildeten die beiden Reaktionsteilnehmer ein
Salz und es destillierte Wasser ab. Die für die Salzbildung erforderliche Zeit hing von der eingebrachten KOH-Menge ab.
Am Ende dieses Arbeitsganges wurde der Druck im Kolben durch reinen Stickstoff wiederhergestellt und dann wurde die festgelegte
Tetraf3uoräthylenmenge in das Polymerisationsmediuin
unter kräftigem Rühren eingeblasen. Das Einblasen des Gases wurde innerhalb eines Zeitraumes von 1 bis JO Minuten beendet,
- 9 309851/0958
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt.
- 10 -
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Beispiel Nr. |
KOH | 3 | 1,5 | 0,0075 | Tabelle 2 | Polymeri sations- dauer in Stunden |
Ausbeute in /o der Theorie |
Relative Viskosität |
-S C |
|
4 3 | 3 | 10 ι 3 | 0,3 | 21 | 13 | 2,9 | ||||
U) O (β |
3 | 0,3 | Monomer | 65 | 74 | |||||
co cn |
6 | 8 : 6 | 0,3 | 100 | 8 | 30 | 2,2 | |||
1/095 | 7 | 9 | 0,23 | 100 | 23 | 45 | 5,8 | |||
co | 0,3 | 100 | 18 : 37 | 1 2,3 | 2329383 | |||||
0,8 | 100 | 18 24 | 2,5 | |||||||
100 | 20 j 55 | I 2,3 | ||||||||
100 | (*) gemessen in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in 96%-iger Schwefelsäure bei 2O0C |
|||||||||
100 | ||||||||||
Die Beispiele zeigen, daß die Pyrrolidonpolymerisationsgeschwindigkeit
in Gegenwart von Tetrafluoräthylen hoch genug ist, obwohl sie Von der Menge'des eingeleiteten Gases abhängt,
Darüberhinaus veranschaulichen die obigen Beispiele, daß das
Polymer in hohen Ausbeuten und mit hohem !*'olekularge\vicht
unter Verwendung von verhältnismäßig geringen Mengen der Bestandteile des Katalysatorsystemes erhalten wird.
Das im Beispiel 7 erhaltene Polymer wurde 4- Stunden lang
bei 120°C unter Vakuum getrocknet und dann mit einer Spinndüsentemperatur von 27O°C bei Verweilzeiten von 1 Minute
und 25 Sekunden bis 2 Minuten und 3 Sekunden gesponnen. Bei
höheren Verweil zeiten als 2 Minuten und 30 Sekunden brachen die Fäden auf Grund d§s Polymerabbaues.
In diesem Beispiel wurde die Salzbildung wie im Beispiel 3 beschrieben durchgeführt, jedoch mit I50 g
Pyrrolidon und 10,2 g 85%-igem Kaliumhydroxyd (8,6 Mol-%).
Die betreffenden Mengen des gasförmigen COp und gasförmigen
CoF^ waren 4 Mol-% beziehungsweise O,48 Mol-%. Das C2F^
wurde nach dem Zumischen des Kohlendioxydes zugesetzt.
Die Polymerausbeute nach 21 Stunden bßi 55°C wurde zu
50/0 der Theorie festgestellt. Die relative Viskosität
(einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol bei 20°C)
war 8,9.
Diese Reihe von Beispielen zeigt die Wirksamkeit des Tetrafluoi'äthylenes auch im Falle, daß im Katalysatorsystem,
- 12 309851/0958
bestehend aus KOH, CO2 und GpF4 ' die vervjen^-eJ:e COp-Menge
unter 4 Mol-% lag; die Umsetzung und die Viskosität änderten
sich nicht wesentlich gegenüber den in den vorhergehenden Beispielen angegebenen Werten. Die Versuche wurden bei Temperaturen
von 50 bis 55°C durchgeführt.
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U) O CO QO cn
CD cn oo
- 13 Tabelle 5
Beispiel Kr. |
KOH | co2 | 10 | 2 | C2F4 | Monomer | Polymeri sations- dauer |
Ausbeute in % der Theorie |
Relative Viskosität Ir C°) |
12 10 I 2 | 2 | 0,2 | 100 | 14 Stunden 30 Minuten | 45 | 7 | |||
1$ j 10 | 2 | 0,1 | 100 | 4 Stunden | 16 | 5,9 | |||
14 j 10 | 1 | 0,1 | 100 i 7 Stunden 30 Minuten ) |
26 | 6,1 | ||||
15 i 10 | 1,2 | 0,1 | 100 { 14 Stunden 30 Minuten j 45 | 8,6 | |||||
16 j 10 | 0,1 | 100 I 14 Stunden 30 Minuten | 43 | 6,8 | ||||||
17 | 0,05 | 100 j 15. Stunden j 41 | 15,2 |
(°) gemessen in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol bei 200C
CD CJ OO CO
u»
- 14 -
Beispiel 18 (Vergleichsversuch)
In diesem Beispiel wurde die Salzbildung des Pyrrolidones nach der im Beispiel 3 beschriebenen Verfahrensweise durchgeführt,
jedoch mit 3,1 g 85'%-igem Kaliumhydroxyd (10 Mo 1-%,
bezogen auf das Monomer).
In die aus Pyrrolidon und Kaliumpyrrolidonat bestehende Masse wurde dann eine 1 Mol-% entsprechende COp-Menge
(0,206 g) eingeblasen.
Nach 20 Stunden bei 55°C wurde die Polymerausbeute zu
0,1% der Theorie festgestellt. Die relative Viskosität betrug
2,6 (in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol
bei 20°C).
Dieses Beispiel zeigt deutlich die Wichtigkeit der Gegenwart des CpF^ im Katalysatorsystem. Diese Wirkung ist noch
klarer ersichtlich, wenn die Ergebnisse dieses Beispieles mit denen der Beispiele 16 und 17 verglichen werden.
Beispiele 19 his 23
Die in der folgenden Tabelle 4- zusammengestellten Bei-
F I spiele zeigen die Wirkung von Hexafluorpropylen (PvC -C=
auf die Polymerisation des Pyrrolidones in Gegenwart von Katalysatoren auf der Grundlage von Kaliumpyrrolidonat und
CO2.
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Beispiel Nr. |
KOH | CO2 | C3F6 | Mon,oiner | Polymeri sations- dauer |
Ausbeute in % der Theorie |
Relative Viskosität V (0) |
19 (Ver gleichs- versuch) |
10 | 100 | 7 Stunden 30 Minuten | 11,5 | 5,9 | ||
20 | 10 | 0,4 | 100 | 7 Stunden 30 Minuten | 62 | 2,8 | |
21· | 10 | 0,4 | 100 | 15 Stunden | 65 | 3,5 | |
22 | 10 | 0,1 | 100 | 15 Stunden 30 Minuten | 50 | 5,6 | |
23 | 10 I 2 | 0,2 | 100 | 7 Stunden 30 Minuten | 59 | 3 |
(°) gemessen in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol bei
einer Temperatur von 200C
fsj CO U) OO
- Ib -
Die in der folgenden Tabelle 5 zusammengestellten Bei
spiele veranschaulichen die Wirkung von Chlortrifluoräthylen (CpF3rd) auf die Polymerisation von Pyrrolidon in Gegenwart
eines alkalischen Pyrrolidonates und von COp.
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- 17 Tabelle
Beispiel Nr. |
KOH | σο2 | C2F3Cl | Monomer | Polymeri sations- dauer in Stunden |
Ausbeute in % der Theorie |
Relative Viskosität |
24 | 10 | 4 | 0,2 | 100 | 7 | 43 | 4,9 . |
25 | 10 | 4 | 0,2 | 100 | 15 | 60 | 4,4 |
26 | 10 | 2 | 0,2 | 100 | 15 | 52 | 3,3 |
27 | 10 | 1 | 0,3 | 100 | 15 | 58 | 3,6 |
28 (Ver gleichs- versuch) |
10 | 4 | - | 7 | 11,5 | 5,9 • • |
(°) gemessen in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in m-Kresol
bei einer Temperatur von 200G
CO CO 00 CO
Es wurden 255 S (3 Mol) Pyrrolidon und 6,0 g (0,09 Mol)
85%-iges Kaliumhydroxyd in einen mit einem Rührer versehenen
500 cnr Kolben eingebracht.
Durch Erhitzen auf 110 bis 115 G unter einem Vakuum von
1,5 bis 3 mm Hg destillierte das V/asser infolge der Salzbildungsreaktion
der Reaktionsteilnehuer ab. Unter den beschriebenen Bedingungen war die für die Salzbildung erforderliche
Zeit etwa 10 Minuten. Dann wurde der Kolben gekühlt und der Druck im Kolben durch wasserfreien und sauerstofffreien
Stickstoff wiederhergestellt. Wenn die Temperatur auf 300C gefallen war, wurde unter Rühren die festgelegte Trimethylchlorsilanmenge
in den Kolben eingeblasen und dann wurde unter Rühren das festgelegte CpF^-Volumen eingeblasen.
Der Arbeitsgang erforderte 4- Minuten und 30 Sekunden bis
8 Minuten Je nach der verwendeten Fluorolefinmenge. Am Ende
der Zugabe des Tetrafluoräthylenes erhöhte sich die Viskosität
der Polymerisationsmasse rasch, wodurch das weitere Rühren unmöglich wurde. Dann wurde der Kolben mit Stickstoff
gespült und in einem Ofen bei 500G gelassen.
Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 6 zusammengestellt.
- 19 -
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- 19 Tabelle
co cn oo
Beispiel Nr. |
KOH. | - | Trimethyl- chlorsilan |
Monomer | Polymeri sations- dauer in Stunden |
Ausbeute in der Theorie - |
Relative Viskosität 7Ir O |
29 CVer- gleichs- versuch) |
2,7 | 0,23 | 0,1 | 100 | 24 | 25 | ,,β |
30 | 3,0 | 0,1 | 0,1 | 100 | 24 | 57 | 4,1 |
31 | 3,0 | 0,1 | 0,1 | 100 | 24 | 42 | 4,7 |
32 | 3,0 | 0,23 | 0,005 | 100 | 24 | 32 | 3,6 |
33 | 3,0 | 0,05 | 100 | 24 | 45 | 4,9 | |
(·) gemessen in einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in einer
96%-igen Schwefelsäure bei 200C
OJ GO OJ
In den Beispielen 30 bis 33 kann die Reihenfolge der
Zugabe des G^F^ und des Trimethylchlorsilanes ohne Änderung
der Ergebnisse umgekehrt werden.
Das im Beispiel 30 erhaltene Polymer wurde 1V Stunden
lang bei 120°C unter Vakuum getrocknet und dann mit einer
Spinndüsentemperatur von 27O0C bei einer Verweilzeit von
1 Minute und 40 Sekunden bis 1 Minute und 50 Sekunden gesponnen
.
Diese Beispiele veranschaulichen weiter die Wirkung des Tetrafluoräthylenes auf die Polymerisationsgeschwindigkeit.
Der Katalysator bestand aus Kaliumpyrrolidonat und SnGl^ als Coaktivator.
Die Betriebsbedingungen in diesen Versuchen waren mit den in den vorherigen Beispielen beschriebenen, insbesondere
hinsichtlich der Bildung des Kaliumpyrrolidonates aus KOH und Pyrrolidon identisch. Die Reihenfolge der Zugabe" des
CoF^ und SnCl^ unter Rühren bei 30°C kann ohne Änderung der
Ergebnisse umgekehrt werden.
Die für das Einblasen des C^Fzi. ^n ^e Reaktionsmasse
erforderliche Zeit betrug 2 bis 5 Minuten je nach dem verwendeten
CpF^-Voluraen.
In allen Beispielen wurde die Polymerisation bei 5O0C
durchgeführt.
Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
- 21 309851/0958
ο co cn oo
- 21 Tabelle
Beispiel Nr. |
KOH | C2F4 | SnCl^ | Monomer | Polyneri- sations- dauer in Stunden |
Ausbeute in % der Theorie |
Relative Viskosität |
I | 5,8 |
54 (Ver gleichs- versuch) |
5 | 0,3 | 100 | 71 | 51 | 4,0 | |||
55 | 5 | 0,1 | 0,5 | 100 | 25 | 51 | 5,6 | ||
56 | 5 | 0,3 | 0,5 | 100 | 19 | 68 | |||
57 | 3 . | 0,6 | 0,3 | 100 | 22 | 75 |
(°) gemessen in .einer 0,5%-igen Lösung des Polymers in 96%-iger
Schwefelsäure bei 200C
N) CO N) CO Ca) OO CO - 22 -
Beispiel 38
Nach der wie in den Beispielen 29 bis 33 beschriebenen
Salzbildung aus KOH und Pyrrolidon wurde die das Pyrrolidon und Kaliumpyrrolidonat enthaltende Lösung unter Rühren mit
0,031 6 Phenylisocyanat (entsprechend 0,086 Mol, bezogen auf
das Monomer) versetzt. Dann wurden 21? cnr (gemessen bei
210C und 1 atm) gasförmiges CpF^ (entsprechend 0,3 Mol-%,
bezogen auf das Monomer) innerhalb etwa 5 Minuten in die Lösung eingsblasen.
Nach 17 Stunden und 30 Minuten bei 55°C betrug die Polymerausbeute
48% der Theorie; die relative Viskosität des Polymers war 3»8.
Dieses Beispiel zeigt, daß die'Wärmebeständigkeit von erfindungsgemäß
mit einem Katalysator auf der Grundlage eines alkalischen Pyrrolidonates, von COp und von Fluorolefinen erhaltenem
Polypyrrolidon (A) {"ausgedrückt durch eine thermogravimetrische
Analyse! größer ist als die Wärmebeständigkeit von mit demselben Katalysator, jedoch in Abwesenheit von
Fluorolefinen erhaltenen Polymeren (B).
In der folgenden Tabelle 8 sind die Wärmebständigkeiten durch die Werte der Zeit, die erforderlich ist, um einen
10%-igen Abbau,(t^,Q) und einen 50%-igen Abbau (tt-0), jeweils
bei-275°G, zu erzielen, ausgedrückt.
- 23 30985 1/0958
- 23 Tabelle
co cn oo
Probe | Relative Viskosität |
0 | Stunde | 9 | t10 | 30 | Sekunden | 0 | Stunde | 49 | Minuten |
A | 9,1 | 0 | Stunde | 9 | Minuten | 0 | Stunde | 19 | Minuten 30 Sekunden | ||
B | 5,8 | 0 | Stunde | 10 | Minuten | 30 | Sekunden | 0 | Stunde | 37 | Minuten |
A | 9,1 | 0 | Stunde | 12 | Minuten | 30 | Sekunden | 0 | Stunde | 68 | Minuten |
6,8 | Minuten | ||||||||||
CO CO CO CJ
Dieses Beispiel zeigt die '.Värmebeständigkeit von erfindungsgemäß
hergestellten Polypyrrolidonproben (A) und diejenige von durch dasselbe Katalysatorsystem, jedoch in Abwesenheit
von Fluorolefinen erhaltenen Proben (B) im geschmolzenen
Zustand.
Die Versuche wurden mittels einer Schmelz-Fließ-Index-
-Vorrichtung (Melt-Flow-Indexapparatus) bei einer Temperatur
von 275°C am einem Gewicht von 1 260 g unterworfenen Polymer
durchgeführt.
Die Beständigkeit ist als Zeitraum, der zwischen dem Augenblick, in welchem das geschmolzene Polymer die Auswerferdüse
der Vorrichtung in Form von Nudeln zu verlassen beginnt, und dem Augenblick, in welchem das thermisch abgebaute
Polymer die Düse in Form von Tropfen verläßt, verstreicht, ausgedrückt.
Probe | Relative Viskosität V |
Beständigkeit |
A | 5,2 | 0 Stunde 3 Minuten |
A | 8,6 | 0 Stunde 2 Minuten 20 Sekunden |
A | 9,1 | 0 Stunde 3 Minuten 45 Sekunden |
B | 6,5 | 0 Stunde 3 Minuten |
B | 5Λ | I 0 Stunde 2 Minuten ! |
Patentansprüche
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Claims (10)
- Verfahren zur anionischen Polymerisation von Pyrrolidon in Gegenwart eines Katalysators, bestehend aus einem Allcalimetallpyrrolidonat beziehungsweise quaternären Ammoniumpyrrolidonat, zusammen mit einem Aktivatorzusatz, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aktivator beziehungsweise als einen Aktivator ein Fluorolefin beziehungsweise Chlorfluorolefin der FormelF2C = CFX ,worin X für F, Cl, CF, , CFoCl, CFCIp beziehungsweise CCl, steht, verwendet.
- 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Aktivator bekannter Art als Coaktivatcr mitverwendet.
- 3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluorolefin Tetrafluoräthylen verwendet.
- 4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluorolefin beziehungsweise Chlorfluorolefin Hexafluorpropylen und/oder Chlortrifluoräthylen verwendet.
- 5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fluorolefin beziehungsweise Chlorfluorolefin in Mengen von 0,01 bis 1 Mol-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,8 Mol-%, bezogen auf das Monomer, verwendet.- 26 -309851 /0958
- 6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Coaktivator CCU verwendet.
- 7·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man als Coaktivator Trimethylchlorsilan verwendet.
- 8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man als Coaktivator SnCl^ verwendet.
- 9.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man als Coaktivator Phenylisocyanat verwendet.
- 10.) Verfahren nach Anspruch Λ bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß man den Coaktivator in Mengen von 0,01 bis
5 Mol-%, bezogen auf das Monomer, verwendet.309851/0958
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